§ 29. Строение атомов

Атомы разных элементов в обычном состоянии отличаются друг от друга числом электронов, движущихся вокруг ядра. Так, в атоме водорода вокруг ядра движется один электрон, в атоме гелия — два электрона. Есть атомы с тремя, четырьмя электронами и т. д. Вокруг ядра атома кислорода движется 8 электронов, железа — 26, урана — 92 электрона.

Но всё же главной характеристикой данного химического элемента является не число электронов, а заряд ядра.

Дело в том, что электроны могут иногда отрываться от атома и тогда общий заряд электронов в атоме изменится. Заряд же ядра изменить очень трудно. А если он изменится, то получится уже другой химический элемент.

Так как заряд ядра равен по абсолютному значению общему заряду электронов атома, можно предположить, что в составе ядра находятся положительно заряженные частицы. Их назвали протонами. Масса протона 1,67 • 10^-27 кг, что почти в 1840 раз больше, чем масса электрона.

Заряд протона положителен и равен по абсолютному значению заряду электрона. Дальнейшее изучение состава ядра позволило предположить, что, кроме протонов, в ядрах атомов содержатся ещё нейтральные (не имеющие заряда) частицы. Они получили название нейтронов. Масса нейтрона не намного больше массы протона.

Итак, строение атома таково: в центре атома находится ядро, состоящее из протонов и нейтронов, а вокруг ядра движутся электроны.

Модели атомов: а — водорода; б — гелия; в — лития

На рисунке 40 показаны модели атомов водорода (рис. 40, а), гелия (рис. 40, б) и лития (рис. 40, в). Протоны обозначены на рисунке кружками со знаком « + », нейтроны — серыми кружками (соотношение размеров и расстояний на рисунке не соблюдено).

Напомним, что атом в целом не имеет заряда, он нейтрален, потому что положительный заряд его ядра равен отрицательному заряду всех его электронов.

Но атом, потерявший один или несколько электронов, уже не является нейтральным, а будет иметь положительный заряд. Его называют тогда положительным ионом.

Наблюдается и обратное. Лишний электрон присоединяется к нейтральному атому. В этом случае атом приобретает отрицательный заряд и становится отрицательным ионом.

Вопросы

1. Чем отличаются друг от друга атомы различных химических элементов?
2. Что является главной характеристикой данного химического элемента?
3. Какие частицы входят в состав ядра?
4. Каково строение атомов водорода, гелия и лития?
5. Как образуются положительные и отрицательные ионы?

Упражнение 20

1. В ядре атома углерода содержится 12 частиц. Вокруг ядра движутся 6 электронов. Сколько в ядре этого атома протонов и сколько нейтронов?

2. От атома гелия отделился один электрон. Как называется оставшаяся частица? Каков её заряд?

3. Существуют ли атомы с зарядом ядра меньшим, чем заряд протона?