Строение атома и атомного ядра. Изотопы в природе

Задачи

1. Сила тока в цепи, содержащий реостат, составляет 5 А, напряжение между клеммами реостата 15 В. Каково сопротивление той части реостата, в которой существует ток?

Дано:

I = 5 А

U = 15 В

Найти: R -?

Решение:

Согласно закону Ома I = U/ R Отсюда находим сопротивление: R = U/ I = 15/5 = 3 Ом

2. Найдите сопротивление стальной проволоки длиной 200 м и сечение 0,6 мм^2.

Дано: L = 300 м S = 0,6 мм^2= 6·10^-7 м2 ρсталь= 2*10^-7Ом·м	R= ρ·	R= 2·10^-7·300/6·10^-7= 100Ом
Найти R -?

3. Каково будет сопротивление медной проволоки длиной 1 м и поперечным сечением в 1 мм²

Дано: L = 1 м S = 1 мм^2= 1·10^-6 м2 Ρмеди= 1,7*10^-4Ом·м	R= ρ·	R= 1,7·10^-^4·1/1·10^-4= 1,7 Ом
Найти R -?

4. Определите полное сопротивление участка цепи при последовательном и параллельном соединении проводников, если известно, что сопротивление каждого составляет по 5 Ом.

Решение:

1) R = R₁+R₂ = 5 + 5 = 10 Ом

2) 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ Отсюда находим общее сопротивление цепи: R = R_1· R₂/ R₁+ R₂ =

5·5/5+5 = 2,5 Ом

В основе классической химии лежит философская концепция атомизма, которая была сформулирована еще в античной философии Левкиппом, Демокритом и Эпикуром. Суть атомизма заключается в понимании вещества как совокупности мельчайших, неделимых частиц – атомов. Атомы находятся в непрерывном движении, благодаря которому они могут взаимодействовать друг с другом. Все многообразие мира есть результат взаимодействия атомов. Вплоть до конца 19 века в естествознании господствовало представление о том, что атом – это наименьшая частица вещества, предел делимости материи. Только наука 20 века показала, что элементарными частицами являются отнюдь не атомы.

В 1921 году английский физик Э.Резерфорд предложил планетарную модель атома.

Основные положения планетарной модели атома Э.Резефорда

1. Атом имеет форму шара, в центре которого находится ядро.

2. Ядро имеет очень маленький размер (диаметр атома ~10^{-10 м., диаметр ядра}

~10^{-15 м.)}

3. Ядро имеет положительный заряд.

4. Почти вся масса атома сосредоточена в ядре, так как масса электронов ничтожно мала

5. Вокруг ядра движутся электроны.

6. Электроны движутся вокруг ядра, как планеты вокруг солнца.

В 1913 году Г.Мозли (Англия) установил, что положительный заряд ядра атома (в условных единицах) равен порядковому номеру элемента в периодической системе.

Атом – это электронейтральная частица, поэтому положительный заряд ядра численно равен сумме отрицательных зарядов всех электронов, или числу электронов (т.к. заряд электрона равен -1).

Порядковый Заряд Число

Номер = Ядра = электронов

элемента атома в атоме

В 1932 году Д.Д.Иваненко (СССР) и В.Гейзенберг (Германия) независимо друг от друга предложили протонно-нейтронную теорию строения ядер атомов.

Согласно этой теории, ядра атомов состоят из положительно заряженных частиц – протонов и нейтральной частиц – нейтронов. Протоны и нейтроны называются нуклонами (от латинского слова «nucleus» - ядро).

Электроны, протоны и нейтроны являются элементарными частицами, из которых состоит атом.

Характеристика элементарных частиц

Частица	Обозначение	Заряд	Абсолютная масса, кг	Относительная масса, а.е.м.
Электрон	ē	-1	9,11·10^-31	1/1840
Протон	р	+1	1,67·10^-27
Нейтрон	n		1,67·10^-27

Число электронов и число протонов совпадает с порядковым номером элемента. Число нейтронов находится как разность между атомной массой элемента и порядковым номером элемента в таблице Д.И.Менделеева.

Сумма протонов и нейтронов называется массовым числом атома и обозначается буквой

А = р + n

Атомы одного элемента, которые имеют разные атомные массы, но одинаковый заряд ядра называются изотопами.

В природе все элементы представлены смесью различных изотопов, например элемент водород имеет три изотопа:

Н (протий) Д (дейтерий) Т (тритий)

1 протон 1 протон 1 протон

Нейтронов нет 1 нейтрон 2 нейтрона

Относительная атомная масса элемента А_r, которая указана в периодической системе – это средняя величина массовых чисел природных изотопов этого элемента с учетом процентного содержания каждого изотопа.

А_r (Сl) = ( 35·75,5 + 37·25,5)/ 100 = 35,5 (а.е.м.)

Химические свойства всех изотопов одного элемента одинаковые, значит, химические свойства элемента зависят не от атомной массы, а от заряда ядра.

Заряд ядра – главная характеристика элемента.

Дата добавления: 2014-11-08