Строение атома. Модели строения атомов. Строение электронных оболочек атомов.

Модель строения атома. Научные исследования, проводившиеся в конце XIX - начале XX вв. позволили предложить следующую модель строения атома: 1. В центре атома находится положительно заряженное ядро, занимающее ничтожную часть пространства внутри атома. 2. Весь положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в его ядре. 3. Ядра атомов состоят из протонов и нейтронов (нуклонов) . Число протонов в ядре равно порядковому номеру элемента, а сумма чисел протонов и нейтронов соответствует его массовому числу.
4. Вокруг ядра по замкнутым орбитам вращаются электроны. Их число равно положительному заряду ядра.
Ядро - это центральная позитивно заряженная часть атома, в которой сосредоточена его масса. Электрон - частица с негативным зарядом, который условно принят за -1. Нейтрон - нейтральная частица, не имеющая электрического заряда. Масса нейтрона равна 1 а. е. м. Протон - положительно заряженная частица, с такой же массой, как и нейтрон. Заряд протона равен заряду электрона и противоположен по знаку. Число протонов в ядре атома равно числу электронов. Это число определяет заряд ядра атома элемента и его порядковый номер элемента в таблице Менделеева. При известных условиях нейтрон может превращаться в протон и наоборот. Химический элемент - это совокупность атомов с одинаковым зарядом ядра. Электронная оболочка – это совокупность всех электронов в атоме, окружающих ядро. Электроны расположены на различном расстоянии от ядра: чем ближе электрон к ядру, тем он прочнее с ним связан, его труднее вырвать из электронной оболочки. По мере удаления от ядра запас энергии электрона увеличивается, а связь с ядром становится слабее. В результате экспериментов, посвященных изучению строения атома, было установлено, что атом состоит из положительно заряженного ядра и электронной оболочки.

Ядро образовано протонами и нейтронами. Протон — это частица, имеющая положительный заряд (+1). Нейтрон — это нейтральная частица, заряд ее равен 0. Электроны двигаются вокруг ядра атома, не беспорядочно, а в зависимости от энергии, которой они обладают, образуя так называемый электронный слой. На каждом электронном слое может располагаться определенное число электронов: на первом — не больше двух, на втором — не больше восьми, на третьем — не больше восемнадцати. Число электронных слоев определяется по номеру периода, в котором расположен химический элемент. Число электронов на последнем (внешнем) слое определяется по номеру группы рассматриваемого элемента. Так, например, кислород расположен во втором периоде VI группы. Из этого следует, что у него два электронных слоя и на внешнем (втором) расположено шесть электронов.
У атомов третьего периода в атоме находится три электронных слоя. Первый и второй электронные слои заполнены электронами до предела. Для первого представителя элементов третьего периода натрия схема расположения электронов в атоме выглядит так:
Из схемы видно, что атом натрия имеет заряд ядра +11. Электронную оболочку атома составляют 11 электронов. На первом электронном слое находится два электрона, на втором — восемь, а на третьем — один электрон. У магния, как элемента II группы этого периода, на внешнем электронном слое находится уже два электрона:
Для остальных элементов периода изменение строения атома происходит аналогично. У каждого последующего элемента, в отличие от предыдущего, заряд ядра больше на одну единицу и на внешнем электронном слое расположено на один электрон больше. Число электронов, располагающихся на внешнем электронном слое, равно номеру группы.
Завершает период аргон. Заряд его ядра +18. Это элемент VIII группы, поэтому на внешнем электронном слое его атома находится восемь электронов:
Далее можно сделать выводы и об изменении свойств элементов в периоде.
Любой период (кроме первого) начинается типичным металлом. В третьем периоде это натрий Na. Далее следует магний Mg, также обладающий ярко выраженными металлическими свойствами. Следующий элемент в периоде — алюминий А1. Это ам-фотерный элемент, проявляющий двойственные свойства (и металлов и неметаллов). Остальные элементы в периоде — неметаллы: кремний Si, фосфор Р, хлор С1. И заканчивается период инертным газом аргоном Аг. Таким образом, в периоде происходит постепенное ослабление металлических свойств и возрастание свойств неметаллов. Такое изменение свойств объясняется увеличением числа электронов на внешнем электронном слое: от 1 — 2, характерных для металлов, и заканчивая 5 — 8 электронами, соответствующими элементам-неметаллам.