Атом қҰрылысы жоспар. Атом туралы жалпы түсінік
Атом құрылысы және периодтық заң
жүктеу/скачать 30,12 Kb.
|
1 2
Байланысты:59 АТОМ ҚҰРЫЛЫСЫ
| Атом құрылысы және периодтық заң
Атом қүрылысы туралы ілімнің дамуы периодтық заңның фи-зикалық мәнін толық түсіндіріп берді. Элементтің периодтық жүйедегі реттік ыөмірі сның кестедегі орнын көрсетіп қана қоймай, элементтің ең басты қасиеті болып табылатын ядросындағы оң зарядтарының санын да көрсетеді. Элементтің реттік нәмірі мен атомынығі, ядро зарядтарынын са-ны бірдей болатынын 1912 жылы ағылшын ғалымы Г. Мозли тәжірибе жүзінде дәлелдеді және заң түрінде тұжырымдады. Бұл заңның негізгі мәні мынадай: бастапқы элементтен кейінгі элементке ауысқанда атомдардың ядро зарядтарыбірге өсіп отырады. Мысалы, сутек ядро заряды 1, гелийдікі 2, литийдікі 3, бсупллийдікі 4 т. с. Атом ядросыыың оң зарядтарының саны қанша болса, оны аКпалып жүретін электроидардың да саны сонша болады және бір элементтен келесі элементке ауысқанда электрондардың са-иы да бірге артып отырады. Атом құрылысы туралы ілімнің жетістіктеріне байланысты Д. II. Меиделеевтің периодтық заңы қазір былай айтылады: Жай заттардың қасиеттері, сондай-ащ элементтердің қосы-лыстарыкың формалары мен қасиеттері олардың атомдарының ядро зарядтарыиық шамасына периодты түрде тәуелді болады. Бұл заңнық қысқаша түрін былай айтуға болады: элемент-тердің қасиеттері олардың ядро зарядтарынық шамасына периодты түрде тэуелді болады. Периодтық заңның жаңа анықтамасы оған Д. И. Менделеев берген анықтамасына еш уақытта қайшы келмейді, қайта оны жаңа гылыми деректермен толықтыра түседі және заңның дұрыстығын дәлелдейді. Мысалы, периодтық жүйеде элементтерді Д. И. Менделеев атомдық массаларының өсу ретімен орналас-тырғанда кейбір сәйкессіздіктер байқалады. Атомдық массала-ры ауыр, теллур иодтан бүрын, кобальт никельден бүрын орналасқан, ал атомдардық ядро зарядтарының өсу тұрғысынан қа-рағанда бүлар кестеде дұрыс орналастырылған. Өйткені теллур-ға қарағанда иодтың, кобальтқа қарағанда никельдің ядро за-рядтарының саны бірге артық болып келеді. Периодтық заңның жаңа анықтамасы элементтердің қасиет-терінің периодты түрде қайталануын да түсіндіріп береді. Әрбір период басталғанда электрондар жаңа түзілген электрондық қа-батқа орналасады да бүрынғы элементтердің сыртқы электрон-дық конфигурацияларын қайталайды. Мысал ретінде 1, 2, 3 жә-не 4 периодтарда орналасқан сілтілік металдар мен галогендер-дің қасиеттерінің өзгеруін қарастырайық. Сілтілік металдардың электрондық қабаттарында электрондардың орналасуы мынадай болады:И. Менделеевтің периодтық жүйесі периодтық заңның және атом құрылысының дұрыс көрінісі болып есептеледі. Кіші периодтарда ядро зарядтарының өсуіне байлаыысты электрондардың саны артады да (1-периодта 1-ден 2-ге дейін, 2, 3-периодта 1-дён 8-ге дейін) осыған сәйкес элементтердің қасист-тері өзгереді. Периодтың басындағы сыртқы қабатындағы элек-трондарының саны ең аз элемент сілтілік металл болады, ал электрондарының саны өскен сайын солдан оңға қарай метал-дық қасиет бірте-бірте кеміп, металл еместік қасиет арта береді де период инертті газбен аяқталады. Периодта солдан оңға қа-рай элементтердің металдық қасиеттері кеміп металеместік қасиеттерінің артуы осы бағытта олардың атомдарының радиус-тарының кішіреюіне байланысты. болады. Оның себебі бір пе-риодтағы элемеыттердің электрондық қабаттарының саны бірдей болады, ал олардың солдан оңға қарай ядро зарядтарының өсуі-не байланысты валенттік электрондары ядроға күшті тартылады да радиусы кішірейеді. Радиусы кішірейген сайын периодтағы элементтердің электрон беру қабілеті әлсірейді, яғни олардың металл еместік қасиеттері артады. Атом құрылысы теориясы периодтық жүйенің неге жеті пе-риодтан тұратынын да түсіндіреді. Әрбір жаңа период жаңа электрондық қабатпен басталады да, сыртқы қабатындағы элек-трондар саны 8-ге (з2р6) тең болатын инертті газдармен аяқта-лады. Осы кездегі барлық белгілі элементтердің ең көп болатыи электрондық қабаттарының саны (қозбаған жағдайда) 7-ге тең. Бүдан периодтық жүйеде жеті период болу керек екенін білеміз. Периодтың ыөмірі сол периодтағы элементтердің электрондық қабаттарының санын көрсетеді. Атом қүрылысы теориясы периодтық жүйенің неге 8 топтан тұратын және әрбір топтың неге екі топшаға бөлінетінін де түсіндіреді. Әрбір топтың нөмірі сол топқа жататын элементтердің химиялық байланыс түзуге қатыса алатын электрондардың ең көп мөлшерін көрсетеді. Әрбір топ негізгі және қосымша топшаларға бөлінеді. Мұндай бөліну топшалардағы элементтердің электрондық қабаттарындағы электротдардың орналасу тәртібіне байланысты. Барлық негізгі топшаларда элементтердің кезекті электрондары сыртқы қабаттың (I және II топтарда) 5-немесе р-қабатшаларында (III—VIII топтарда) орналасады. Сондықтан да I және II топтардың негізгі топшаларының элементтері §-типті, III—VIII топшалардың негізгі топшаларынын, элементтері р-типті элементтерге жатады. Негізгі топша элементтерінің валенттілік электрондары сыртқы қабатта орналасқан және саны топтың нөміріне тең болады. <**Атом құрылысы теориясы тұрғысынан топтардағы элемент-тердің ядро зарядтарының өсуінебайланыстыметалл еместік. қасиет кеміп, металдық қасиет артатындығын да түсіндіруге болады. Электрондықжәнеэлектрондық-графикалықформулалар. Атомдағы электрондардың энергетикалық деңгейлер мен деңгей-шелерде орналасуы Клечковскийдің ережелеріне бағынады. Атомның электрондары оның деңгейлері мен деңгейшелерінде бас және орбиталь квант сандарының қосындысының (п + 1) өсу ретімен орналасады, ал егер екі деңгейше үшін (п + і)-дщ мәні бірдей болса,, онда электрон алдымен 1-дің мәні үлкен деңгейшв-де орналасады. Оны мына схемадан көруге боладычп мен /-дің түйіскен нүктесінде (м + /)-дің сандық мәні берілген. Элемент атомының электрондық формуласын жазу үшін электрондар орналасқан деңгейлерді бас квант санына сәйкес бүтін сандармен, деңгейшелерді әріптермен (5, р, й, /), ал әр деңгей-шедегі электрондарды дәреже көсреткіші түрінде жазады. Мысалы, бірінші периодтағы сутек пен гелийдің электрондық формулалары былай жазылады: іНіз1 2Не1з2 Элементтің электрондық-графикалық формуласын жазу үшін орбитальды кванттық үяшық (төртбұрыш) түрінде, ал электрондардың спиндерін жоғары немесе тәмен бағытталған стрелкалар-мен көрсетеді. Бір үяшықтағы электрондардың спиндері Паули принципіне сәйкес қарама-қарсы болуы керек. Әр деңгейшедегі электрондардың орналасу реті Гунд ережесіне бағынады: Осы децгейшеде электрондар алдымен жеке ұяшықтарға дара элек-трондар түрінде орналасуға тырысады, сонан кейін элементтер-дің реттік нөмірлерінің әсуіне байланысты жаңа электрондардық есебінен үяшықтағы дара электрондар жүптасады. Екінші периодтың элементтерінің электрондары екі деңгейге орналасады. Бірінші энергетикалык деңгей электрондармен то-лықтырылып біткендіктен литиймен бериллийде электрондар екінші деңгейдің деңгейшелерінің орбитальдары-на немесе үяшықтарына орналасады. Бүл элементтер атомдары-ның электрондық және электрондық-графикалық формулалары мынадай: Паули принципі бойынша екінші деңгейдін я-деңгейшесін.ің бір ұяшығында екіден артық электронболмаиды. Сондықтан ” Элементтер атомдарының қалыпты күйлерінде әр деңгейдегі элбктрондар энергиясы ең аз деңгейшелерге орналасады. Келтірілген электрондық-графикалық формулаларда элементтер атом-дарының қалыпты күйлеріндегі электрондардың орыаласу реті тұтас сызықтыстрелкаларменкөрсетілген.Сырттанэнергия жұмсау арқылы атомдардықозғанкүйгекелтіругеболады. Атомдар қозған кезде оның осы деңгейдегі бір деңгейшенің ұя-шықтарындағы қос электрондар ажырап дара электрондар тү-рінде знергиясы жоғары басқа деңгейшенің үяшықтарына көшеді.Элементтердіңэлектрондық-графикалықформулаларында қос электрондардық ажырап дара электрондарға айналуы пунк-тирлі стрелкалармен көрсетілген. Жоғарыдағы электрондық-гра-фикалық формулалардан сутектің бірвалентті, гелийдің нөл валентті екенін кәреміз. Гелий атомынқоздыруарқылыдара электрондар санын есіруге болмайды,өйткені бірінші қабатта бос ұяшықтар жоқ, литий бір валентті, бериллий қалыпты жағ-дайда нөл валектті,ал қоздырғандасыртқыекінші деңгейдің 25-үяшығындағы қос электрондар ажырап біреуі көрші бос түр-ған 2р-үяшығына көшетіндіктен дара электрондардың саны екіге дейін өсіп екі валентті күйге ауысады. Үшінші периодтың элементтерінің атомдарында электрондар үш деңгейге орналасады. Олардың электрондық-графикалық формулаларын былай жазуға болады: Натрий, магний, алюминий, кремний атомдарының қалыпты және қозған күйлеріндегі дара электрондарының саны және со-ған сәйкес, валенттіліктері өздерінің 2-периодтағы аналогтары литийге, бериллийге, борға, көміртекке үқсас болады. Келесі 4 элементтің — фосфордың, күкірттің, хлордың, аргонның қалыпты жағдайдағы дара электрондарының сандары өздерінің 2-период-тағы аналогтары сияқты 3, 2, 1,0 болады. Бірақ 2-периодтың элементтері азоттың, оттектің, фтордың, неонның сыртқы деңгей-лерінде бос үяшықтар жоқ болғандықтан оларды қоздыру арқы-лы дара электрондарының сандарын өсіруге болмайды, ал олар-дың аналогтары фосфордың, күкірттің, хлордың, аргонның сырт-қы деңгейлеріндегі й-деңгейшелеріндегі үяшықтары бос тұрған-дықтан қоздыру арқылы фосфордың дара электрондарының са-нын (валенттілігін) 5-ке, күкірттікін 4, 6-ға, хлордікін 3, 5, 7-ге, аргондікін 2, 4, 6, 8-ге дейін өсіруге болады. Нейтрондар ашылғаннан кеиін совет ғалымдары Д. Д. Ива-ненко, Е. Н. Гапон ядро қүрылысының протондық-нейтрондық теориясын үсынды. Бүл теория түрғысынан қарағанда атом ядросы протондар мен нейтрондардан түрады. Про-тон массасы 1 м. а. б., ал заряды +1. Нейтрон массасы шамамен протон массасына тең зарядсыз бөлшек. Протондар мен нейтрон-дар ядроның екі түрлі күйдегі қарапайым бөлшектері. Атом ядросының қасиеттері оның қүрамындағы протондар мен нейтрондардың санына байланысты. Ядродағы протондар- дың немесе оң зарядтардың саны периодтық жүйедегі сол эле-менттің реттік нөміріне тең болады. Атом ядросының қасиеттерін сипаттайтын екінші жағдай — ол оның массалық саны (А). Ядронық массалық саны А, оның құрамына кіретін протондар (р) мен нейтрондардың (п) қосындысына тең: А = Ып + Ыр . Ядродағы протондар саны элементтің реттік нөміріне тең, ал нейтрондар саны массалық А сан мен протондардың айырмасына тең:Л/л=А — Мр .Мысалы, калий элементінің ядросындағы протондар мен нейтрондар санын табуүшіноныңпериодтық жүйедегі реттік нөмірін анықтайды. Калийдің реттік нөмірі 19,яғни протондарының саны да. 19-ға теқ. Нейтрондарының санын табу үшін оиың массалық санынан (39) протондарының санын алып тастайды.Nп = А — Һтр =39—19 = 20.Калийдің нейтрондарыыың саны 20-ға тең. жүктеу/скачать 30,12 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|
1 2