Тема1. Строение атома

Атом – это электронейтральная частица, которая состоит из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него электронов. Электрон (е) – элементарная отрицательнозаряженная чатица. Носитель элементарного электрического заряда. Условный заряд электрона равен -1. Ядро состоит из протонов и нейтронов Протон (р⁺) – элементарная положительнозаряженная частица. Положительный заряд протона по абсолютной величине равен заряду электрона. Ксловный заряд протона +1. Масса протона больше массы протона приблизительно в 1836 раз. Нейтрон (n⁰) –элементарная незаряженная частица. Масса нейтрона приблизительно равна массе протона. В ядре атома сосредоточена почти вся его масса. Заряд ядра определяется числом протонов. Это число называется атомным номером (Z). Он совпадает с порядковым номером элемента в ПС. Суммарное число протонов и нейтронов называется массовым числом: А= n⁰ + р⁺ Физический смысл порядкового номера элемента: он численно равен заряду ядра, числу протонов, числу электронов. Число электронов в атоме равно числу протонов. Заряд является основной характеристикой химического элемента Химический элемент – это вид атомов, обладающих одинаковым зарядом ядра. Число протонов в ядре атома данного элемента неизменно, а вот число нейтронов может быть различно. Атомы одного и того же элемента , отличающиеся числом нейтронов, а следовательно и массой называются изотопами. Электроны и другие микрочастицы подчиняются законам квантовой механики. Квантовая механика позволяет определить вероятность нахождения электрона в различных частях околоядерного пространства. Поэтому введем понятие электронное облако и электронная орбиталь. Электронное облако- вся область околоядерного пространства, где движется электрон. Орбиталь – та часть электронного облака, где вероятность нахождения электрона превышает 90%. Состояние электрона в атоме можно при помощи четырех квантовых чисел.

Таблица 1. Квантовые числа.

Квантовое число	обозначение	Значения	Физический смысл
главное	n	n=1,2,3,…,∞	Номер энергетического уровня орбитали, характеризует энергию электрона
орбитальное	l	l=0,…,(n-1)	Характеризует форму орбитали l=0 –s-подуровень l=1 р- подуровень l=2 d- подуровень l=3 f- подуровень
магнитное	m	m= -ℓ,…0,…,ℓ	Характеризует пространственную ориентацию, различающую между собой орбитали одного типа l=0 –s-подуровень m=0 одна s-орбиталь в форме шара l=1 р- подуровень m=-1,0,+1 три взаимоперпендикулярные р-орбитали в форме правильной восьмерки l=2 d- подуровень m=-2,-1,0,+1,+2 пять d-орбиталей в форме сложной четырехлепестковой фигуры l=3 f- подуровень m=-3,-2,-1,0,+1,+2,+3 семь f-орбиталей сложной формы.
спиновое	s	s=±1/2	Характеризует два возможных направления вращения электрона вокруг собственной оси: по часовой и против часовой стрелки

Заполнение орбиталей происходит в соответствии с принципом Паули. В атоме не может быть двух электронов с одинаковым набором квантовых чисел. Отсюда следует, что на одной орбитали может находиться не более двух электронов.

-↑- - в орбитали находится неспаренный электрон -↑↓- - в орбитали находятся спаренные электроны

Строение электронной оболочки атома изображается электронной формулой (электронной конфигурацией), которая показывает распределение электронов по уровням и подуровням.

Таблица 2. Схема заполнения энергетических первых четырех уровней ПС

№ периода	1	2	3	4
Электронная формула	1s1-2	2s1-22p0-6	3s1-23p0-6	4s1-23d0-104р0-6

Электронные формулы ионов составляются с учетом числа отданных или принятых электронов.

Наиболее устойчивыми электронными конфигурациями являются те, которые имеют полностью или наполовину заполненный подуровень. Например (n-1)d⁵ или (n-1)d¹⁰. Элементы электронная конфигурация которых близка к данным устойчивым конфигурациям испытывают «провал» или «проскок» электрона с внешнего энергетического уровня на предпоследний. Это такие элементы как Cr, Cu, Mo,Ag, Au и некоторые другие.