ПЕДАГАГІЧНАЯ СКАРБОНКА
Химия · 8 класс · § 33
Открываем, наблюдаем, объясняем

§ 33. Строение атома. Атомный номер химического элемента

Как заряд ядра определяет химический элемент?

Обучающая модель4 смысловых раздела10 вопросов
Главный вопрос

Как заряд ядра определяет химический элемент?

Исследуем вместе

Меняем элемент — меняется заряд ядра

Выбирай атом и наблюдай счётчики частиц. Цвета различают протоны, нейтроны и электроны.

Учебная схема: размеры, цвета и расстояния условны. Переключатели показывают объяснённые примеры, оценка здесь не выставляется.

01

Ядро и электронная оболочка

Атом имеет маленькое положительно заряженное ядро и окружающую его электронную оболочку. Почти вся масса сосредоточена в ядре. Размер области, занимаемой электронами, значительно больше размера ядра.

Опыт с рассеянием α-частиц показал: большинство проходило через тонкую фольгу, но немногие сильно отклонялись. Это согласуется с сосредоточением положительного заряда в малой области, а не с его равномерным распределением по атому.

Большинство α-частиц

Проходит через фольгу почти прямо.

Редкие сильные отклонения

Указывают на малую плотную заряженную область.

Вывод

В атоме есть компактное ядро.

Положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре. Электронная оболочка занимает значительно большую область.

02

Три частицы и их заряды

Протон имеет заряд +1, электрон −1, нейтрон электрически нейтрален. Протоны и нейтроны находятся в ядре, электроны — в оболочке. Массы протона и нейтрона близки, электрон гораздо легче.

В таблице заряды выражают в единицах элементарного заряда, а массы приблизительно в атомных единицах. Это относительные характеристики частиц, а не граммы и не полный заряд произвольного атома.

ЧастицаЗарядГде находится
Протон p+1Ядро
Нейтрон n0Ядро
Электрон e−1Оболочка

Заряд атома складывается из зарядов его частиц. Нейтроны увеличивают массу ядра, не меняя его заряд.

Схема рассеяния частиц в опыте Резерфорда

Большинство частиц проходит почти прямо, немногие сильно отклоняются. Это помогает объяснить наличие компактного ядра; исходные подписи на французском.

Pradana Aumars · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.

Электронные уровни натрия

Натрий: распределение электронов 2, 8, 1. Круги условно обозначают уровни и не являются траекториями электронов.

Pumbaa; исходная работа Greg Robson · Wikimedia Commons · CC BY-SA 2.0 UK. Без изменений.

03

Атомный номер определяет элемент

Число протонов Z — главный признак химического элемента. У всех атомов углерода шесть протонов, у всех атомов кислорода восемь. Изменение числа нейтронов не меняет элемент, а изменение числа протонов меняет.

В нейтральном атоме электронов столько же, сколько протонов: суммарный заряд равен нулю. Если атом теряет или получает электроны, возникает ион того же элемента, поскольку ядро остаётся прежним.

Признак / объектЧто означаетПояснение
Изменить число протоновДругой элементМеняется Z
Изменить число электроновИон того же элементаМеняется заряд частицы
Изменить число нейтроновДругой изотопZ сохраняется

Элемент определяется числом протонов в ядре. Электронов в нейтральном атоме столько же, сколько протонов.

04

Читаем строение по Z

Для Na с Z = 11 ядро содержит 11 протонов, нейтральная оболочка — 11 электронов. Полный заряд ядра +11 в единицах элементарного заряда, оболочки −11. Эти значения взаимно компенсируются.

Число нейтронов по одному Z неизвестно: нужно массовое число конкретного изотопа. Круговые схемы оболочек удобны для счёта, но не изображают реальные траектории электронов вокруг ядра.

Na: Z = 11

11 протонов

Нейтральный Na

11 электронов

Суммарный заряд

+11 − 11 = 0

По атомному номеру находят заряд ядра и число электронов нейтрального атома. Для числа нейтронов нужны дополнительные данные об изотопе.

Соберём главное

Шесть выводов

01Положительный заряд и почти вся масса атома сосредоточены в ядре. Электронная оболочка занимает значительно большую область.
02Заряд атома складывается из зарядов его частиц. Нейтроны увеличивают массу ядра, не меняя его заряд.
03Элемент определяется числом протонов в ядре. Электронов в нейтральном атоме столько же, сколько протонов.
04По атомному номеру находят заряд ядра и число электронов нейтрального атома. Для числа нейтронов нужны дополнительные данные об изотопе.
05Потеря электронов создаёт положительный ион. Присоединение электронов создаёт отрицательный ион того же элемента.
06Схема с кругами помогает считать оболочки. Она не показывает реальные траектории электронов.
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
1. Где сосредоточена почти вся масса атома?
2. Что показали редкие сильные отклонения α-частиц?
3. Каков заряд протона в единицах элементарного заряда?
4. Каков заряд нейтрона?
5. Где находятся электроны?
6. Что определяет химический элемент?
7. В нейтральном атоме число электронов…
8. Если атом потерял электрон, то…
9. Для Na с Z=11 заряд ядра равен…
10. Можно ли узнать N только по Z?

Учебный источник и иллюстрации

Основа: предоставленный учебник «Химия, 8 класс», § 33. Материал переработан для объяснения; источник: 8 класс. Химия — § 33. Строение атома.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.

Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.

Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах
↑

Загрузка прогресса…