§ 30. Основные сведения о строении атома — краткое содержание (пересказ)
Ранее атом считался неделимой частицей, однако открытия конца XIX — начала XX века доказали, что атом имеет сложное внутреннее строение. Он состоит из ядра и электронной оболочки.
В 1911 году Э. Резерфорд предложил планетарную модель атома. Согласно этой модели, в центре атома находится положительно заряженное ядро, а вокруг него движутся отрицательно заряженные электроны. Несмотря на то что ядро занимает крайне малый объём, в нём сосредоточена почти вся масса атома.
Ядро атома образовано протонами и нейтронами, которые вместе называют нуклонами.
- Протон имеет заряд +1 и массу, принятую за 1.
- Нейтрон не имеет электрического заряда и по массе примерно равен протону.
- Электрон обладает зарядом −1 и очень малой массой, во много раз меньшей массы протона.
Атом в целом электронейтрален, так как число протонов в ядре равно числу электронов в электронной оболочке. Если атом теряет или присоединяет электроны, он превращается в ион — положительный или отрицательный.
Число протонов в ядре атома равно порядковому номеру элемента (Z) в Периодической системе. Именно заряд ядра определяет, к какому химическому элементу принадлежит атом. Поэтому химический элемент — это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра.
Кроме протонов, ядро содержит нейтроны. Их число обозначают буквой N. Сумма протонов и нейтронов образует массовое число атома (A), которое вычисляют по формуле:
A = Z + N.
У одного и того же химического элемента число протонов всегда одинаково, а число нейтронов может различаться. Такие разновидности атомов одного элемента называются изотопами. Изотопы занимают одно и то же место в Периодической системе, но имеют разные массовые числа.
Примером служит хлор, который в природе существует в виде изотопов с массовыми числами 35 и 37. Несмотря на различие в массе, изотопы одного элемента практически не отличаются по химическим свойствам, так как имеют одинаковое строение электронной оболочки.
Относительная атомная масса элемента в таблице Менделеева обычно является средним значением, рассчитанным с учётом распространённости его природных изотопов. Именно поэтому атомные массы многих элементов не являются целыми числами.
За единицу массы атомов и элементарных частиц принята 1/12 массы атома углерода-12 (¹²C). Эта единица используется для сравнения масс атомов и расчётов в химии.