อะตอมของสารใดๆ ก็ตามเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสและกลุ่มอิเล็กตรอน นิวเคลียสมีประจุบวก ซึ่งมีประจุทั้งหมดเท่ากับ เท่ากับผลรวมประจุของอิเล็กตรอนทุกตัวในอะตอม

ข้อมูลทั่วไปเกี่ยวกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม

ประจุของนิวเคลียสของอะตอมเป็นตัวกำหนดตำแหน่งของธาตุในตารางธาตุ D.I. Mendeleev และตามนั้น คุณสมบัติทางเคมีสารที่ประกอบด้วยอะตอมและสารประกอบของสารเหล่านี้ ประจุนิวเคลียร์เท่ากับ:

โดยที่ Z คือจำนวนขององค์ประกอบในตารางธาตุ e คือค่าของประจุอิเล็กตรอน หรือ

องค์ประกอบที่มีเลข Z เหมือนกัน แต่มีมวลอะตอมต่างกันเรียกว่าไอโซโทป หากธาตุมี Z เท่ากัน นิวเคลียสของพวกมันก็จะมีจำนวนโปรตอนเท่ากัน และถ้ามวลอะตอมต่างกัน จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอมเหล่านี้จะต่างกัน ดังนั้นไฮโดรเจนจึงมีไอโซโทปสองชนิด: ดิวเทอเรียมและทริเทียม

นิวเคลียสของอะตอมมีประจุบวกเนื่องจากประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอน โปรตอนเป็นอนุภาคเสถียรที่อยู่ในกลุ่มฮาดรอนซึ่งเป็นนิวเคลียสของอะตอมไฮโดรเจน โปรตอนเป็นอนุภาคที่มีประจุบวก ประจุของมันมีขนาดเท่ากันกับประจุเบื้องต้น ซึ่งก็คือค่าของประจุอิเล็กตรอน ประจุของโปรตอนมักแสดงเป็น ดังนั้นเราสามารถเขียนได้ว่า:

มวลที่เหลือของโปรตอน () มีค่าเท่ากับ:

คุณสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรตอนได้โดยอ่านหัวข้อ “ประจุของโปรตอน”

การทดลองวัดประจุนิวเคลียร์

โมสลีย์เป็นคนแรกที่วัดประจุนิวเคลียร์ในปี พ.ศ. 2456 การวัดเป็นการวัดทางอ้อม นักวิทยาศาสตร์ได้พิจารณาความเชื่อมโยงระหว่างความถี่ การฉายรังสีเอกซ์() และประจุของนิวเคลียส Z

โดยที่ C และ B เป็นค่าคงที่ที่ไม่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบสำหรับอนุกรมรังสีที่พิจารณา

แชดวิกวัดประจุนิวเคลียร์โดยตรงในปี พ.ศ. 2463 เขากระจัดกระจายอนุภาคบนแผ่นฟิล์มโลหะ โดยเป็นการทดลองซ้ำของรัทเทอร์ฟอร์ด ซึ่งทำให้รัทเทอร์ฟอร์ดสร้าง แบบจำลองนิวเคลียร์อะตอม.

ในการทดลองเหล่านี้ อนุภาคถูกส่งผ่านฟอยล์โลหะบางๆ รัทเธอร์ฟอร์ดพบว่าในกรณีส่วนใหญ่ อนุภาคจะทะลุผ่านฟอยล์ โดยเบี่ยงเบนเป็นมุมเล็กๆ จากทิศทางการเคลื่อนที่เดิม สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่า - อนุภาคถูกเบี่ยงเบนไปภายใต้อิทธิพลของแรงไฟฟ้าของอิเล็กตรอนซึ่งมีมวลน้อยกว่า - อนุภาคอย่างมีนัยสำคัญ บางครั้งอนุภาคเบี่ยงเบนไปเป็นมุมเกิน 90 o ค่อนข้างน้อย รัทเทอร์ฟอร์ดอธิบายข้อเท็จจริงนี้โดยการมีอยู่อะตอมของประจุซึ่งมีปริมาตรน้อย และประจุนี้สัมพันธ์กับมวลที่มีขนาดใหญ่กว่าอนุภาค y มาก

เพื่ออธิบายผลการทดลองของเขาในทางคณิตศาสตร์ รัทเทอร์ฟอร์ดได้สูตรที่กำหนดการกระจายเชิงมุมของอนุภาคหลังจากที่อะตอมกระจัดกระจาย เมื่อได้สูตรนี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้กฎของคูลอมบ์สำหรับประจุแบบจุดและเชื่อว่ามวลของนิวเคลียสของอะตอมนั้นมากกว่ามวลของอนุภาคมาก สูตรของรัทเทอร์ฟอร์ดสามารถเขียนได้เป็น:

โดยที่ n คือจำนวนนิวเคลียสที่กระเจิงต่อหน่วยพื้นที่ของฟอยล์ N คือจำนวนอนุภาคที่ผ่านพื้นที่เดียวใน 1 วินาที ซึ่งตั้งฉากกับทิศทางการไหลของอนุภาค - จำนวนอนุภาคที่กระจัดกระจายภายในมุมทึบ - ประจุของจุดศูนย์กลางการกระเจิง - มวล - อนุภาค; - มุมโก่ง - อนุภาค; v - ความเร็ว - อนุภาค

สามารถใช้สูตรของรัทเทอร์ฟอร์ด (3) เพื่อค้นหาประจุของนิวเคลียสของอะตอม (Z) ถ้าเราเปรียบเทียบจำนวนอนุภาคตกกระทบ (N) กับจำนวน (dN) ของอนุภาคที่กระจัดกระจายเป็นมุม ฟังก์ชันจะ ขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสที่กระเจิงเท่านั้น จากการทดลองและใช้สูตรของรัทเทอร์ฟอร์ด แชดวิกพบประจุของนิวเคลียสของแพลตตินัม เงิน และทองแดง

ตัวอย่างการแก้ปัญหา

ตัวอย่างที่ 1

ออกกำลังกาย	แผ่นโลหะถูกฉายรังสีด้วยอนุภาคที่มีความเร็วสูง อนุภาคเหล่านี้บางส่วนในระหว่างการโต้ตอบแบบยืดหยุ่นกับนิวเคลียสของอะตอมโลหะจะเปลี่ยนทิศทางการเคลื่อนที่ไปในทิศทางตรงกันข้าม ประจุนิวเคลียร์ของอะตอมโลหะ (q) คืออะไรถ้า ระยะทางขั้นต่ำการเข้าใกล้ของอนุภาคและนิวเคลียสเท่ากับ r มวลของอนุภาคเท่ากับความเร็ว v เมื่อแก้ไขปัญหา ผลกระทบเชิงสัมพัทธภาพสามารถถูกละเลยได้ พิจารณาอนุภาคที่มีจุดเหมือน นิวเคลียสไม่นิ่ง และจุดเหมือน
สารละลาย	มาวาดรูปกันเถอะ เมื่อเคลื่อนที่ไปในทิศทางของนิวเคลียสของอะตอม อนุภาคจะเอาชนะแรงคูลอมบ์ ซึ่งผลักมันออกจากนิวเคลียส เนื่องจากอนุภาคและนิวเคลียสมีประจุบวก พลังงานจลน์ของอนุภาคที่กำลังเคลื่อนที่จะเปลี่ยนเป็นพลังงานศักย์ของอันตรกิริยาระหว่างนิวเคลียสของอะตอมของโลหะกับอนุภาค ควรใช้กฎการอนุรักษ์พลังงานเป็นพื้นฐานในการแก้ไขปัญหา: เราค้นหาพลังงานศักย์ของอนุภาคมีประจุแบบจุดเป็น: โดยที่ประจุของอนุภาคเท่ากับ: เนื่องจาก และ ของอนุภาคคือนิวเคลียสของอะตอมฮีเลียมซึ่งประกอบด้วยโปรตอนสองตัวและนิวตรอนสองตัว เนื่องจากเราจะถือว่าการทดลองดำเนินการในอากาศ พลังงานจลน์ของอนุภาคก่อนชนกับนิวเคลียสของอะตอมมีค่าเท่ากับ: ตาม (1.1) เราถือเอาด้านขวาของนิพจน์ (1.2) และ (1.3) เรามี: จากสูตร (1.4) เราแสดงประจุของนิวเคลียส:
คำตอบ

อะตอมเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีที่ยังคงคุณสมบัติทางเคมีทั้งหมดไว้ อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวก ค่าไฟฟ้าและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ประจุของนิวเคลียสขององค์ประกอบทางเคมีใด ๆ เท่ากับผลคูณของ Z และ e โดยที่ Z คือเลขลำดับขององค์ประกอบนี้ในตารางธาตุ องค์ประกอบทางเคมี, e - ค่าของประจุไฟฟ้าเบื้องต้น

อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดของสารซึ่งมีประจุไฟฟ้าเป็นลบ e=1.6·10 -19 คูลอมบ์ ซึ่งถือเป็นประจุไฟฟ้าเบื้องต้น อิเล็กตรอนที่หมุนรอบนิวเคลียส อยู่ในเปลือกอิเล็กตรอน K, L, M ฯลฯ K คือเปลือกที่อยู่ใกล้กับนิวเคลียสมากที่สุด ขนาดของอะตอมถูกกำหนดโดยขนาดของมัน เปลือกอิเล็กตรอน. อะตอมสามารถสูญเสียอิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนบวก หรือได้รับอิเล็กตรอนและกลายเป็นไอออนลบ ประจุของไอออนจะกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่สูญเสียหรือได้รับ กระบวนการเปลี่ยนอะตอมที่เป็นกลางให้เป็นไอออนที่มีประจุเรียกว่าไอออนไนซ์

นิวเคลียสของอะตอม (ส่วนกลางของอะตอม) ประกอบด้วยอนุภาคนิวเคลียร์เบื้องต้น ได้แก่ โปรตอนและนิวตรอน รัศมีของนิวเคลียสมีขนาดเล็กกว่ารัศมีของอะตอมประมาณหนึ่งแสนเท่า ความหนาแน่นของนิวเคลียสของอะตอมนั้นสูงมาก โปรตอน- สิ่งเหล่านี้เป็นอนุภาคมูลฐานที่เสถียรซึ่งมีประจุไฟฟ้าบวกเพียงประจุเดียวและมีมวลมากกว่ามวลอิเล็กตรอนถึง 1836 เท่า โปรตอนคือนิวเคลียสของอะตอมของธาตุที่เบาที่สุด ซึ่งก็คือไฮโดรเจน จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสคือ Z นิวตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานที่เป็นกลาง (ไม่มีประจุไฟฟ้า) ซึ่งมีมวลใกล้กับมวลโปรตอนมาก เนื่องจากมวลของนิวเคลียสประกอบด้วยมวลของโปรตอนและนิวตรอน จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสของอะตอมจึงเท่ากับ A - Z โดยที่ A คือจำนวนมวลของไอโซโทปที่กำหนด (ดู) โปรตอนและนิวตรอนที่ประกอบเป็นนิวเคลียสเรียกว่านิวคลีออน ในนิวเคลียส นิวคลีออนเชื่อมต่อกันด้วยพลังนิวเคลียร์พิเศษ

นิวเคลียสของอะตอมมีพลังงานสำรองจำนวนมากซึ่งถูกปล่อยออกมาในระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์ ปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นเมื่อนิวเคลียสของอะตอมมีปฏิกิริยากับอนุภาคมูลฐานหรือกับนิวเคลียสของธาตุอื่น อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ทำให้เกิดนิวเคลียสใหม่ ตัวอย่างเช่น นิวตรอนสามารถเปลี่ยนเป็นโปรตอนได้ ในกรณีนี้ อนุภาคบีตา เช่น อิเล็กตรอน จะถูกดีดออกจากนิวเคลียส

การเปลี่ยนโปรตอนเป็นนิวตรอนในนิวเคลียสสามารถทำได้สองวิธี: อนุภาคที่มีมวลจะถูกปล่อยออกมาจากนิวเคลียส มวลเท่ากันอิเล็กตรอน แต่มีประจุบวก เรียกว่า โพซิตรอน (โพซิตรอนสลายตัว) หรือนิวเคลียสจับอิเล็กตรอนตัวหนึ่งจากเปลือก K ที่อยู่ใกล้กับมันมากที่สุด (K-capture)

บางครั้งนิวเคลียสที่เกิดขึ้นจะมีพลังงานมากเกินไป (อยู่ในสภาวะตื่นเต้น) และเมื่อเข้าสู่สภาวะปกติจะปล่อยพลังงานส่วนเกินออกมาในรูปแบบ รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นสั้นมาก - . พลังงานที่ปล่อยออกมาระหว่างปฏิกิริยานิวเคลียร์นั้นนำไปใช้จริงในอุตสาหกรรมต่างๆ

อะตอม (กรีกอะตอม - แบ่งแยกไม่ได้) เป็นอนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีที่มีคุณสมบัติทางเคมี แต่ละองค์ประกอบประกอบด้วยอะตอมประเภทเฉพาะ อะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งมีประจุไฟฟ้าบวก และอิเล็กตรอนที่มีประจุลบ (ดู) ก่อตัวเป็นเปลือกอิเล็กตรอน ขนาดของประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสเท่ากับ Z-e โดยที่ e คือประจุไฟฟ้าเบื้องต้นซึ่งมีขนาดเท่ากับประจุของอิเล็กตรอน (4.8·10 -10 หน่วยไฟฟ้า) และ Z คือเลขอะตอมขององค์ประกอบนี้ใน ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมี (ดู .) เนื่องจากอะตอมที่ไม่แตกตัวเป็นไอออนเป็นกลาง จำนวนอิเล็กตรอนที่อยู่ในนั้นจึงเท่ากับ Z องค์ประกอบของนิวเคลียส (ดูนิวเคลียสของอะตอม) รวมถึงนิวคลีออนซึ่งเป็นอนุภาคมูลฐานที่มีมวลมากกว่ามวลของอิเล็กตรอนประมาณ 1,840 เท่า (เท่ากับ 9.1 10 - 28 กรัม) โปรตอน (ดู) มีประจุบวก และนิวตรอนไม่มีประจุ (ดู) จำนวนนิวเคลียสในนิวเคลียสเรียกว่าเลขมวลและกำหนดด้วยตัวอักษร A จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสเท่ากับ Z กำหนดจำนวนอิเล็กตรอนที่เข้าสู่อะตอม โครงสร้างของเปลือกอิเล็กตรอนและสารเคมี คุณสมบัติของอะตอม จำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสคือ A-Z ไอโซโทปเป็นธาตุชนิดเดียวกันซึ่งมีอะตอมต่างกันในมวลเลข A แต่มี Z เท่ากัน ดังนั้นในนิวเคลียสของอะตอมของไอโซโทปต่างกันของธาตุเดียวกันจึงเกิด หมายเลขที่แตกต่างกันนิวตรอนที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน เมื่อแสดงถึงไอโซโทป เลขมวล A จะถูกเขียนไว้เหนือสัญลักษณ์ธาตุ และเลขอะตอมด้านล่าง ตัวอย่างเช่น มีการกำหนดไอโซโทปของออกซิเจน:

ขนาดของอะตอมถูกกำหนดโดยขนาดของเปลือกอิเล็กตรอนและสำหรับ Z ทั้งหมดจะมีค่าประมาณ 10 -8 ซม. เนื่องจากมวลของอิเล็กตรอนทั้งหมดในอะตอมนั้นน้อยกว่ามวลของนิวเคลียสหลายพันเท่า มวลของอะตอมจะเป็นสัดส่วนกับเลขมวล มวลสัมพัทธ์ของอะตอมของไอโซโทปที่กำหนดถูกกำหนดโดยสัมพันธ์กับมวลของอะตอมของคาร์บอนไอโซโทป C12 ซึ่งคิดเป็น 12 หน่วย และเรียกว่ามวลไอโซโทป ปรากฎว่าใกล้เคียงกับเลขมวลของไอโซโทปที่สอดคล้องกัน น้ำหนักสัมพัทธ์ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีคือค่าเฉลี่ย (โดยคำนึงถึงความอุดมสมบูรณ์สัมพัทธ์ของไอโซโทปขององค์ประกอบที่กำหนด) ของน้ำหนักไอโซโทป และเรียกว่า น้ำหนักอะตอม (มวล)

อะตอมเป็นระบบจุลภาค โครงสร้างและคุณสมบัติของมันสามารถอธิบายได้โดยใช้ทฤษฎีควอนตัมเท่านั้น ซึ่งสร้างขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ 20 เป็นหลัก และมีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายปรากฏการณ์ในระดับอะตอม การทดลองแสดงให้เห็นว่าอนุภาคขนาดเล็ก - อิเล็กตรอน, โปรตอน, อะตอม ฯลฯ - นอกเหนือจากอนุภาคขนาดเล็กแล้วยังมี คุณสมบัติของคลื่นแสดงออกในการเลี้ยวเบนและการรบกวน ในทฤษฎีควอนตัม เพื่ออธิบายสถานะของวัตถุขนาดเล็ก สนามคลื่นบางสนามจะถูกใช้ ซึ่งมีคุณลักษณะเป็นฟังก์ชันคลื่น (ฟังก์ชัน Ψ) ฟังก์ชันนี้จะกำหนดความน่าจะเป็นของสถานะที่เป็นไปได้ของวัตถุขนาดเล็ก เช่น กำหนดลักษณะความเป็นไปได้ที่เป็นไปได้สำหรับการแสดงคุณสมบัติบางอย่างของมัน กฎของการแปรผันของฟังก์ชัน Ψ ในอวกาศและเวลา (สมการของชโรดิงเจอร์) ซึ่งช่วยให้เราสามารถค้นหาฟังก์ชันนี้ได้ มีบทบาทในทฤษฎีควอนตัมเช่นเดียวกับกฎการเคลื่อนที่ของนิวตันในกลศาสตร์คลาสสิก การแก้สมการชโรดิงเงอร์ในหลายกรณีนำไปสู่สภาวะที่เป็นไปได้ของระบบที่ไม่ต่อเนื่องกัน ตัวอย่างเช่นในกรณีของอะตอมจะได้รับชุดของฟังก์ชันคลื่นสำหรับอิเล็กตรอนที่สอดคล้องกับค่าพลังงาน (เชิงปริมาณ) ที่แตกต่างกัน ระบบระดับพลังงานปรมาณูซึ่งคำนวณโดยวิธีของทฤษฎีควอนตัม ได้รับการยืนยันที่ยอดเยี่ยมในสเปกโทรสโกปี การเปลี่ยนแปลงของอะตอมจากสถานะพื้นซึ่งสอดคล้องกับระดับพลังงานต่ำสุด E 0 ไปเป็นสถานะตื่นเต้นใด ๆ E i เกิดขึ้นเมื่อดูดซับพลังงานบางส่วน E i - E 0 . อะตอมที่ถูกกระตุ้นจะเข้าสู่สถานะที่ตื่นเต้นน้อยลงหรืออยู่ในสถานะพื้น โดยปกติแล้วจะปล่อยโฟตอนออกมา ในกรณีนี้ พลังงานโฟตอน hv เท่ากับความแตกต่างในพลังงานของอะตอมในสองสถานะ: hv = E i - E k โดยที่ h คือค่าคงที่ของพลังค์ (6.62·10 -27 erg·sec), v คือความถี่ ปิดไฟ.

นอกจากสเปกตรัมของอะตอมแล้ว ทฤษฎีควอนตัมทำให้สามารถอธิบายคุณสมบัติอื่นๆ ของอะตอมได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มีการอธิบายความจุ ธรรมชาติของพันธะเคมี และโครงสร้างของโมเลกุล และสร้างทฤษฎีของตารางธาตุขึ้น

เบลคิน ไอ.เค. ประจุของนิวเคลียสของอะตอมและระบบธาตุของ Mendeleev // ควอนตัม - พ.ศ. 2527. - ฉบับที่ 3. - หน้า 31-32.

ตามข้อตกลงพิเศษกับกองบรรณาธิการและบรรณาธิการวารสาร "Kvant"

แนวคิดสมัยใหม่เกี่ยวกับโครงสร้างของอะตอมเกิดขึ้นในปี พ.ศ. 2454 - 2456 หลังจากการทดลองอันโด่งดังของรัทเทอร์ฟอร์ดเกี่ยวกับการกระเจิงของอนุภาคแอลฟา ในการทดลองเหล่านี้ก็แสดงให้เห็นว่า α -อนุภาค (ประจุเป็นบวก) ที่ตกลงบนฟอยล์โลหะบาง ๆ บางครั้งถูกเบี่ยงเบนไปในมุมที่กว้างและอาจถูกโยนกลับด้วยซ้ำ สิ่งนี้สามารถอธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าประจุบวกในอะตอมนั้นมีความเข้มข้นในปริมาตรเพียงเล็กน้อยเท่านั้น หากเราจินตนาการว่ามันอยู่ในรูปของลูกบอล ตามที่รัทเธอร์ฟอร์ดกำหนดไว้ รัศมีของลูกบอลนี้ควรจะอยู่ที่ประมาณ 10 -14 -10 -15 ม. ซึ่งเท่ากับหลายหมื่นครั้ง ขนาดที่เล็กกว่าอะตอมโดยรวม (~10 -10 ม.) ประจุบวกเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สามารถมีอยู่ได้ สนามไฟฟ้า, สามารถทิ้งได้ α -อนุภาคเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 20,000 กม./วินาที รัทเทอร์ฟอร์ดเรียกส่วนนี้ของอะตอมว่านิวเคลียสของอะตอม

นี่คือที่มาของแนวคิดที่ว่าอะตอมของสารใด ๆ ประกอบด้วยนิวเคลียสที่มีประจุบวกและอิเล็กตรอนที่มีประจุลบซึ่งมีการสร้างอะตอมขึ้นก่อนหน้านี้ เห็นได้ชัดว่าเนื่องจากอะตอมโดยรวมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ประจุของนิวเคลียสจึงต้องเป็นตัวเลข ค่าใช้จ่ายเท่ากับอิเล็กตรอนทั้งหมดที่มีอยู่ในอะตอม ถ้าเราแสดงโมดูลัสประจุของอิเล็กตรอนด้วยตัวอักษร จ(ค่าธรรมเนียมเบื้องต้น) แล้วจึงเรียกเก็บเงิน ถามเคอร์เนลของฉันควรจะเท่ากัน ถามฉัน = ซี, ที่ไหน ซี- จำนวนเต็มเท่ากับจำนวนอิเล็กตรอนในอะตอม แต่เบอร์อะไรครับ ซี? ค่าใช้จ่ายคืออะไร? ถามฉันคือแกนกลางใช่ไหม?

จากการทดลองของรัทเทอร์ฟอร์ด ซึ่งทำให้สามารถกำหนดขนาดของนิวเคลียสได้ โดยหลักการแล้ว สามารถกำหนดขนาดของประจุนิวเคลียร์ได้ ท้ายที่สุดแล้วสนามไฟฟ้าที่ปฏิเสธ α -อนุภาคไม่ได้ขึ้นอยู่กับขนาดเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับประจุของนิวเคลียสด้วย และรัทเทอร์ฟอร์ดประมาณค่าประจุของนิวเคลียสจริงๆ ตามคำกล่าวของรัทเทอร์ฟอร์ด ประจุบนนิวเคลียสของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีมีค่าเท่ากับประมาณครึ่งหนึ่งของมวลอะตอมสัมพัทธ์ของมัน กคูณด้วยประจุเบื้องต้น จ, นั่นคือ

\(~Z = \frac(1)(2)A\)

แต่น่าแปลกที่ประจุที่แท้จริงของนิวเคลียสไม่ได้ถูกกำหนดโดย Rutherford แต่โดยผู้อ่านบทความและรายงานของเขาคนหนึ่ง - Van den Broek นักวิทยาศาสตร์ชาวดัตช์ (พ.ศ. 2413-2469) เป็นเรื่องแปลกที่ Van den Broek จากการศึกษาและวิชาชีพไม่ใช่นักฟิสิกส์ แต่เป็นทนายความ

เหตุใดรัทเทอร์ฟอร์ดจึงประมาณค่าประจุของนิวเคลียสของอะตอมจึงมีความสัมพันธ์กับมวลอะตอม ความจริงก็คือเมื่อในปี พ.ศ. 2412 D.I. Mendeleev ได้สร้างระบบองค์ประกอบทางเคมีเป็นคาบเขาได้จัดองค์ประกอบตามลำดับที่เพิ่มขึ้นของมวลอะตอมสัมพัทธ์ และในช่วงสี่สิบปีที่ผ่านมา ทุกคนเริ่มคุ้นเคยกับความจริงที่ว่าคุณลักษณะที่สำคัญที่สุดขององค์ประกอบทางเคมีคือมวลอะตอมสัมพัทธ์ ซึ่งสิ่งนี้เองที่ทำให้องค์ประกอบหนึ่งแตกต่างจากอีกองค์ประกอบหนึ่ง

ในขณะเดียวกัน ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 ความยากลำบากเกิดขึ้นกับระบบองค์ประกอบในเวลานี้ ในระหว่างการศึกษาปรากฏการณ์กัมมันตภาพรังสีได้ค้นพบธาตุกัมมันตรังสีใหม่จำนวนหนึ่ง และดูเหมือนจะไม่มีที่สำหรับพวกเขาในระบบ Mendeleev ดูเหมือนว่าระบบ Mendeleev ต้องการการเปลี่ยนแปลง ฟาน เดน บรุกกังวลเรื่องนี้เป็นพิเศษ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมาพวกเขาได้รับการเสนอทางเลือกมากมายสำหรับระบบองค์ประกอบที่ขยายออกไปซึ่งจะมีพื้นที่เพียงพอไม่เพียง แต่สำหรับองค์ประกอบที่มั่นคงที่ยังไม่ถูกค้นพบ (D.I. Mendeleev เองก็ "ดูแล" สถานที่สำหรับพวกเขา) แต่ยังสำหรับ ธาตุกัมมันตภาพรังสีด้วย Van den Broek เผยแพร่เวอร์ชันล่าสุดเมื่อต้นปี พ.ศ. 2456 มี 120 ตำแหน่ง และยูเรเนียมครอบครองเซลล์หมายเลข 118

นอกจากนี้ในปี พ.ศ. 2456 มีการเผยแพร่ผลการวิจัยล่าสุดเกี่ยวกับการกระเจิง α - อนุภาคในมุมกว้าง ดำเนินการโดย Geiger และ Marsden ผู้ร่วมงานของ Rutherford จากการวิเคราะห์ผลลัพธ์เหล่านี้ Van den Broek ก็ได้ค้นพบที่สำคัญ เขาพบว่ามีหมายเลขนั้น ซีในสูตร ถามฉัน = ซีมีค่าเท่ากับไม่เท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลสัมพัทธ์ของอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี แต่เป็นเลขอะตอมของมัน และยิ่งกว่านั้น คือซีเรียลนัมเบอร์ขององค์ประกอบในระบบ Mendeleev ไม่ใช่ในระบบ Van den Broek 120 ตำแหน่งของเขา ปรากฎว่าไม่จำเป็นต้องเปลี่ยนระบบ Mendeleev!

จากแนวคิดของแวน เดน บรุก เป็นไปตามที่ว่าอะตอมทุกอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอม ซึ่งมีประจุเท่ากับเลขลำดับของธาตุที่สอดคล้องกันในระบบเมนเดเลเยฟ คูณด้วยประจุปฐมภูมิ และอิเล็กตรอน ซึ่งเป็นจำนวนที่อยู่ใน อะตอมก็เท่ากับเลขลำดับขององค์ประกอบด้วย (เช่น อะตอมของทองแดงประกอบด้วยนิวเคลียสซึ่งมีประจุ 29 จและอิเล็กตรอน 29 ตัว) เห็นได้ชัดว่า D.I. Mendeleev จัดเรียงองค์ประกอบทางเคมีโดยสัญชาตญาณโดยไม่เรียงลำดับตามมวลอะตอมของธาตุ แต่เป็นประจุของนิวเคลียสของมัน (แม้ว่าเขาจะไม่รู้เรื่องนี้ก็ตาม) ด้วยเหตุนี้ องค์ประกอบทางเคมีชนิดหนึ่งจึงแตกต่างจากองค์ประกอบอื่นไม่ใช่ด้วยมวลอะตอม แต่ด้วยประจุของนิวเคลียสของอะตอม ประจุของนิวเคลียสของอะตอมคือ ลักษณะหลักองค์ประกอบทางเคมี มีอะตอมสมบูรณ์ องค์ประกอบต่างๆแต่มีมวลอะตอมเท่ากัน (มีชื่อพิเศษว่าไอโซบาร์)

ความจริงที่ว่ามันไม่ใช่มวลอะตอมที่กำหนดตำแหน่งขององค์ประกอบในระบบก็เห็นได้จากตารางธาตุเช่นกัน: ในสามแห่งมีการละเมิดกฎการเพิ่มมวลอะตอม ดังนั้นมวลอะตอมสัมพัทธ์ของนิกเกิล (หมายเลข 28) จึงน้อยกว่าโคบอลต์ (หมายเลข 27) ของโพแทสเซียม (หมายเลข 19) จึงน้อยกว่าอาร์กอน (หมายเลข 18) ของไอโอดีน (หมายเลข 18) 53) น้อยกว่าเทลลูเรียม (หมายเลข 52)

ข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับความสัมพันธ์ระหว่างประจุของนิวเคลียสอะตอมและเลขอะตอมขององค์ประกอบอธิบายกฎการกระจัดระหว่างการแปลงกัมมันตภาพรังสีได้อย่างง่ายดายซึ่งค้นพบในปี 1913 เดียวกัน (“ฟิสิกส์ 10”, § 103) ที่จริงแล้วเมื่อปล่อยออกมาจากนิวเคลียส α -อนุภาคที่มีประจุเท่ากับสอง ค่าใช้จ่ายเบื้องต้นประจุของนิวเคลียส ดังนั้นเลขอะตอม (ปัจจุบันเรียกว่าเลขอะตอม) ควรลดลง 2 หน่วย เมื่อเปล่งแสง β -อนุภาคซึ่งก็คืออิเล็กตรอนที่มีประจุลบ จะต้องเพิ่มขึ้นหนึ่งหน่วย นี่แหละคือกฎของการแทนที่นั่นเอง

ความคิดของ Van den Broek ในไม่ช้า (ในปีเดียวกันนั้นเอง) ได้รับการยืนยันจากการทดลองครั้งแรก แม้ว่าทางอ้อมก็ตาม ต่อมาความถูกต้องของมันได้รับการพิสูจน์โดยการวัดประจุนิวเคลียสขององค์ประกอบหลายอย่างโดยตรง เห็นได้ชัดว่าเธอมีบทบาทสำคัญใน การพัฒนาต่อไปฟิสิกส์ของอะตอมและนิวเคลียสของอะตอม

โครงสร้าง อะตอม- นี่เป็นหนึ่งในหัวข้อพื้นฐานของหลักสูตรเคมีซึ่งขึ้นอยู่กับความรู้ในการใช้ตาราง “ ตารางธาตุขององค์ประกอบทางเคมีโดย D.I. Mendeleev” สิ่งเหล่านี้ไม่ได้เป็นเพียงองค์ประกอบทางเคมีที่จำแนกและจัดเรียงตามกฎหมายบางฉบับเท่านั้น แต่ยังเป็นแหล่งเก็บข้อมูลรวมถึงข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างด้วย อะตอม. รู้ถึงลักษณะเฉพาะของการอ่านที่ไม่ซ้ำใครนี้ วัสดุอ้างอิงอนุญาตให้เปรียบเทียบอะตอมในเชิงคุณภาพและเชิงปริมาณโดยสมบูรณ์

คุณจะต้องการ

• ตารางของ D.I.Mendeleev

คำแนะนำ

1. ในตารางของ D.I. Mendeleev เช่นเดียวกับในหลายเรื่อง อาคารอพาร์ทเม้นองค์ประกอบทางเคมี "มีชีวิต" ซึ่งทั้งหมดอยู่ในอพาร์ตเมนต์ของตัวเอง ดังนั้นแต่ละองค์ประกอบจึงมีหมายเลขซีเรียลที่ระบุในตาราง การเรียงลำดับองค์ประกอบทางเคมีเริ่มจากซ้ายไปขวา และจากบนลงล่าง ในตาราง แถวแนวนอนเรียกว่าจุด และคอลัมน์แนวตั้งเรียกว่ากลุ่ม นี่เป็นสิ่งสำคัญ เนื่องจากตามกลุ่มหรือหมายเลขงวด จึงสามารถเปรียบเทียบพารามิเตอร์บางตัวได้เช่นกัน อะตอม .

2. อะตอมเป็นอนุภาคที่ไม่สามารถแบ่งแยกทางเคมีได้ แต่ในขณะเดียวกันก็ประกอบด้วยส่วนที่เล็กกว่ารวมกัน ซึ่งรวมถึงโปรตอน (อนุภาคที่มีประจุปกติ) อิเล็กตรอน (มีประจุลบ) และนิวตรอน (อนุภาคที่เป็นกลาง) จำนวนมาก อะตอมมุ่งเน้นไปที่นิวเคลียส (เนื่องจากโปรตอนและนิวตรอน) ซึ่งอิเล็กตรอนหมุนรอบ เมื่อนำมารวมกัน อะตอมจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า กล่าวคือ มีจำนวนที่ถูกต้อง ค่าธรรมเนียมเกิดขึ้นพร้อมกับจำนวนลบ ดังนั้นจำนวนโปรตอนและอิเล็กตรอนจึงเท่ากัน ประจุนิวเคลียร์ที่ถูกต้อง อะตอมเกิดขึ้นอย่างแม่นยำเนื่องจากโปรตอน

3. คุณต้องจำไว้ว่าเลขอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีในเชิงปริมาณเกิดขึ้นพร้อมกับประจุของนิวเคลียส อะตอม. ดังนั้นเพื่อที่จะกำหนดประจุของนิวเคลียส อะตอมคุณต้องดูว่าองค์ประกอบทางเคมีนี้อยู่ภายใต้หมายเลขใด

4. ตัวอย่างที่ 1 พิจารณาประจุนิวเคลียร์ อะตอมคาร์บอน (C) เราเริ่มสำรวจองค์ประกอบทางเคมีของคาร์บอนโดยเน้นที่ตารางของ D.I. Mendeleev คาร์บอนตั้งอยู่ใน “อพาร์ตเมนต์” หมายเลข 6 จึงมีประจุนิวเคลียร์ +6 เนื่องจากมีโปรตอน 6 ตัว (อนุภาคที่มีประจุถูกต้อง) อยู่ในนิวเคลียส เมื่อพิจารณาว่าอะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ก็หมายความว่าจะมีอิเล็กตรอน 6 ตัวด้วย

5. ตัวอย่างที่ 2 พิจารณาประจุนิวเคลียร์ อะตอมอลูมิเนียม (อัล) อะลูมิเนียมมีหมายเลขซีเรียลนัมเบอร์ - เลขที่ 13 ส่งผลให้ประจุของนิวเคลียส อะตอมอลูมิเนียม +13 (เนื่องจากโปรตอน 13 ตัว) ก็จะมีอิเล็กตรอน 13 ตัวเช่นกัน

6. ตัวอย่างที่ 3 พิจารณาประจุนิวเคลียร์ อะตอมเงิน (เอจี) สีเงิน มีหมายเลขซีเรียลนัมเบอร์ - เลขที่ 47 ซึ่งหมายความว่าประจุของนิวเคลียส อะตอมเงิน + 47 (เนื่องจากโปรตอน 47 ตัว) นอกจากนี้ยังมีอิเล็กตรอน 47 ตัว

อะตอมขององค์ประกอบทางเคมีประกอบด้วย เมล็ดและเปลือกอิเล็กทรอนิกส์ นิวเคลียสเป็นส่วนสำคัญของอะตอมซึ่งมีมวลประมาณทุกมวลมีความเข้มข้น นิวเคลียสมีความถูกต้องแตกต่างจากเปลือกอิเล็กตรอน ค่าใช้จ่าย .

คุณจะต้องการ

• เลขอะตอมขององค์ประกอบทางเคมี กฎของโมสลีย์

คำแนะนำ

1. นิวเคลียสของอะตอมประกอบด้วยอนุภาค 2 ชนิด ได้แก่ โปรตอนและนิวตรอน นิวตรอนเป็นอนุภาคที่เป็นกลางทางไฟฟ้า กล่าวคือ เป็นอนุภาคทางไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายเท่ากับศูนย์ โปรตอนเป็นอนุภาคที่มีประจุบวกและเป็นไฟฟ้า ค่าใช้จ่ายเท่ากับ +1

2. ดังนั้น, ค่าใช้จ่าย เมล็ดเท่ากับจำนวนโปรตอน ในทางกลับกัน จำนวนโปรตอนในนิวเคลียสจะเท่ากับจำนวนนิวเคลียร์ขององค์ประกอบทางเคมี ตัวอย่างเช่น จำนวนนิวเคลียร์ของไฮโดรเจนคือ 1 นั่นคือนิวเคลียสของไฮโดรเจนประกอบด้วยโปรตอนหนึ่งตัวและมี ค่าใช้จ่าย+1. จำนวนโซเดียมนิวเคลียร์คือ 11 ค่าใช้จ่ายของเขา เมล็ดเท่ากับ +11

3. ในช่วงอัลฟ่าสลายตัว เมล็ดจำนวนนิวเคลียร์ของมันลดลงสองเท่าเนื่องจากการปลดปล่อยอนุภาคอัลฟ่า ( เมล็ดอะตอมฮีเลียม) ดังนั้นจำนวนโปรตอนในนิวเคลียสที่ผ่านการสลายอัลฟาก็ลดลง 2 เช่นกัน การสลายเบต้าสามารถเกิดขึ้นได้ใน 3 ประเภทต่างๆ. ในการสลายเบต้า-ลบ นิวตรอนจะกลายเป็นโปรตอนโดยการปล่อยอิเล็กตรอนและแอนตินิวตริโน แล้ว ค่าใช้จ่าย เมล็ดเพิ่มขึ้นทีละหนึ่ง ในกรณีของการสลายเบต้าบวก โปรตอนจะเปลี่ยนเป็นนิวตรอน โพซิตรอน และไนตริโน ค่าใช้จ่าย เมล็ดลดลงหนึ่งรายการในกรณีการจับทางอิเล็กทรอนิกส์ ค่าใช้จ่าย เมล็ดก็ลดลงไปหนึ่งเช่นกัน

4. ค่าใช้จ่าย เมล็ดนอกจากนี้ยังสามารถกำหนดได้จากความถี่ของเส้นสเปกตรัมของการแผ่รังสีลักษณะเฉพาะของอะตอม ตามกฎของโมสลีย์: sqrt(v/R) = (Z-S)/n โดยที่ v คือความถี่สเปกตรัมของการแผ่รังสีที่มีลักษณะเฉพาะ R คือค่าต่อเนื่องของ Rydberg, S คือค่าต่อเนื่องของการคัดกรอง และ n คือเลขควอนตัมพื้นฐาน ดังนั้น Z = n*sqrt(v/r)+s

วิดีโอในหัวข้อ

อะตอมคืออนุภาคที่เล็กที่สุดขององค์ประกอบทั้งหมดที่มีคุณสมบัติทางเคมี ทั้งการดำรงอยู่และโครงสร้างของอะตอมเป็นเรื่องของการคาดเดาและความเข้าใจมาตั้งแต่สมัยโบราณ พบว่าโครงสร้างของอะตอมมีลักษณะคล้ายกับโครงสร้างของระบบใส โดยตรงกลางมีนิวเคลียสซึ่งใช้พื้นที่น้อยมาก แต่รวมมวลทั้งหมดไว้ในตัวมันเองโดยประมาณ “ดาวเคราะห์” หมุนรอบมัน - อิเล็กตรอนที่มีประจุลบ ค่าธรรมเนียม. จะตรวจพบการเรียกเก็บเงินได้อย่างไร? เมล็ดอะตอม?

คำแนะนำ

1. ทุกอะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า แต่เนื่องจากอิเล็กตรอนมีประจุลบ ค่าธรรมเนียมพวกมันจะต้องสมดุลด้วยประจุตรงข้าม นี่เป็นเรื่องจริง เชิงบวก ค่าธรรมเนียมนำพาอนุภาคที่เรียกว่า “โปรตอน” ซึ่งอยู่ในนิวเคลียสของอะตอม โปรตอนมีขนาดใหญ่กว่าอิเล็กตรอนมาก โดยมีน้ำหนักมากถึง 1,836 อิเล็กตรอน!

2. กรณีดั้งเดิมที่สุดคืออะตอมไฮโดรเจนขององค์ประกอบแรกของตารางธาตุ เมื่อดูที่ตาราง คุณจะเห็นว่ามันอยู่ในอันดับที่ 1 และนิวเคลียสของมันประกอบด้วยโปรตอนพิเศษ ซึ่งมีอิเล็กตรอนพิเศษหมุนอยู่รอบ ๆ จากนี้ไปจะเป็นการเรียกเก็บเงิน เมล็ดอะตอมไฮโดรเจนคือ +1

3. นิวเคลียสขององค์ประกอบอื่น ๆ ไม่เพียงประกอบด้วยโปรตอนเท่านั้น แต่ยังประกอบด้วยสิ่งที่เรียกว่า "นิวตรอน" ด้วย ดังที่คุณสามารถเข้าใจได้ง่ายจากชื่อของมันเอง นิวตรอนไม่มีประจุใดๆ เลย ไม่เป็นลบหรือถูกต้อง ดังนั้นโปรดจำไว้ว่า: ไม่ว่านิวตรอนจะรวมอยู่ในนิวเคลียร์จำนวนเท่าใดก็ตาม เมล็ดพวกมันส่งผลกระทบเพียงมวลของมัน แต่ไม่ได้กระทบต่อประจุของมัน

4. ดังนั้นขนาดของประจุบวก เมล็ดของอะตอมขึ้นอยู่กับจำนวนโปรตอนที่มีอยู่เท่านั้น แต่เนื่องจากดังที่กล่าวไปแล้ว อะตอมมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า นิวเคลียสของมันจึงควรมีจำนวนโปรตอนเท่ากันเนื่องจากมีอิเล็กตรอนหมุนรอบอยู่ เมล็ด. จำนวนโปรตอนถูกกำหนดโดยเลขอะตอมขององค์ประกอบในตารางธาตุ

5. ดูองค์ประกอบบางอย่าง สมมติว่าออกซิเจนที่มีชื่อเสียงและเป็นที่ต้องการอย่างเร่งด่วนอยู่ใน "เซลล์" หมายเลข 8 ดังนั้น นิวเคลียสจึงมีโปรตอน 8 ตัว และมีประจุอยู่ เมล็ดจะเป็น +8 เหล็กครอบครอง "เซลล์" ที่มีหมายเลข 26 และดังนั้นจึงมีประจุ เมล็ด+26. และโลหะที่เหมาะสม - ทองคำซึ่งมีหมายเลขซีเรียล 79 - จะมีประจุเท่ากันทุกประการ เมล็ด(79) โดยมีเครื่องหมาย + ดังนั้น อะตอมออกซิเจนประกอบด้วย 8 อิเล็กตรอน อะตอมเหล็กมี 26 ตัว และอะตอมทองมี 79 ตัว

วิดีโอในหัวข้อ

ภายใต้สภาวะปกติ อะตอมจะมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า ในกรณีนี้ นิวเคลียสของอะตอมซึ่งประกอบด้วยโปรตอนและนิวตรอนมีประจุบวก และอิเล็กตรอนมีประจุลบ เมื่อมีอิเล็กตรอนเกินหรือขาด อะตอมจะเปลี่ยนเป็นไอออน

คำแนะนำ

1. องค์ประกอบทางเคมีทุกชนิดมีประจุนิวเคลียร์ที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง เป็นประจุที่กำหนดหมายเลของค์ประกอบในตารางธาตุ ดังนั้นนิวเคลียสของไฮโดรเจนจึงมีประจุ +1, ฮีเลียม +2, ลิเธียม +3, เบริลเลียม +4 เป็นต้น ดังนั้นหากเราดูองค์ประกอบใด ๆ ก็สามารถกำหนดประจุของนิวเคลียสของอะตอมได้จากตารางธาตุ

2. เนื่องจากภายใต้สภาวะปกติ อะตอมจะมีความเป็นกลางทางไฟฟ้า จำนวนอิเล็กตรอนจึงสอดคล้องกับประจุของนิวเคลียสของอะตอม ประจุลบของอิเล็กตรอนจะถูกชดเชยด้วยประจุบวกของนิวเคลียส แรงไฟฟ้าสถิตจับเมฆอิเล็กตรอนไว้ใกล้กับอะตอม ซึ่งทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียร

3. เมื่อสัมผัสกับสภาวะบางประการ อิเล็กตรอนจะถูกดึงออกจากอะตอมหรืออาจเติมอิเล็กตรอนเพิ่มเติมลงไปได้ เมื่อคุณเอาอิเล็กตรอนออกจากอะตอม อะตอมจะกลายเป็นไอออนบวก ซึ่งเป็นไอออนที่มีประจุอย่างเหมาะสม เมื่อมีอิเล็กตรอนมากเกินไป อะตอมจะกลายเป็นไอออนซึ่งมีประจุลบ

4. สารประกอบเคมีอาจมีลักษณะเป็นโมเลกุลหรือไอออนิกก็ได้ โมเลกุลก็มีความเป็นกลางทางไฟฟ้าเช่นกัน และไอออนก็มีประจุอยู่ด้วย ดังนั้นโมเลกุลแอมโมเนีย NH3 จึงเป็นกลาง แต่แอมโมเนียมไอออน NH4+ มีประจุอย่างถูกต้อง พันธะระหว่างอะตอมในโมเลกุลแอมโมเนียนั้นเป็นโควาเลนต์ซึ่งเกิดขึ้นตามประเภทของการแลกเปลี่ยน อะตอมไฮโดรเจนที่สี่ถูกเติมผ่านกลไกระหว่างผู้บริจาคและตัวรับ ซึ่งนี่ก็เป็นพันธะโควาเลนต์เช่นกัน แอมโมเนียมเกิดขึ้นเมื่อแอมโมเนียทำปฏิกิริยากับสารละลายกรด

5. สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือประจุของนิวเคลียสขององค์ประกอบไม่ได้ขึ้นอยู่กับการเปลี่ยนแปลงทางเคมี ไม่ว่าคุณจะเพิ่มหรือเอาอิเล็กตรอนออกไปกี่ตัว ประจุของนิวเคลียสก็จะยังคงเท่าเดิม ตัวอย่างเช่น อะตอม O, โอไอออน และไอออนบวกของ O+ จะมีประจุนิวเคลียร์เท่ากันที่ +8 ในกรณีนี้ อะตอมมีอิเล็กตรอน 8 ตัว แอนไอออนมี 9 ตัว และไอออนบวกมี 7 ตัว นิวเคลียสนั้นสามารถเปลี่ยนแปลงได้โดยผ่านการเปลี่ยนแปลงของนิวเคลียร์เท่านั้น

6. ปฏิกิริยานิวเคลียร์ประเภทหนึ่งที่พบบ่อยเป็นพิเศษคือการสลายตัวของสารกัมมันตภาพรังสี ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ มวลนิวเคลียร์ขององค์ประกอบที่ได้รับการสลายตัวในธรรมชาตินั้นมีอยู่ใน วงเล็บเหลี่ยม. ซึ่งหมายความว่าเลขมวลไม่คงที่และเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

ในตารางธาตุ D.I. เงิน Mendeleev มีหมายเลขซีเรียล 47 และมีชื่อเรียกว่า “Ag” (argentum) ชื่อของโลหะนี้อาจมาจากภาษาละติน "argos" ซึ่งแปลว่า "สีขาว", "ส่องแสง"

คำแนะนำ

1. เงินเป็นที่รู้จักของสังคมย้อนกลับไปในสหัสวรรษที่ 4 ก่อนคริสต์ศักราช ในอียิปต์โบราณ มันถูกเรียกว่า "ทองคำขาว" ด้วยซ้ำ โลหะราคาแพงนี้พบได้ในธรรมชาติทั้งในรูปแบบดั้งเดิมและในรูปของสารประกอบ เช่น ซัลไฟด์ นักเก็ตเงินมีน้ำหนักมหาศาลและมักมีสิ่งเจือปน ได้แก่ ทองคำ ปรอท ทองแดง แพลทินัม พลวง และบิสมัท

2. คุณสมบัติทางเคมีของเงิน เงินอยู่ในกลุ่มของโลหะทรานซิชันและมีคุณสมบัติทั้งหมดของโลหะ อย่างไรก็ตาม กิจกรรมทางเคมีของเงินอยู่ในระดับต่ำ - ในชุดเคมีไฟฟ้าของแรงดันไฟฟ้าของโลหะนั้นตั้งอยู่ทางด้านขวาของไฮโดรเจนประมาณที่ปลายสุด ในสารประกอบ เงินส่วนใหญ่มักมีสถานะออกซิเดชัน +1

3. ภายใต้สภาวะปกติ เงินจะไม่ทำปฏิกิริยากับออกซิเจน ไฮโดรเจน ไนโตรเจน คาร์บอน ซิลิคอน แต่ทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ ทำให้เกิดซิลเวอร์ซัลไฟด์: 2Ag+S=Ag2S เมื่อถูกความร้อน เงินจะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน: 2Ag+Cl2=2AgCl?

4. ซิลเวอร์ไนเตรตที่ละลายน้ำได้ AgNO3 ใช้สำหรับการตรวจวัดไอออนเฮไลด์ในสารละลายที่เชื่อถือได้ – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal? ตัวอย่างเช่น เมื่อมีปฏิกิริยากับคลอรีนแอนไอออน เงินจะให้ตะกอนสีขาวที่ไม่ละลายน้ำ AgCl?

5. เหตุใดผลิตภัณฑ์เงินจึงจางหายไปในอากาศ สาเหตุที่ผลิตภัณฑ์เงินค่อยๆ เข้มขึ้นนั้นอธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่าเงินทำปฏิกิริยากับไฮโดรเจนซัลไฟด์ที่มีอยู่ในอากาศ เป็นผลให้เกิดฟิล์ม Ag2S ขึ้นบนพื้นผิวโลหะ: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O

6. เงินมีปฏิกิริยากับกรดอย่างไร เงินก็เหมือนกับทองแดง ไม่ทำปฏิกิริยากับกรดไฮโดรคลอริกและกรดซัลฟิวริกเจือจางเนื่องจากเป็นโลหะที่มีฤทธิ์ต่ำและไม่สามารถแทนที่ไฮโดรเจนจากพวกมันได้ กรดออกซิไดซ์ไนตริกและเข้มข้น กรดซัลฟูริก, ละลายเงิน: 2Ag+2H2SO4(เข้มข้น)=Ag2SO4+SO2?+2H2O; Ag+2HNO3(สรุป)=AgNO3+NO2?+H2O; 3Ag+4HNO3(ดิล.)=3AgNO3+NO?+2H2O

7. หากคุณเติมอัลคาไลลงในสารละลายซิลเวอร์ไนเตรต คุณจะได้ตะกอนเกาลัดสีเข้มของซิลเวอร์ออกไซด์ Ag2O: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O?+2NaNO3+H2O

8. เช่นเดียวกับสารประกอบทองแดงโมโนวาเลนต์ ตะกอนที่ไม่ละลายน้ำ AgCl และ Ag2O สามารถละลายในสารละลายแอมโมเนียได้ ทำให้สารประกอบเชิงซ้อน: AgCl+2NH3=Cl; Ag2O+4NH3+H2O=2OH การเชื่อมต่อหลังมักใช้ใน เคมีอินทรีย์ในปฏิกิริยา “กระจกสีเงิน” – ปฏิกิริยาที่ดีต่อหมู่อัลดีไฮด์

คาร์บอนเป็นองค์ประกอบทางเคมีชนิดหนึ่งที่มีสัญลักษณ์ C ในตารางธาตุ หมายเลขซีเรียลคือ 6 มวลนิวเคลียร์คือ 12.0107 กรัม/โมล และรัศมีอะตอมคือ 21.13 น. คาร์บอนเป็นชื่อที่ตั้งขึ้นโดยนักเคมีชาวรัสเซีย ซึ่งในตอนแรกได้ตั้งชื่อธาตุว่า "คาร์บอเนต" แล้วจึงเปลี่ยนชื่อเป็นชื่อปัจจุบัน

คำแนะนำ

1. คาร์บอนถูกนำมาใช้ในอุตสาหกรรมมาตั้งแต่สมัยโบราณ เมื่อช่างตีเหล็กใช้คาร์บอนในการถลุงโลหะ การดัดแปลงองค์ประกอบทางเคมีแบบ allotropic สองแบบมีชื่อเสียงอย่างกว้างขวาง - เพชรที่ใช้ในอุตสาหกรรมอัญมณีและอุตสาหกรรมรวมถึงกราไฟท์สำหรับการค้นพบซึ่งเพิ่งได้รับรางวัลเมื่อไม่นานมานี้ รางวัลโนเบล. แม้แต่ Antoine Lavoisier ก็ยังมีทักษะแรก ๆ ที่เรียกว่าถ่านหินบริสุทธิ์หลังจากนั้นกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาคุณสมบัติของมันบางส่วน - Guiton de Morveau, Lavoisier เอง, Berthollet และ Fourcroix ซึ่งบรรยายทักษะของพวกเขาในหนังสือ“ วิธีการ ศัพท์เฉพาะทางเคมี”

2. คาร์บอนอิสระถูกค้นพบครั้งแรกโดยชาวอังกฤษ Tennant ซึ่งส่งไอฟอสฟอรัสไปบนชอล์กร้อน และได้รับแคลเซียมฟอสเฟตร่วมกับคาร์บอน ทักษะของเจ้าหน้าที่ชาวอังกฤษยังคงดำเนินต่อไปโดยชาวฝรั่งเศส Guiton de Morveau เขาให้ความร้อนแก่เพชรอย่างระมัดระวัง และในที่สุดก็เปลี่ยนเป็นกราไฟท์และต่อมากลายเป็นกรดคาร์บอนิก

3. คาร์บอนมีความหลากหลายค่อนข้างมาก คุณสมบัติทางกายภาพเนื่องจากการศึกษา พันธะเคมี ประเภทต่างๆ. เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าองค์ประกอบทางเคมีนี้ก่อตัวอย่างต่อเนื่องในชั้นล่างของสตราโตสเฟียร์และคุณสมบัติของมันทำให้คาร์บอนมีที่ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และระเบิดนิวเคลียร์ไฮโดรเจนตั้งแต่ทศวรรษที่ 50

4. นักฟิสิกส์แยกแยะรูปแบบหรือโครงสร้างของคาร์บอนได้หลายรูปแบบ: เตตริก ตรีโกณมิติ และแนวทแยง นอกจากนี้ยังมีผลึกหลายรูปแบบ เช่น เพชร กราฟีน กราไฟต์ คาร์ไบน์ ลอนสดาไลต์ นาโนไดมอนด์ ฟูลเลอรีน ฟูลเลอไรต์ คาร์บอนไฟเบอร์ เส้นใยนาโน และท่อนาโน คาร์บอนอสัณฐานยังมีรูปแบบ: เปิดใช้งานและ ถ่าน, ถ่านหินฟอสซิลหรือแอนทราไซต์ ถ่านหินหรือปิโตรเลียมโค้ก คาร์บอนคล้ายแก้ว คาร์บอนแบล็ค เขม่า และนาโนฟิล์มคาร์บอน นักฟิสิกส์ยังแยกความแตกต่างระหว่างรูปแบบของโคลาสเตอร์ ได้แก่ แอสเตรเลนส์ ไดคาร์บอน และนาโนโคนคาร์บอน

5. คาร์บอนค่อนข้างเฉื่อยหากไม่มีอุณหภูมิที่สูงมาก และเมื่อถึงขีดจำกัดบน คาร์บอนก็สามารถรวมตัวกับองค์ประกอบทางเคมีอื่นๆ ได้ ซึ่งแสดงคุณสมบัติการรีดิวซ์ที่รุนแรง

6. บางทีการใช้คาร์บอนที่มีชื่อเสียงเป็นพิเศษอาจอยู่ในอุตสาหกรรมดินสอ โดยผสมกับดินเหนียวเพื่อทำให้เปราะน้อยลง อีกทั้งยังใช้เป็นสารหล่อลื่นที่สูงมากหรือ อุณหภูมิต่ำ, ก ความร้อนการหลอมทำให้สามารถผลิตถ้วยใส่ตัวอย่างที่แข็งแกร่งจากคาร์บอนสำหรับเทโลหะได้ กราไฟท์ยังมีเสน่ห์อีกด้วย ไฟฟ้าซึ่งให้โอกาสที่ดีสำหรับการใช้งานในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์

วิดีโอในหัวข้อ

บันทึก!
ในตารางของ D.I. Mendeleev ค่าตัวเลขสองค่าจะถูกระบุในเซลล์เดียวสำหรับองค์ประกอบทางเคมีทั้งหมด อย่าสับสนระหว่างเลขอะตอมและมวลนิวเคลียร์สัมพัทธ์ของธาตุ

ชาร์จคอร์

กฎของโมสลีย์ประจุไฟฟ้าของนิวเคลียสเกิดจากโปรตอนที่ประกอบกันเป็นองค์ประกอบของมัน จำนวนโปรตอน ซีพวกเขาเรียกมันว่าประจุ ซึ่งหมายความว่าค่าสัมบูรณ์ของประจุของนิวเคลียสจะเท่ากับ ซี.ประจุนิวเคลียร์เกิดขึ้นพร้อมกับหมายเลขซีเรียล ซีธาตุในตารางธาตุของเมนเดเลเยฟ ประจุของนิวเคลียสของอะตอมถูกกำหนดครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวอังกฤษ โมสลีย์ ในปี 1913 โดยการวัดความยาวคลื่นโดยใช้คริสตัล λ โมสลีย์ค้นพบการเปลี่ยนแปลงของความยาวคลื่นอย่างสม่ำเสมอ λ สำหรับธาตุที่อยู่ติดกันในตารางธาตุ (รูปที่ 2.1) โมสลีย์ตีความข้อสังเกตนี้ว่าเป็นการพึ่งพาอาศัยกัน λ จากค่าคงที่อะตอมบางตัว ซีเปลี่ยนแปลงไปทีละองค์ประกอบและเท่ากับหนึ่งสำหรับไฮโดรเจน:

ที่ไหน และ เป็นค่าคงที่ จากการทดลองเรื่องการกระเจิงของควอนตัมรังสีเอกซ์ด้วยอิเล็กตรอนของอะตอมและ α -อนุภาคโดยนิวเคลียสของอะตอม เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าประจุของนิวเคลียสมีค่าประมาณเท่ากับครึ่งหนึ่งของมวลอะตอม ดังนั้นจึงใกล้เคียงกับเลขอะตอมของธาตุ เนื่องจากการปล่อยรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะเป็นผลมาจากกระบวนการทางไฟฟ้าในอะตอม โมสลีย์จึงสรุปว่าค่าคงที่อะตอมที่พบในการทดลองของเขา ซึ่งกำหนดความยาวคลื่นของรังสีเอกซ์ที่มีลักษณะเฉพาะและเกิดขึ้นพร้อมกับเลขอะตอมขององค์ประกอบ เป็นเพียงประจุของนิวเคลียสของอะตอมเท่านั้น (กฎของโมสลีย์)

ข้าว. 2.1. สเปกตรัมรังสีเอกซ์ของอะตอมขององค์ประกอบข้างเคียงที่ได้รับจากโมสลีย์

การวัดความยาวคลื่นรังสีเอกซ์ดำเนินการด้วยความแม่นยำอย่างยิ่ง ดังนั้นตามกฎของโมสลีย์ อะตอมที่เป็นขององค์ประกอบทางเคมีจึงได้รับการจัดตั้งขึ้นอย่างน่าเชื่อถืออย่างยิ่ง ขณะเดียวกันความจริงแล้วคงที่ ซีในสมการสุดท้ายคือประจุของนิวเคลียส แม้ว่าจะพิสูจน์ได้ด้วยการทดลองทางอ้อม แต่สุดท้ายก็ขึ้นอยู่กับสมมุติฐาน - กฎของโมสลีย์ ดังนั้น หลังจากการค้นพบของโมสลีย์ ประจุนิวเคลียร์จึงถูกวัดซ้ำหลายครั้งในการทดลองการกระเจิง α -อนุภาคตามกฎของคูลอมบ์ ในปี พ.ศ. 2463 แชดวิกได้ปรับปรุงเทคนิคในการวัดสัดส่วนที่กระจัดกระจาย α - อนุภาคและรับประจุนิวเคลียสของอะตอมทองแดง เงิน และแพลตตินัม (ดูตาราง 2.1) ข้อมูลของ Chadwig ไม่มีข้อสงสัยเกี่ยวกับความถูกต้องของกฎหมายของโมสลีย์ นอกจากองค์ประกอบเหล่านี้แล้ว การทดลองยังระบุประจุของนิวเคลียสของแมกนีเซียม อลูมิเนียม อาร์กอน และทองคำด้วย

ตารางที่ 2.1. ผลการทดลองของแชดวิก

คำจำกัดความหลังจากการค้นพบของโมสลีย์ ก็ชัดเจนว่าลักษณะสำคัญของอะตอมคือประจุของนิวเคลียส ไม่ใช่มวลอะตอม ตามที่นักเคมีในศตวรรษที่ 19 สันนิษฐานไว้ เนื่องจากประจุของนิวเคลียสเป็นตัวกำหนดจำนวนอิเล็กตรอนของอะตอม ดังนั้น คุณสมบัติทางเคมีของอะตอม สาเหตุของความแตกต่างระหว่างอะตอมขององค์ประกอบทางเคมีก็คือนิวเคลียสของพวกมันมีจำนวนโปรตอนต่างกันในองค์ประกอบ ในทางตรงกันข้าม จำนวนนิวตรอนที่แตกต่างกันในนิวเคลียสของอะตอมที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน จะไม่ทำให้คุณสมบัติทางเคมีของอะตอมเปลี่ยนแปลงไปในทางใดทางหนึ่ง อะตอมที่แตกต่างกันเพียงจำนวนนิวตรอนในนิวเคลียสเรียกว่า ไอโซโทปองค์ประกอบทางเคมี