Строение атома

Определение

Атом – это электронейтральная частица, состоящая из положительно заряженного ядра и движущихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Из чего состоит атом

Атом состоит из двух основных частей: ядра и электронной оболочки. Ядро расположено в центре атома и обладает положительным электрическим зарядом. Электроны, несущие отрицательный заряд, обращаются вокруг ядра по определённым орбиталям, формируя электронную оболочку. В целом атом электрически нейтрален, так как суммарный отрицательный заряд электронов равен суммарному положительному заряду ядра.

Ядро атома: протоны и нейтроны

Атомное ядро – это самая массивная часть атома, хотя и занимает ничтожно малый объём. Оно состоит из двух типов элементарных частиц: протонов и нейтронов, которые вместе называются нуклонами. Протоны несут положительный электрический заряд и определяют порядковый номер элемента в таблице Менделеева. Нейтроны не имеют электрического заряда, но влияют на массу атома и стабильность ядра. Именно количество протонов определяет, к какому химическому элементу относится атом.

Электронная оболочка и её роль

Электронная оболочка — это совокупность всех электронов, движущихся вокруг атомного ядра. Электроны располагаются на энергетических уровнях, или орбиталях, каждый из которых может вмещать определённое количество электронов. Внешние электроны, или валентные электроны, определяют химические свойства атома и его способность образовывать связи с другими атомами. Именно они участвуют в химических реакциях и образовании молекул.

Основные модели атома

Представления о строении атома менялись со временем. Первой общепризнанной стала планетарная модель Резерфорда (1911), где электроны вращаются вокруг ядра, как планеты вокруг Солнца. Затем Нильс Бор (1913) уточнил эту модель, предложив, что электроны движутся по определённым стационарным орбитам, не излучая энергию. Современное квантово-механическое описание атома представляет электроны не как частицы, движущиеся по чётким орбитам, а как "электронные облака", характеризующиеся вероятностью нахождения электрона в той или иной точке пространства.

Где это встречается

• ядерная энергетика — Цепная реакция деления ядер тяжёлых элементов (уран, плутоний) используется для получения энергии на атомных электростанциях.
• медицина (диагностика и терапия) — Радиоактивные изотопы элементов используются для томографии, лучевой терапии опухолей, стерилизации медицинских инструментов.
• полупроводниковая промышленность — Строение электронных оболочек атомов кремния и германия позволяет создавать транзисторы и микросхемы, лежащие в основе всей современной электроники.
• химическая промышленность — Понимание строения атомов и особенностей их электронной оболочки позволяет синтезировать новые материалы с заданными свойствами, от пластмасс до лекарств.

Типичные ошибки

Не путать

• Молекула — Атом — это базовая единица химического элемента. Молекула — это группа из двух или более атомов, связанных химическими связями (например, молекула воды H₂O состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода).
• Ион — Атом электрически нейтрален (число протонов равно числу электронов). Ион — это атом или группа атомов, которые приобрели электрический заряд, потеряв или приобретя электроны.
• Элементарная частица — Элементарные частицы (протоны, нейтроны, электроны, кварки) являются компонентами, из которых состоят атомы. Атом — это целая система этих частиц.

Откуда взялось понятие

Современные представления о строении атома начали формироваться в начале XX века. В 1911 году Эрнест Резерфорд предложил планетарную модель атома, а в 1913 году Нильс Бор развил её, введя квантовые постулаты.

Как запомнить

Атом — это ядро и электроны, где ядро из протонов и нейтронов.