3 Строение атома.

Элемента́рная части́ца — собирательный термин, относящийся к микрообъектам в субъядерном масштабе, которые невозможно расщепить на составные части.Следует иметь в виду, что некоторые элементарные частицы (электрон, фотон, кварки и т. д.) на данный момент считаются бесструктурными и рассматриваются как первичные фундаментальные частиы. Другие элементарные частицы (так называемые составные частицы — протон, нейтрон и т. д.) имеют сложную внутреннюю структуру, но, тем не менее, по современным представлениям, разделить их на части невозможно ..Большая часть таких частиц (а их известно более 350) являются составными системами.  Первой открытой элементарной частицей был электрон - носитель отрицат. электрич. заряда в атомах (Дж. Дж. Томсон, 1897).Важнейшие характеристики атомов: размеры, энергия ионизации, сродство к электрону, электроотрицательность. 

Корпускуля́рно-волново́й дуали́зм — принцип, согласно которому любой объект может проявлять как волновые, так и корпускулярные свойства. Был введён при разработке квантовой механики для интерпретации явлений, наблюдаемых в микромире, с точки зрения классических концепций.

Установление структуры атома До начала 20 века в науке бытовало мнение, что атом - неделимая частица. Однако, это оказалось не так. На самом деле в атом входят, так называемые, субатомные частицы. Для химиков особый интерес представляют: протон, нейтрон и электро. Эрнест Резерфорд в 1911 году предложил следующую модель атома: В центре находится положительно заряженное ядро, состоящее из протонов и нейтронов. Вокруг ядра вращаются электроны. Основная часть массы атома сосредоточена в ядре, которое имеет малый размер и чрезвычайно большую плотность. Сумма протонов и нейтронов в ядре атома образует целое число - массовое число атома.Количество протонов атома - это порядковый (атомный) номер.

изотопы— разновидности атомов (и ядер) какого-либо химического элемента, которые имеют одинаковый атомный номер, но при этом разные массовые числа. Название связано с тем, что все изотопы одного атома помещаются в одно и то же место (в одну клетку) таблицы Менделеева. Химические свойства атома зависят от строения электронной оболочки, которая, в свою очередь, определяется в основном зарядом ядра Z (то есть количеством протонов в нём), и почти не зависят от его массового числа A (то есть суммарного числа протонов Z и нейтронов N). Все изотопы одного элемента имеют одинаковый заряд ядра, отличаясь лишь числом нейтронов. Изоба́ры  — нуклиды разных элементов, имеющие одинаковое массовое число; например, изобарами являются ⁴⁰Ar, ⁴⁰K, ⁴⁰Ca. Хотя массовое число (т. е. число нуклонов) A = N + Z в ядрах-изобарах одинаково, числа протонов Z и нейтронов N различаются:  ,  . Совокупность изотопов с одинаковым A, но разным Z называют изобарической цепочкой. В то время как массовое число изобаров одинаково, их атомные массы совпадают лишь приближённо. Зависимость атомной массы (или избытка массы) от Z в изобарической цепочке показывает направление возможных бета-распадов.

Опыт Томсона заключался в изучении пучков катодных лучей проходящих через систему параллельных металлических пластин, создававших электрическое поле и систем катушек, создававших магнитное поле. Проведя ряд измерений Томсон выяснил что скорость движения частиц гораздо ниже скорости света — таким образом было показано, что частицы должны обладать массой

Структура электронной оболочки многоэлектронного атома. При заполнении электронных слоев кроме принципа наименьшей энергии выполняется принцип (запрет) Паули, согласно котором."В атоме не может быть 2-х электронов с одинаковым значением всех квантовых чисел".Из этого следует, что на каждой орбитали, характеризующейся определенными значениями главного (n), орбитального (l) и магнитного (ms) квантовых чисел, может находиться не более 2-х электронов, спины которых имеют противоположные знаки.2 электрона, находящиеся на одной орбитали (и характеризующиеся противоположно направленными спинами), называются спаренными. Спины одного направления называют параллельными, а противоположно направленные - антипараллельными.Принцип Паули позволяет рассчитать максимальное число электронов на каждом энергетическом уровне и подуровне в атоме. Максимальное число электронов на подуровне с орбитальным квантовым числом (l) равно 2(2l + 1). При l = 0 (s-подуровень) магнитное квантовое число тоже равно нулю.Следовательно, на s-подуровне имеется всего 1 орбиталь, и максимальное число электронов на s-подуровне каждого электронного слоя равно 2. При l = 1 (p-подуровень) магнитное квантовое число (ms) может принимать 3 значения. На 3-х p-орбиталях может находиться не более 6 электронов. При l = 2 (d-подуровень) магнитное квантовое число может принимать 5 значений и, следовательно, на 5 d-орбиталях может находиться до 10 электронов.Если на одной s-орбитали может находиться не более 2, на 3-х p-орбиталях - не более 6, на 5 d-орбиталях - не более 10, на 7 f-орбиталях - не более 14 электронов.Строение каждого электронного слоя зависит от значения главного квантового числа. Так K-слой (n = 1) состоит лишь из 1-й s-орбитали; L-слой (n = 2) содержит 1 2s-орбиталь и 3 2p-орбитали; M-слой (n = 3) состоит из 1-й 3s-орбитали, 3-х 3p-орбиталей и 5 3d-орбиталей и т. д. Электронная емкость слоя, определяемая максимальным количеством электронов N в данном электронном слое, описывается формулой:N = 2n²,где n - главное квантовое число. Рассчитанное по этой формуле максимальное количество электронов в каждом слое оказывается равным: для K-слоя - 2, для L-слоя - 8, для M-слоя - 18, для N-слоя - 32 электронам.