Химия, полный курс для 7 класса

Основные сведения о строении атомов

Ключевые вопросы:

• Из чего состоит атом?

• Что такое химический элемент?

• Как связаны между собой порядковый номер элемента, заряд ядра и число частиц в атоме?

1. Атом — сложная частица

С древних времён учёные размышляли о том, из чего состоят все вещества. Древнегреческий философ Демокрит считал, что любое тело можно делить до тех пор, пока не получится мельчайшая, неделимая частица — атом.

Однако научные открытия конца XIX – начала XX века доказали, что атом делим и имеет сложное строение. Он похож на крошечную планетарную систему: в центре находится массивное ядро, а вокруг него движутся лёгкие электроны.

Состав атома:

1. Ядро:

   • Состоит из двух видов частиц: протонов (p⁺) и нейтронов (n⁰).

   • Ядро имеет положительный электрический заряд.

   • Хотя размер ядра очень мал, в нём сосредоточена почти вся масса атома.

2. Электроны (e⁻):

   • Это лёгкие частицы, движущиеся вокруг ядра и образующие электронную оболочку.

   • Электроны имеют отрицательный электрический заряд.

Атом в целом — электронейтральная частица. Это означает, что суммарный положительный заряд ядра равен суммарному отрицательному заряду всех электронов. Следовательно:

Число протонов в ядре равно числу электронов в оболочке.

2. Химический элемент и заряд ядра

Представьте себе атомы водорода, кислорода и железа. Чем они принципиально отличаются друг от друга? Главное различие — в заряде ядра.

Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

Например:

• Все атомы, в ядре которых заряд равен +1 (то есть содержится 1 протон), — это атомы элемента Водорода.

• Все атомы, в ядре которых заряд равен +6 (6 протонов), — это атомы элемента Углерода.

• Все атомы, в ядре которых заряд равен +8 (8 протонов), — это атомы элемента Кислорода.

Таким образом, именно заряд ядра является «паспортом» химического элемента, который определяет его свойства.

3. Порядковый номер элемента — ключ к информации

Где же нам найти информацию о заряде ядра атома любого элемента? Очень просто! Для этого нужно воспользоваться Периодической системой химических элементов Д. И. Менделеева.

Взгляните на Периодическую систему. Каждый элемент находится в своей клетке и имеет порядковый номер — число, которое присвоено ему по порядку.

Порядковый номер элемента (Z) численно равен:

1. Заряду ядра его атома (в условных единицах).

2. Числу протонов в ядре (p⁺).

3. Числу электронов в электронной оболочке (e⁻).

Формула-правило:
Z = заряд ядра = p⁺ = e⁻

Разберём на примере элемента Азота (N):

• Порядковый номер Z = 7.

• Значит, заряд ядра = +7.

• Число протонов p⁺ = 7.

• Число электронов e⁻ = 7.

А как найти число нейтронов (n⁰)? Для этого нужно знать массовое число (A), которое примерно равно относительной атомной массе (Ar), указанной в Периодической системе (обычно это округлённое до целого число).

Число нейтронов вычисляется по формуле: n⁰ = A – Z

Для Азота (N):

• Ar ≈ 14, значит, A = 14.

• Z = 7.

• Число нейтронов n⁰ = 14 – 7 = 7.

Важно помнить: у атомов одного и того же элемента может быть разное число нейтронов. Такие атомы называются изотопами. Но для наших первых расчётов мы будем использовать округлённое значение атомной массы из таблицы.

Выводы по уроку:

1. Атом состоит из положительно заряженного ядра (протоны и нейтроны) и отрицательно заряженной электронной оболочки.

2. Атом электронейтрален, так как число протонов равно числу электронов.

3. Химический элемент — это вид атомов с одинаковым зарядом ядра.

4. Порядковый номер элемента в Периодической системе равен заряду ядра и указывает на число протонов и электронов в атоме.

Проверь себя:

1. Ответь на ключевые вопросы урока, расположенные в начале параграфа.

2. Используя Периодическую систему, заполни таблицу для предложенных элементов:

3. Объясни, почему атом, имея в своём составе заряженные частицы, в целом электронейтрален.