Атомное ядро заряд

В 1912 г. Генри Мозли (1887-1915) обнаружил, что частота рентгеновского излучения, испускаемого элементами при бомбардировке электронным пучком, лучше коррелирует с их порядковыми номерами, чем с атомными массами. Закономерная взаимосвязь между порядковым номером элемента и частотой (или энергией) рентгеновских лучей, испускаемых элементом, определяется внутриатомным строением элементов. Как мы узнаем из гл. 8, электроны внутри атома располагаются по энергетическим уровням. Когда элемент бомбардируется мощным пучком электронов, атомные электроны, находящиеся на самых глубоких энергетических уровнях, или, иначе, электроны из самых внутренних оболочек (ближайших к ядру), могут вырываться из атомов. Когда внешние электроны переходят со своих оболочек на образовавшиеся вакансии, атомы излучают энергию в форме рентгеновских лучей. Рентгеновский спектр элемента (набор частот испускаемого рентгеновского излучения) содержит в себе информацию об электронных энергетических уровнях его атомов. В настоящий момент для нас важно то, что эта энергия зависит от заряда ядра атома. Чем больше заряд атомного ядра, тем прочнее связаны с ним самые внутренние электроны атома. Тем большая энергия требуется для выбивания из атомов этих электронов и, следовательно, тем большая энергия испускается, когда внешний электрон переходит на вакансию во внутренней электронной оболочке. Мозли установил, что частота испускаемого при этом рентгеновского излучения (ее обозначают греческой буквой ню , V) связана с порядковым номером элемента Z соотношением [c.311]

Химические свойства 4/-элементов (лантаноидов) в основном схожи со свойствами лантана, поэтому разделение лантаноидов (называемых также редкоземельными элементами) сильно затруднено. Поскольку 4/-электроны слабо экранируют заряд атомного ядра, размеры ионов лантаноидов +3 уменьшаются от Ьа к Ьи они мало отличаются от размеров иона У +, принадлежащего предыдущему периоду. Этот эффект получил название лантаноидного сжатия. Он проявляется и у соответствующих пар элементов других побочных подгрупп — циркония 7г и гафния Н в IV группе, ниобия КЬ и тантала Та в V, молибдена Мо и вольфрама в VI группе. [c.153]

ПЕРИОДИЧЕСКАЯ СИСТЕМА ЭЛЕМЕНТОВ Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА — естественная система химических элементов, созданная гениальным русским химиком Д. И. Менделеевым. Расположив элементы в последовательности возрастания атомных масс и сгруппировав элементы с аналогичными свойствами, Д. И. Менделеев составил таблицу элементов, закономерности которой теоретически вытекают из сформулированного им периодического закона Физические и химические свойства элементов, проявляющиеся в свойствах простых и сложных тел, ими образуемых, находятся в периодической зависимости от их атомного веса (1869—1871 гг.). Периодический закон и периодическая система элементов Д. И. Менделеева позволяют установить свя ь между всеми химическими элементами, предсказать существование ранее неизвестных элементов и описать их свойства. Как впоследствии стало известно, периодичность в изменении свойств элементов обусловлена числом электронов в атоме, электронной структурой атома, периодически изменяющейся по мере возрастания числа электронов. Число электронов равно положительному заряду атомного ядра это число равно порядковому (атомному) номеру элемента в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. Отсюда современная формулировка периодического закона Свойства элементов, а также свойства образованных ими простых и сложных соединений находятся в периодической зависимости от величины зарядов их атомных ядер (2) . Поскольку атомные массы элементов, как правило, возрастают в той же последовательности, что и заряды атомных ядер, современная форма таблицы периодической системы элементов полностью совпадает с менделеевской, где аргон, кобальт, теллур расположены не в порядке возрастания атомной массы, а на основе их химических свойств. Это несоответствие рассматривалось противниками Д. И. Менделеева как недостаток его системы, но, как позже было доказано, закономерность нарушается в связи с изотопным составом элементов, что также предвидел Д. И. Менделеев. Периодический закон и периодическая система элементов [c.188]

Энергия отрыва последнего электрона от атомного ядра с зарядом Z составляет 1310 кДж/моль. Выразить эту энергию для азота в электронвольтах на связь. [c.50]

Рис. 14-22. Сечение металлического кристалла в атомной плоскости со схематическим изображением электронного газа. Каждый обрамленный кружком положительный заряд соответствует атомному ядру с запол-

Атомные ядра включают N нейтронов и Z протонов. Параметры и свойства атомных ядер влияют на протекание химических процессов, так как масса, заряд, энергия связи, устойчивость и ядерный спин ядра в значительной мере определяют свойства атома в целом. Отметим прежде всего, что с помощью масс-спектроскопических методов можно обнаружить разность ме кду массой ядра и массой, найденной простым суммированием масс составляющих его нуклонов, — так называемый дефект массы Ат. Энергетический эквивалент дефекта массы представляет собой энергию связи нуклонов в ядре. Ат = = 1,0078 Z+1,0087 N —т. Для ядра гелия Ат = 0,03 а. е. м., что соответствует 27,9 МэВ. Энергия связи ядра химического элемента приблизительно линейно зависит от массового числа A=--Z- -N. Если построить график зависимости средней энергии связи па один нуклон от массового числа, наблюдается максимум при средних значениях массового числа. Таким образом, ядра со средним массовым числом более устойчивы, чем тяжелые или легкие. Следует отметить, что тяжелые ядра богаче нейтронами, чем легкие. При Z>84 уже не существует стабильных ядер. Различают следующие виды ядер изотопы (равные Z, неравные N), изотоны (неравные Z, равные N), изобары (неравные Z, неравные N, равные А), изомеры (равные Z и N, однако внутренняя энергия неодинакова). Для нечетных А имеется лишь одно стабильное ядро, а для четных — несколько стабильных ядер изобаров (правило изобар Маттауха). [c.34]

БЕТА-РАСПАД ( -распад) — радиоактивное превращение атомного ядра, при котором испускаются р-частицы — электроны (р ) или позитроны (Р+). К Б.-р. относят также захват атомным ядром электронов с ближайшей к ядру электронной оболочки. Массовое число ядра при Б.-р. не изменяется, заряд ядра увеличивается на единицу при испускании электрона и уменьшается на единицу при испускании позитрона или захвате электрона. При этом атом химического элемента превращается в атом другого (соседнего) элемента. [c.44]

Если атомное ядро изотопа элемента теряет а-частицу, то при этом образуется ядро изотопа нового элемента с массовым числом на 4 единицы и с зарядом на 2 единицы меньше исходного и, следовательно, занимающего относительно него в периодической системе место на два номера меньше. [c.64]

При переходе от Н к происходит сильное возрастание эффективного атомного радиуса согласно принципу Паули, третий электрон в атоме вынужден находиться на орбитали с большим главным квантовым числом, а именно на 2. -орбитали, имеющей намного больший эффективный радиус по сравнению с Ь-орбиталью Н. На 2 - и 2/ -орбитали может быть последовательно добавлено еще семь электронов. Несмотря на то что эти орбитали имеют приблизительно одинаковый радиус, добавляемые на них электроны неэффективно экранируют друг друга от возрастающего положительного заряда атомного ядра, и в результате происходят возрастание эффективного ядерного заряда и связанное с этим уменьшение атомного радиуса в ряду элементов от (2 = 3) до Ке (7 = 10). После Ме новые [c.404]

В гл. 1 уже упоминалось, что атомное ядро состоит из двух типов основных элементарных частиц, протонов и нейтронов, которые в совокупности называются нуклонами. Ядро имеет положительный заряд, равный числу содержащихся в нем протонов, а это число 2 называется порядковым (атомным) номером ядра. В нейтральном атоме ядро окружено электронами, число которых равно числу протонов в ядре. Поскольку химические свойства атома определяются его электронами, все нейтральные атомы с одинаковым числом электронов (и протонов) рассматриваются как атомы одного элемента. Следовательно, порядковый номер атома указывает на его принадлежность к определенному элементу. Суммарное число протонов и нейтронов в атомном ядре называется его массовым числом, А. [c.405]

Атомные ядра и электроны, имея определенный электрический заряд, могут обладать и некоторым магнитным моментом, причем у ядра он примерно на три порядка меньше, чем у электрона. Молекула как система, состоящая из этих заряженных частиц, также может -характеризоваться вектором магнитного момента, который связан главным образом с орбитальным и спиновым движениями электронов. Еще одной характеристикой молекулы является тензор магнитной восприимчивости. Этими свойствами и определяются явления, происходящие при нахождении молекулы в магнитном поле. К важнейшим физическим методам исследования, связанным с изучением результатов взаимодействия молекул вещества с постоянным и переменным внешними магнитными полями, относятся методы радиоспектроскопии ЯМР и ЭПР. [c.6]

По мере увеличения заряда атомного ядра погрешности, связанные с пренебрежением одноэлектронным спин-орбитальным взаимодействием, увеличиваются, и приходится учитывать расщепление каждой (п/)-оболочки на две подоболочки, различающиеся новым спин-орбитальным квантовым числом / [c.99]

В результате тщательного изучения ироцессов прохождения а-частнц через различные материалы было показано, что атомы обладают чрезвычайно ажурной структурой, и общий объем всех частиц, образующих данный атом, составляет лишь ничтожную долю (примерно от 10 до 10" ) объема самого атома. При этом отрицательные заряды в виде электронов находятся в разных частях атома, а все положительные заряды находятся в центральной части атома — в атомном ядре, в котором сосредоточена также и практически вся масса атома (так как масса электронов очень мала). Величина заряда ядра оказалась строго одинаковой для всех атомов данного элемента. При выражении ее в единицах, равных заряду электрона, она равняется порядковому номеру элемента в периодической системе. Очевидно, что число электронов в атоме, находящемся в нейтральном состоянии, должно быть также равно этому числу. [c.27]

Молекула представляет собой достаточно устойчивую совокупность атомов, связанных валентными связями. Ее особенности становятся понятными, если представить молекулу как динамическую квантовую электронно-ядерную систему. Это система атомных ядер и такого количества электронов, заряд которого равен сумме положительных зарядов атомных ядер, причем валентные электроны, находясь в волновом движении между всеми атомными ядрами, стягивают их и сближаются с ними насколько это возможно, что резко снижает потенциальную энергию системы, придает ей устойчивость. Если в подобной системе имеется некоторое число неспаренных электронов, то это свободный радикал — частица гораздо менее устойчивая, чем молекула, так как радикал не выдерживает столкновения с другими радикалами или молекулами если в данной электронно-ядерной системе имеется избыточный заряд, [c.82]

Атомное ядро состоит из протонов р и нейтронов п. Эти частицы рассматриваются как два различных состояния элементарной ядерной частицы, называемой нуклоном. Особо высокая плотность ядерного вещества (около 10 г см ) свидетельствует о чрезвычайно больших силах, которые удерживают нуклоны в ядре. Ядерные силы действуют только на очень малых расстояниях — порядка, 10 см (Ы0 = = 1 ферма). Предполагается, что квантами поля ядерных сил являются я-мезоны (элементарные частицы с массой покоя, равной 270 массам электрона с зарядами я+, л , л ). В ядре происходит постоянное взаимопревращение протон нейтрон за счет обмена л-мезонами между нуклонами. Один нуклон испускает я-мезон, другой — поглощает [c.39]

Поскольку в диэлектриках практически отсутствуют свободные ионы и слабо связанные с атомными ядрами электроны, способные перемещаться под влиянием электрического поля, постольку они не проводят постоянного тока. Для прохождения переменного тока переноса заряженных частиц не требуется — вполне достаточно небольших колебаний зарядов вблизи некоторого положения равновесия. Смещение электронов, атомных ядер, повороты постоянных диполей в диэлектрике под влиянием электрического поля по сути дела и представляют собой подобные колебания зарядов, которые создают так называемые токи смещения. [c.233]

В результате испускания атомными ядрами а-лучей массовое число А уменьшается на 4 а.е. м., а заряд — на 2 при испускании р-лучей Z увеличивается на 1, а массовое число не меняется (правила смещения Фаянса и Содди). Кинетика (скорость реакции) ядерного распада подчиняется уравнению первого порядка. Активность радиоактивных веществ выражают в кюри 1 Ки — это такое количество радиоактивного вещества, в котором за 1 с происходит 3,7-10 расп. [c.35]

Итак, заряд атомного ядра является той основной величиной, от которой зависят свойства элемента и его положение в периодической системе. Поэтому периодический закон Менделеева в настоящее время можно сформулировать следующим образом [c.39]

Атомное ядро состоит из ядерных частиц — нуклонов. Нуклоны бывают двух типов протоны р и нейтроны п. Поскольку нейтроны не имеют заряда, а заряд протона равен 1+, то заряд ядра определяется числом протонов [c.17]

Чем больше заряд атомного ядра, тем сильнее будет отталкиваться от него а-частица, тем чаще будут встречаться случаи сильных отклонений а-частиц, проходящих через слой металла, от первоначального направления движения. Поэтому опыты по рассеянию а-частиц дают возможность не только обнаружить существование атомного ядра, но и определить его заряд. Уже из опытов Резерфорда следовало, что заряд ядра (выраженный в единицах заряда электрона) численно равен порядковому номеру элемента в периодической системе. Это было подтверждено Г. Мозли, установившим в 1913 г. простую связь между длинами волн определенных линий рентгеновского спектра элемента и его порядковым номером, и Д. Чедвиком, с большой точностью определившим в 1920 г. заряды атомных ядер ряда элементов по рассеянию а-частиц. [c.39]

Это открытие дало новое обоснование расположению элементов в периодической системе. Вместе с тем оно устраняло и кажущееся противоречие в системе Менделеева — положение некоторых элементов с большей атомной массой впереди элементов с меньшей атомной массой (теллур и йод, аргон и калий, кобальт и никель). Оказалось, что противоречия здесь нет, так как место элемента в системе определяется зарядом атомного ядра. Было экспериментально установлено, что заряд ядра атома теллура равен 52, а атома йода — 53 поэтому теллур, несмотря на большую атомную массу, должен стоять до йода. Точно так же заряды ядер аргона и калия, никеля и кобальта полностью отвечают последовательности расположения этих элементов в системе. [c.39]

Строение атомных ядер. Изотопы. Согласно современным представлениям, атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Протон (от греч. нротос — первый)—элементарная частица, обладающая массой 1,00728 а. е. м. и положительным зарядом, равным по абсолютной величине заряду электрона. Нейтрон также представляет собой элементарную частицу, но не обладающую электрическим зарядом масса нейтрона составляет 1,00867 а. е. м. Протон принято обозначать символом р, нен-трон — н. [c.103]

В простейшем из атомов — атоме водорода — потенциальная энергия электрона определяется его кулоновским притяжением к ядру. Поскольку в атомных единицах заряды электрона и ядра равны —1 и -1-1 соответственно, то [c.50]

Нуклоны распределены приблизительно равномерно по объему ядра. Между образующими ядро частицами действуют два вида сил электростатические силы взаимного отталкивания положительно заряженных протонов и силы притяжения между всеми частицами, входящими в состав ядра, называемые ядерны-ми силами. С возрастанием расстояния между взаимодействующими частицами ядерные силы убывают гораздо более резко, чем силы электростатического взаимодействия. Поэтому их действие заметно проявляется только между очень близко расположенными частицами. Но при ничтожных расстояниях между частицами, составляющими атомное ядро, ядерные силы притяжения превышают силы отталкивания, вызываемые присутствием одноименных зарядов, и обеспечивают устойчивость ядер. [c.90]

При определении взаимосвязи между периодической системой элементов и аналитической классификацией их ионов следует иметь в виду, что система элементов Д. И. Менделеева является отражением фундаментального закона природы и что единственным критерием, определяющим положение элемента в периодической системе, является заряд его атомного ядра. Аналитическая же классификация ионов является равнодействующей частных закономерностей, вытекающих из периодического закона, и учитывает многие другие факторы, в частности степень окисления иона, кислотноосновные свойства его гидроксида, а также растворимость образуемых им солей - сульфидов, сульфитов, хлоридов, карбонатов и т. д. [c.231]

АТОМНОЕ ЯДРО — центральная составная часть атома, в которой сосредоточена основная масса атома. А. я. имеет положительный заряд, определяющий количество электронов вокруг А. я. нейтрального атома, и порядковый номер элемента Z в периодической системе элементов Д. И. Менделеева. А, я. состоит из протонов и нейтронов. Сумма протонов и нейтронов называется массовым числом и обозначается буквой М, Размеры А. я. (радиус 10 см) весьма малы по сравнению с размерами атома (10 см), но почти вся масса атома сосредоточена в А. я. А. я., имеющие одинаковое 2, но различное М, называются (как и соответствующие им атомы) изотопами и обозначаются символом атома со значениями М вверху и 2 внизу слева. Например, стабильные изотопы кислорода обозначаются 0, О, дО. Число А. я. значительно больше числа химических элементов, т. к. каждый химический элемент имеет ряд стабильных или радиоактивных изотопов. А. я. отличаются свойствами и строением. [c.34]

Молекулы представляют собой довольно сложные системы положительных и отрицательных зарядов (атомные ядра и электроны). Поэтому, если неполярное вещество поместить в электростатическое поле напряженности Ш, то происходит смещение электронных оболочек центры тяжести положительных и отрицательных зарядов перестают совпадать. В неполярной молекуле индуцируется диполь, величина которого определяется напряженностью поля ё и мерой смещения зарядов — поляризуемостью а [c.349]

Замена атомной массы зарядом ядра была первым шагом в раскрытии физического смысла периодического закона. Далее, было важно установить причины возникновения периодичности, характер периодической функции зависимости свойств от заряда ядра, объяснить величины периодов, число редкоземельных элементов и пр. [c.455]

Переходы электронов, принадлежащих к внутренним слоям, вызывают рентгеновское излучение, длина волн которого значительно меньше, чем длина волн видимого света. Это обусловлено тем, что внутренние электроны более прочно связаны с атомным ядром, поэтому их переходы сопряжены с большими энергетическими изменениями, что согласно уравнению (1.9) приводит к излучению высокой частоты и, следовательно, малой длины волны. Рентгеновские спектры состоят из небольшого числа линий их частоты закономерно изменяются с увеличением заряда ядра при переходе от одного элемента к другому (см. разд. 1.5). [c.33]

Периодическая система элементов Д. И. Менделеева состоит из семи периодов, которые представляют собой горизонтальные последовательности элементов, расположенные по возрастанию заряда их атомного ядра. Периоды 1, 2, 3, 4, 5, 6 содержат соответственно 2, 8, 8, 18, 18, 32 элемента. Седьмой период не завершен. Периоды 1, 2 и 3 называют малыми, остальные - большими. Вследствие различия периодов по длине и другим признакам может быть много способов их относительного расположения в таблице. В настоящее время обычно применяют короткопериодный вариант, в котором периоды 1, 2 и 3 содержат по одному ряду элементов, а периоды 4, 5 и 6 имеют ло два ряда. Пользуются также длиннопериодным вариантом, в котором все периоды состоят из одного ряда и начала и концы периодов расположены одинаково. [c.40]

У ионов, имеющих электронную конфигурацию атомов благородных газов (5- и р-оболочки), радиусы больше, чем у ионов, имеющих во внешнем слое /-электроны. Например, радиус иона К составляет 152 пм, а радиус иона Си равен 91 пм. Это связано с тем, что при переходе от 5- и р-элементов к /-элементам в периодах заряд атомного ядра растет так, 2к 19, а 2си 29. У ионов /-элементов с одинаковым зарядом в пределах одного периода радиусы также уменьшаются с ростом заряда ядра так, л(Ре )-92 пм, а л,(К1 )-83 пм. Эффект уменьшения радиусов ионов (/-элементов называется ( -сжатием. [c.53]

Изотопы с промежуточным атомным весом 36 и с атомными весами меньше 35 и больше 37 в природном хлоре не обнаружены, но ряд таких изотопов получен иокусственнк), в частности путем облучения предварительно разделенных изотопов и нейтронами. Так как при поглощении атомным ядром заряд ядра не изменяется, хлор при этом остается хлором, но атомный вес его возрастает на единицу за счет веса массы) поглощенного нейтрона. Таким образом, из. получается СР , а из СР — СР . Оба искусственных изотопа хлора оказались сильно радиоактивными. Пе риод полураспада СР (37,9799) составляет, например, всего 37,5 минуты. Отсюда понятно, почему в природном хлоре эти язотопы не содержатся. , [c.231]

Чем больше заряд атомного ядра, тем сильнее будет отталкиваться от него а-частица, тем чаще будут встречаться случаи сильных отклонений а-частиц, проходящих через слой металла, от пер-вонгчгального направления движения. Поэтому опыты по рассея- [c.60]

Достоверность модели Резерфорда была подтверждена дальнейшими исследованиями. Атомное ядро состоит из протонов и нейтронов (рис. 8-3). Вокруг ядра имеется ровно столько электронов, чтобы они компенсировали заряд ядра. Но классическая физика не в состоянии объяснить подобную модель атома. В самом деле, что удерживает положительные и отрицательные заряды на расстоянии друг от друга Если электроны неподвижны, электростатическое притяжение к ядру должно сближать их до получения миниатюрного варианта томсоновой модели атома. И наоборот, если электроны движутся по каким-то орбитам вокруг ядра, дело отнюдь не упрощается. Электрон, движущийся по кругу вокруг положительного ядра, представляет собой осциллирующий диполь, если рассматривать атом в плоскости такой орбиты при этом отрицательный заряд колеблется в одну и другую сторону относительно положительного заря- [c.332]

Химические элементы, встречающиеся в природе, большей частью являются смесями изотопов. Их можно назвать многоизотопными элементами, в то время как изолированные изотопы представляют собой собственно чистые элементы. Изотопы эле-( мента занимают одно и то же место в периодической системе элементов, поэтому они обладают одинаковыми зарядами, но разными массами атомных ядер. Чистые элементы и различаются, например, только тем, что в первом случае атомное ядро содержит шесть, а во втором случае — семь нейтронов. Атомные массы, которыми оперируют в химии, представляют собой усредненные значения атомных масс отдельных изотопов. [c.219]

ЭЛЕКТРОН (е) — устойчивая элементарная частица с отрицательным электрическим зарядом, принятым за единицу количества электричества, и массой, равной 9 г. Э. был открыт в 1897 г. Дж. Томсоном. Э. играют основную роль в строении вещества, они являются одной из составных частей атомов. Э,, движущиеся вокруг атомного ядра, определяют химические, электрические, оптические и другие свойства атомов и л олекул. Характер движения Э. обусловливает свойства жидких и твердых тел, их плотность, электропроводность метяллов и полупроводников, свойства диэлектриков, оптические и другие свойства кристаллов и т. д. Важную роль играют ва- [c.290]

Атомы элементов второго периода имеют следуюшле значения первой энергии ионизации (в эВ) 5,39(и), 9,32(Ве), 8,30(В), 11,26(0, 14,53(Ы), 13,61(0), 17,42(Р), 21,56(Ме). Таким образом, при переходе от и к Не энергия ионизации возрастает, что о ясняется увеличением заряда атомного ядра (при этом число электронных сло в остается одним и тем же). Однако, как видно из приведенных данных, Д возрастает неравномерно у следующих за бериллием и азотом соответственно бора и кислорода наблюдается некоторое уменьшение Л, что объясняется особенностями электронного строения. У бериллия, [c.46]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология