Атом курылысы

Атом құрылысы

Атом құрылысы - 1897 жылы көптеген электр құбылыстарын түсiндiруге мүмкiндiк  беретiн жаңалық ашылды. Ағылшын  ғалымы Дж. Дж. Томсон элементар заряд  тасымалдаушысы болып табылатын  бөлшектi тапты. Бұл бөлшекті электрон деп атады.

Электрон

Электрон массасы m=9,1*10-31 кг-ға тең және табиғаттағы ең жеңiл сутегi атомы массасынан 3700 еседей аз болып шықты. Электр зарядын арттыруға және азайтуға болады. Яғни олар әр түрлі мәнге ие болуы мүмкін. Ендеше электр заряды физикалық шама. Екі электрометр алып олардың біреуін зарядтайық. Сосын оқшаулағыш тұтқасы бар жіңішке сыммен екі электрометрді жалғайық. Сонда біз зарядтың теңдей екіге бөлінгенін көре аламыз. Атом құрылысы 1911 жылы ағылшын ғалымы Э. Резерфорд басқарған тәжiрибелер нәтижесiнде ашылған. Электрон заряды терiс: qэл = – е = – 1,6 • 10–19 Кл.

Бұл заряд электронның  ерекше сипаттамасы болып табылады. Жәй денелердi зарядтауға немесе разрядтауға болады, ал электронды зарядынан “айыру” мүмкiн емес. Сондай-ақ электрон зарядын азайтуға немесе көбейтуге болмайды. Электрон заряды барлық уақытта тек бiр мәнге ие. Химия курсынан сiздер электронның атом құрамына кiретiнiн бiлесiздер. Электрондар атом ішінде орналасқан оң зарядталған атомдық ядроны айнала қозғалады. Резерфорд тәжiрибелерiн жоғары сыныптарда егжей-тегжейлi қарастырылады. Мұнда бiз оның тәжiрибе нәтижесiнде жасаған қорытындыларымен шектелемiз.

Атом құрылысы

Резерфорд атомының құрылысын  Күн жүйесiне ұқсатты. Күн жүйесiндегi планеталар оған тартылып айналғаны  сияқты, электрондар да ядроға тартылып оны айнала қозғалады. Осындай ұқсастығы үшiн Резерфорд ұсынған модельдi планетарлық модель деп атаған. Ядро мен электронның ара қашықтығы олардың өлшемдерiне қарағанда өте үлкен. Егер атомды ойша үлкейткенде ядроның диаметрi он теңгелiктей болса, онда ядро мен электрон ара қашықтығы шамамен бiр километрдей болар едi. Егер барлық электрондар атомдық ядроларға тығыз орналасса, онда ересек адамның денесiнiң көлемi бiр куб миллиметрдiң миллионнан бiр бөлiгiндей болатындығы есептелген. Бұдан адам денесiнiң 99%-ын (кез-келген дененiң) бостық жайлайтындығын көремiз. Бiр тектi атомдар жиынтығы химиялық элемент деп аталады. Әр түрлi химиялық элементтердiң атомдары бiр-бiрiнен ядроларының зарядымен және сол ядроны айнала қозғалатын электрондар санымен ерекшеленедi. Мысалы, сутегi атомында жалғыз электрон бар, оттегi атомында – сегiз электрон, ал уран атомында – тоқсан екi. Атомдағы электрондар саны элементтiң Д.И. Менделеев кестесіндегі реттiк нөмiрiмен сәйкес келедi. Осы нөмiр атом ядросының зарядын да анықтайды. Белгiлеу енгiзейiк: Z – элементтiң реттiк нөмiрi, е = атомдағы электрондар саны. Онда атом ядросының және атомдағы барлық электрондардың жалпы заряды үшiн былай жазуға болады: qядро = + Ze, qэл-н = – Ze. Атомдағы электрондардың жалпы зарядын, атом ядросының зарядына қоссақ нөл шығады. Бұл атомның толықтай бейтарап екендiгiн көрсетедi. Бейтарап атомдардан тұратын заттардың молекулалары да бейтарап болады. Кейбiр жағдайларда (мысалы, соқтығысқанда) атомдар бiрнеше электронын жоғалтуы мүмкiн. Атомдар электрондармен бiрге өздерiнiң терiс зарядының бiр бөлiгiн жоғалтып, бейтарап емес жүйеге айналады. Осының салдарынан пайда болған оң зарядталған атомды оң ион деп атайды. Керi жағдайлар да болуы мүмкiн: бейтарап атом өзiне артық электрон қосып алып, терiс зарядталады. Мұндай атомды терiс ион деп атайды.

Атом құрылысы тұрғысынан периодтық заңды түсіндіру

Периодтық жүйе периодтық  заңның құрылымдық кескіні. Ол 7 периодтан 8 топтан тұратын кесте. Периодтар үлкен және кіші болып бөлінеді. Алғашқы үш период кіші периодтар, олар бір қатардан ғана тұрады, ал үлкен периодтар екі қатардан тұрады.

Бір периодта орналасқан элементтердің  энергетикалық деңгейлерінің саны бірдей болғанымен, олардың ядро зарядтарының артуына байланысты ядроның электронды тарту күші артады, сондықтан атом радиустары солдан оңға карай кемиді.

Периодтарда солдан оңға қарай  сыртқы қабаттағы электрондар саны біртіндеп артады, бұл металдық қасиеттің  біртіндеп әлсіреп, бейметалдық  қасиеттің артуына әкеп соғады.

Металдардың сыртқы қабаттарында электрондар саны аз болады, сондықтан олар электрондарын беруге бейім келеді. Ал бейметалдардың сыртқы энергетикалық деңгейлері аяқталуға жақын, сондықтан олар аяқталуға жетпеген электрондарды қосып алуға бейім келеді.

Олардың сутекті қосылыстарындағы валенттіліктері қанша электрон қосып алғандығымен анықталады.

Бір топтың элементтерінің қосылыстарындағы жоғары валенттіліктері  бірдей болады. Қосымша топша элементтерінің барлығы металдар, олардың көпшілігінің сыртқы қабаттарында екі электрондары бар, сол себепті олардың төменгі  валенттіліктері екі, ал жоғарғы валенттілігі топтың нөміріне сәйкес келетін айнымалы валенттілік көрсететін элементтер.

Топ бойынша негізгі топшада  жоғарыдан төмен қарай атом радиусы  өседі, себебі энергетикалық деңгейлер  саны артады. Сондықтан соңғы деңгейдегі электрондарды бөліп алуға жұмсалатын энергияның шамасы азаяды, бұл металдық қасиеттің артуына әкеліп соғады.