1. Періодичність зміни властивостей атомів хімічних елементів

Заряд ядра атома хімічного елемента дорівнює порядковому номеру у періодичній таблиці. Він послідовно зростає від одного елемента до іншого.

Число зовнішніх електронів є однаковим в елементів, що містяться в одній \(A\) групі (однакові для елементів однієї головної підгрупи) і співпадає з її номером. У періоді число зовнішніх електронів збільшується від \(1\) до \(8\).

Вищі валентності хімічних елементів в сполуках з Оксигеном , як правило, збігаються з номером групи, та в кожному періоді збільшуються .

Валентності в сполуках з Гідрогеном (для неметалічних елементів), навпаки, зменшуються і дорівнюють різниці \(8\) \(–\) № групи .

Ра діуси атомів в кожному періоді зменшуються зліва на право, а в групі збільшуються зверху до низу.

Чим більше радіус атома, тим слабше утримуються його зовнішні електрони. Тому здатність віддавати електрони посилюється в групах зверху до низу.

У малих періодах зі збільшенням зарядів ядер радіус атомів зменшується, а число електронів на зовнішньому рівні збільшується. Вони все сильніше притягуються до ядра і важче відриваються від атома.

Найлегше відриваються електрони від атомів лужних металів, особливо Франція .

У періоді зі збільшенням заряду ядра радіус атома зменшується, число валентних електронів і їх притягування до ядра росте, і атомам все легше приєднувати додаткові електрони на зовнішній рівень.

Інертні гази (елементи VIIIA групи) відрізняються від інших елементів за властивостями . Їх атоми мають заповнені зовнішні енергетичні рівні і тому не віддають і не приймають електрони.

ЗАРЯД ЯДРУ

Закон Мозлі.Електричний заряд ядра утворюють протони, що входять до його складу. Число протонів Zназивають його зарядом, маючи на увазі, що абсолютне значення заряду ядра одно Ze.Заряд ядра збігається із порядковим номером Zелемента у періодичній системі елементів Менделєєва. Вперше заряди атомних ядер визначив англійський фізик Мозлі у 1913 році. Вимірявши за допомогою кристала довжину хвилі λ характеристичного рентгенівського випромінювання для атомів деяких елементів, Мозлі виявив регулярна змінадовжини хвилі λ у елементів, що йдуть один за одним у періодичній системі (рис.2.1). Це спостереження Мозлі інтерпретував залежністю λ від певної константи атома Z, що змінюється на одиницю від елемента до елемента і дорівнює одиниці водню:

де і – постійні. З експериментів з розсіювання рентгенівських квантів атомними електронами та α -Частинок атомними ядрами вже було відомо, що заряд ядра приблизно дорівнює половиніатомної маси і, отже, близький до порядкового номера елемента. Оскільки випромінювання характеристичного рентгенівського випромінювання є наслідком електричних процесівв атомі, Мозлі зробив висновок, що знайдена в його дослідах константа атомів, що визначає довжину хвилі характеристичного рентгенівського випромінювання і збігається з порядковим номером елемента, можливо лише зарядом атомного ядра (закон Мозлі).

Рис. 2.1. Рентгенівські спектри атомів сусідніх елементів, отримані Мозлі

Вимірювання довжин рентгенівських хвиль випромінювання виконується з великою точністю, так що на основі закону Мозлі приналежність атома до хімічного елемента встановлюється абсолютно надійно. Водночас той факт, що константа Zв останньому рівнянні є зарядом ядра, хоч і обґрунтований непрямими експериментами, зрештою тримається на постулаті – законі Мозлі. Тому після відкриття Мозлі заряди ядер багаторазово вимірювалися у дослідах із розсіювання α -Частинок на основі закону Кулона. У 1920 році Чедвіг удосконалив методику вимірювання частки розсіяних α -Частинок і отримав заряди ядер атомів міді, срібла та платини (див. таблицю 2.1). Дані Чедвіга не залишають сумнівів у справедливості закону Мозлі. Крім зазначених елементів експериментах було визначено також заряди ядер магнію, алюмінію, аргону і золота.

Таблиця 2.1. Результати дослідів Чедвіка

Визначення.Після відкриття Мозлі стало зрозуміло, що основною характеристикою атома є заряд ядра, а не його атомна маса, як це припускали хіміки 19 століття, бо заряд ядра визначає кількість атомних електронів, отже, Хімічні властивостіатомів. Причина відмінності атомів хімічних елементів якраз і полягає в тому, що їхні ядра мають різну кількість протонів у своєму складі. Навпаки, різне число нейтронів на ядрах атомів за однакової кількості протонів не змінює хімічні властивості атомів. Атоми, що відрізняються лише числом нейтронів у ядрах, називаються ізотопами хімічного елемента.

Бєлкін І.К. Заряд атомного ядра та періодична система елементів Менделєєва // Квант. – 1984. – № 3. – С. 31-32.

За спеціальною домовленістю з редколегією та редакцією журналу “Квант”

Сучасні уявлення про будову атома виникли у 1911 – 1913 роках, після знаменитих дослідів Резерфорда щодо розсіяння альфа-частинок. У цих дослідах було показано, що α -частки (їх заряд позитивний), потрапляючи на тонку металеву фольгу, іноді відхиляються на великі кутиі навіть відкидаються назад. Це можна було пояснити тільки тим, що позитивний заряд в атомі сконцентрований у малому обсязі. Якщо уявити його у вигляді кульки, то, як встановив Резерфорд, радіус цієї кульки повинен дорівнювати приблизно 10 -14 -10 -15 м, що в десятки і сотні тисяч разів менше розміріватома загалом (~10 -10 м). Тільки поблизу такого малого за розмірами позитивного заряду може існувати електричне поле, здатне відкинути α -частку, що мчить зі швидкістю близько 20 000 км/с. Цю частину атома Резерфорд назвав атомним ядром.

Так виникла ідея, що атом будь-якої речовини складається з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених електронів, існування яких в атомах було встановлено раніше. Вочевидь, що, оскільки атом загалом електрично нейтральний, заряд ядра може бути чисельно дорівнює заряду всіх електронів. Якщо позначити модуль заряду електрона буквою е(елементарний заряд), то заряд qя ядра повинен дорівнювати qя = Ze, де Z– ціле число, що дорівнює кількості електронів в атомі. Але чому одно число Z? Чому дорівнює заряд qя ядра?

З дослідів Резерфорда, дозволили встановити розміри ядра, у принципі, можна визначити величину заряду ядра. Адже електричне поле, що відкидає α -частку, залежить як від розмірів, а й від заряду ядра. І Резерфорд справді оцінив заряд ядра. За Резерфордом заряд ядра атома того чи іншого хімічного елемента приблизно дорівнює половині його відносної атомної маси А, помноженої на елементарний заряд е, тобто

Але, як це не дивно, справжній заряд ядра був встановлений не Резерфордом, а одним із читачів його статей та доповідей – голландським ученим Ван-ден-Бруком (1870-1926). Дивно тому, що Ван-ден-Брук за освітою та професією був не фізиком, а юристом.

Чому Резерфорд, оцінюючи заряди атомних ядер, співвідносив їх із атомними масами? Справа в тому, що коли в 1869 Д. І. Менделєєв створив періодичну систему хімічних елементів, він розташував елементи в порядку зростання їх відносних атомних мас. І за минулі сорок років усі звикли до того, що сама важлива характеристикахімічний елемент – його відносна атомна маса, що саме вона відрізняє один елемент від іншого.

Тим часом саме в цей час, на початку XX століття, із системою елементів виникли труднощі. При дослідженні явища радіоактивності було відкрито низку нових радіоактивних елементів. І для них у системі Менделєєва начебто не було місця. Здавалося, що система Менделєєва вимагала зміни. Цим і був особливо стурбований Ван-ден-Брук. Протягом кількох років їм було запропоновано кілька варіантів розширеної системи елементів, у якій вистачило б місця не тільки для невідкритих ще стабільних елементів (про місця для них «подбав» ще сам Д. І. Менделєєв), але й для радіоактивних елементів теж. Останній варіант Ван-ден-Брук опублікував на початку 1913, у ньому було 120 місць, а уран займав клітку під номером 118.

У тому ж 1913 були опубліковані результати останніх досліджень з розсіювання α -частинок великі кути, проведених співробітниками Резерфорда Гейгером і Марсденом. Аналізуючи ці результати, Ван-ден-Брук зробив важливе відкриття. Він встановив, що число Zу формулі qя = Zeі не половині відносної масиатома хімічного елемента, яке порядковому номеру. І до того ж порядковому номеру елемента в системі Менделєєва, а не в його, Ван-ден-Брука, 120-місцевій системі. Система Менделєєва, виявляється, не потребувала зміни!

З ідеї Ван-ден-Брука випливає, що кожен атом складається з атомного ядра, заряд якого дорівнює порядковому номеру відповідного елемента в системі Менделєєва, помноженому на елементарний заряд, і електронів, число яких в атомі також дорівнює порядковому номеру елемента. (Атом міді, наприклад, складається з ядра із зарядом, рівним 29 е, і 29 електронів.) Стало ясно, що Д. І. Менделєєв інтуїтивно розташував хімічні елементи в порядку зростання не атомної маси елемента, а заряду його ядра (хоча він про це й не знав). Отже, один хімічний елемент відрізняється від іншого не атомною масою, а зарядом атомного ядра. Заряд ядра атома – ось головна характеристикахімічний елемент. Існують атоми абсолютно різних елементів, але з однаковими атомними масами (вони мають спеціальну назву – ізобари).

Те, що не атомні маси визначають положення елемента в системі, видно з таблиці Менделєєва: у трьох місцях порушено правило зростання атомної маси. Так, відносна атомна маса у нікелю (№ 28) менше, ніж у кобальту (№ 27), калію (№ 19) вона менше, ніж у аргону (№ 18), у йоду (№ 53) менше, ніж у телуру ( №52).

Припущення про взаємозв’язок заряду атомного ядра і порядкового номера елемента легко пояснювало правила зміщення при радіоактивних перетвореннях, відкриті в тому ж 1913 («Фізика 10», § 103). Насправді, при випромінюванні ядром α -частинки, заряд якої дорівнює двом елементарним зарядам, заряд ядра, отже, та її порядковий номер (тепер зазвичай кажуть – атомний номер) має зменшитися на дві одиниці. При випусканні ж β -Частки, тобто негативно зарядженого електрона, він повинен збільшитися на одну одиницю. Саме в цьому й складаються правила усунення.

Ідея Ван-ден-Брука дуже скоро (буквально того ж року) отримала перше, щоправда непряме, досвідчене підтвердження. Дещо пізніше правильність її була доведена прямими вимірами заряду ядер багатьох елементів. Зрозуміло, що вона зіграла важливу роль у подальшому розвитку фізики атома та атомного ядра.

В основі будь-якої науки лежить щось маленьке та важливе. У біології це клітина, у мовознавстві – буква і звук, в інженерії – гвинтик, у будівництві – піщинка, а для хімії та фізики найважливіше – це атом, його структура.

Ця стаття призначена для осіб старше 18 років

Атом – це та найменша частка всього, що нас оточує, яка несе в собі всю необхідну інформацію, частка, що визначає характеристики та заряди. Довгий час вчені думали, що вона є неподільною, єдиною, проте протягом довгих годин, днів, місяців і років проводилися вивчення, дослідження та досліди, які довели, що атом також має свою структуру. Іншими словами, ця мікроскопічна кулька складається з ще менших складових, які впливають на величину її ядра, властивості та заряд. Структура цих частинок така:

Останнє також можна розділити на дуже елементарні частини, які в науці називають протонами і нейронами, яких нараховується чітка кількість у кожному конкретному випадку.

Число протонів, що є в ядрі, вказує на структуру оболонки, що складається з електронів. Ця оболонка ж, своєю чергою, вміщує у собі все необхідні властивостіпевного матеріалу, речовини чи предмета. Обчислити суму протонів дуже просто — досить знати порядковий номер найменшої частини речовини (атома) у відомої таблиці Менделєєва. Це значення ще називають атомним числом та позначають латинською літерою”Z”. Важливо пам’ятати, що протони мають позитивний заряд, а на листі це значення визначається як +1.

Нейрони – друге складове ядра атома. Це елементарна субатомна частка, яка не несе жодного заряду на відміну від електронів чи протонів. Нейрони були відкриті в 1932 Дж. Чедвіком, за що він, через 3 роки, отримав Нобелівську премію. У підручниках та наукових працяхїх позначають як латинський знак “n”.

Третя складова атома – електрон, який знаходиться в монотонному русі навколо ядра, створюючи таким чином хмару. Саме ця частка найлегша з усіх відомих сучасній науці, а це означає, що і заряд її також найменший. Позначається електрон на листі від -1.

Саме з’єднання позитивних і негативних частинок у структурі робить атом незарядженим або нейтрально зарядженим часткою. Ядро, порівняно із загальним розміром всього атома, дуже маленьке, але саме в ньому зосереджено всю вагу, що говорить про його високу щільність.

Як визначити заряд ядра атома?

Щоб визначити заряд ядра атома, потрібно добре розумітися на будові, структурі самого атома та її ядра, розуміти основні закони фізики і хімії, і навіть мати на озброєнні періодичну таблицю Менделєєва визначення атомного числа хімічного елемента.

1. Знання того, що мікроскопічна частка будь-якої речовини має у своїй структурі ядро ​​та електрони, які створюють біля нього оболонку у вигляді хмари. До складу ядра, у свою чергу, входять два види елементарних неподільних частинок: протони та нейрони, кожен з яких має свої властивості та характеристики. Нейрони не мають у своєму арсеналі електронного заряду. Це означає, що їхній заряд не дорівнює і не більше або менше нуля. Протони, на відміну своїх побратимів, несуть позитивний заряд. Іншими словами, їхній електричний заряд можна позначити як +1.
2. Електрони, які є невід’ємною частиною кожного атома, також несуть у собі певний вид електричного заряду. Вони є негативно зарядженими елементарними частинками, але в листі вони визначаються як −1.
3. Щоб вирахувати заряд атома, потрібні знання про його структуру (ми щойно згадали необхідні відомості), кількості елементарних частинокв складі. А щоб дізнатися суму заряду атома, потрібно математичним способом додати кількість одних частинок (протонів) до інших (електронів). Зазвичай, характеристика атома свідчить, що він електрон нейтральний. Тобто значення електронів дорівнює кількості протонів. Підсумок такий – значення заряду такого атома дорівнює нулю.
4. Важливий нюанс: бувають ситуації, коли число позитивно і негативно заряджених елементарних частинок в ядрі може бути рівним. Це свідчить, що атом ставати іоном з позитивним чи негативним зарядом.

Позначення ядра атома у сфері виглядає як Ze. Розшифрувати це досить просто: Z – це той номер, який присвоєний елементу у всій відомій таблиці Менделєєва, ще його називають порядковим чи зарядним числом. І вказує воно на кількість протонів в ядрі атома, а e – це лише заряд протона.

У сучасній науці існують ядра з різним значеннямзарядів: від 1 до 118

Ще одне важливе поняття, яке потрібно знати юним хімікам, — масове число. Це поняття вказує на загальну суму заряду нуклонів (це ті найдрібніші складники ядра атома хімічного елемента). І знайти це число можна, якщо скористатися формулою: A = Z + Nде А – масове число, Z – кількість протонів, а N – значення нейтронів в ядрі.

Чому дорівнює заряд ядра атома брому?

Щоб практично продемонструвати, як знайти заряд атома необхідного елемента(У нашому випадку, брому), варто звернутися до періодичної таблиці хімічних елементів і знайти там бром. Його порядковий номер 35. Це означає, що і заряд ядра його дорівнює 35, оскільки він залежить від числа протонів в ядрі. На число протонів вказує номер, під яким стоїть хімічний елемент у великій праці Менделєєва.

Наведемо ще кілька прикладів, щоб у майбутньому юним хімікам було простіше розрахувати необхідні дані:

• заряд ядра атома натрію (na) дорівнює 11, оскільки саме під цим номером його можна знайти у таблиці хімічних елементів.
• заряд ядра фосфору (символічне позначення якого P) має значення 15, адже саме стільки у його ядрі протонів;
• сірка (з графічним позначенням S) – сусідка по таблиці попереднього елемента, тому і заряд ядра у неї 16;
• залізо (а знайти ми його можемо в позначенні Fe) стоїть під номером 26, що говорить про таку ж кількість протонів у його ядрі, а значить і заряд атома;
• вуглець (він же C) знаходиться під 6 номером періодичної таблиці, що вказує на потрібну нам інформацію;
• магній має атомний номер 12, а міжнародній символіці його знають як Mg;
• хлор у періодичній таблиці, де він пишеться як Cl, стоїть під 17 номером, тому і його атомне число (а саме воно нам потрібне) таке ж – 17;
• кальцій (Ca), який корисний для юних організмів, знаходимо під номером 20;
• заряд ядра атома азоту (з письмовим позначенням N) дорівнює 7, саме у такій черзі він представлений у таблиці Менделєєва;
• барій стоїть під 56 номером, що і його атомної маси;
• хімічний елемент селену (Se) має у своєму ядрі 34 протона, а це показує, що саме таким буде заряд ядра його атома;
• срібло (або в письмовому позначенні Ag) має порядковий номер та атомну масу 47;
• якщо ж потрібно дізнатися заряд ядра атома літію (Li), то потрібно звернутися до початку великої праці Менделєєва, де він знаходиться за номером 3;
• аурум чи усіма нами улюблене золото (Au) має атомну масу 79;
• у аргону це значення дорівнює 18;
• рубідій має атомну масу у розмірі 37, а у стронцію вона дорівнює 38.

Перераховувати всі складові періодичної таблиці Менделєєва можна ще дуже довго, адже їх (ці складові) дуже багато. Головне, що суть цього явища зрозуміла, а якщо потрібно буде обчислити атомну кількість калію, кисню, кремнію, цинку, алюмінію, водню, берилію, бору, фтору, міді, фтору, миш’яку, ртуті, неону, марганцю, титану, то варто лише звернутися до таблиці хімічних елементів та дізнатися порядковий номер тієї чи іншої речовини.

У таблиці Д.І.Менделєєва, як у багатоповерховому багатоквартирному будинкухімічні елементи, кожен з яких займає свою власну квартиру. Отже, кожен із елементів має певний порядковий номер, зазначений у таблиці. Нумерація хімічних елементів починається ліворуч, причому зверху. У таблиці горизонтальні ряди називаються періодами, а вертикальні стовпці – групами. Це важливо, тому що за номером групи або періоду можна також дати характеристику деяким параметрам атома.

Атом є хімічно неподільною, але при цьому складається з дрібніших. складових частин, До яких можна віднести (позитивно заряджені частинки), (заряджені негативно) (нейтральні частинки). Основна маса атомав ядрі (за рахунок протонів та нейтронів), навколо якого обертаються електрони. В цілому атом електронейтральний, тобто в ньому кількість позитивних зарядівзбігається з кількістю негативних, отже, кількість протонів і однакова. Позитивний заряд ядра атомамає місце як раз за рахунок протонів.

Приклад №1. Визначити заряд ядра атомавуглецю (С). Починаємо аналізувати хімічний елемент вуглець, орієнтуючись на таблицю Д. І. Менделєєва. Вуглець знаходиться у «квартирі» № 6. Отже, він ядра+6 за рахунок 6 протонів (позитивно заряджених частинок), що розташовуються в ядрі. Враховуючи, що атом є електронейтральним, значить, електронів теж буде 6.

Приклад №2. Визначити заряд ядра атомаалюмінію (Al). Алюміній має порядковий номер – №13. Отже, заряд ядра атомаалюмінію +13 (за рахунок 13 протонів). Електронів також буде 13.

Приклад №3. Визначити заряд ядра атомасрібла (Ag). Срібло має порядковий номер – №47. Значить, заряд ядра атомасрібла + 47 (за рахунок 47 протонів). Електронів також 47.

У таблиці Д.І.Менделєєва в одній клітинці для кожного хімічного елемента вказано два числових значення. Не плутайте порядковий номер та відносну атомну масу елемента

Атом хімічного елемента складається з ядрата електронної оболонки. Ядро – це центральна частина атома, у якому зосереджена майже його маса. На відміну від електронної оболонки, ядро ​​має позитивний заряд.

Таким чином, заряд ядрадорівнює кількості протонів. У свою чергу, кількість протонів в ядрі дорівнює атомному номеру. Наприклад, атомний номер водню – 1, тобто ядро ​​водню складається з одного протона. заряд+1. Атомний номер натрію – 11, зарядйого ядрадорівнює +11.

При альфа-розпаді ядрайого атомний номер зменшується на два за рахунок випромінювання альфа-частинки ( ядраатома). Таким чином, кількість протонів в ядрі, що зазнало альфа-розпаду, також зменшується на два.
Бета-розпад може відбуватися у трьох різних . У разі розпаду «бета-мінус» нейтрон перетворюється на при випромінюванні та антинейтрино. Тоді заряд ядрана одиницю.
У разі розпаду «бета-плюс» протон перетворюється на нейтрон, позитрон і нйтрино, заряд ядразменшується на одиницю.
У разі електронного захоплення заряд ядратакож зменшується на одиницю.

Заряд ядраможна визначити за частотою спектральних ліній характеристичного випромінювання атома. Відповідно до закону Мозлі: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, де v – спектральна характеристика випромінювання, R – постійна Рідберга, S – постійна екранування, n – головне квантове число.
Отже, Z = n*sqrt(v/r)+s.

Атом – найдрібніша частка кожного елемента, яка несе його хімічні властивості. Як існування, і будова атома було предметом міркувань і вивчань з давніх часів. Було встановлено, що будова атомів схожа на будову Сонячної системи: у центрі ядро, що займає дуже мало місця, але зосередив у собі майже всю масу; навколо нього обертаються «планети» – електрони, що несуть негативні заряди. А як можна знайти заряд ядраатома?

Будь-який атом електрично нейтральний. Але, оскільки несуть негативні заряди, вони мають бути врівноважені протилежними зарядами. Так і є. Позитивні зарядинесуть частки під назвою “протони”, розташовані в ядрі атома. Протон набагато масивніший за електрон: він важить стільки ж, скільки 1836 електронів!

Найпростіший випадок – атом водню першого елемента Періодичної таблиці. Подивившись у таблицю, ви переконаєтеся, що він під першим номером, яке ядро ​​складається з єдиного протона, навколо якого обертається єдиний . З цього виходить що ядраатома водню дорівнює +1.

Ядра інших елементів складаються вже не тільки з протонів, але і з так званих нейтронів. Як ви легко можете із самої назви, взагалі не несуть жодного заряду – ні негативного, ні позитивного. Тому запам’ятайте: скільки б нейтронів не входило до складу атомного. ядра, вони впливають лише з його масу, але з заряд.

Отже, величина позитивного заряду ядраатома залежить лише від цього, скільки протонів у ньому міститься. Але оскільки, як уже вказувалося, атом електрично нейтральний, у його ядрі має міститися стільки ж протонів, що обертається навколо ядра. Кількість протонів визначається порядковим номером елемента в Таблиці Менделєєва.

Розгляньте кілька елементів. Наприклад, відомий і життєво необхідний кисень знаходиться в «комірці» під номером 8. Отже, у його ядрі містяться 8 протонів і заряд ядрабуде +8. Залізо займає «комірку» з номером 26 і, відповідно, має заряд ядра+26. А метал – , з порядковим номером 79 – матиме такий самий заряд ядра(79), зі знаком +. Відповідно, в атомі кисню міститься 8 електронів, в атомі – 26, а атомі золота – 79.

В звичайних умовахатом електрично нейтральний. При цьому ядро ​​атома, що складається з протонів та нейтронів, позитивно, а електрони несуть негативний заряд. При надлишку або нестачі електронів атом перетворюється на іон.

Хімічні сполуки можуть мати молекулярну чи іонну природу. Молекули також електрично нейтральні, а іони несуть у собі певний заряд. Так, молекула аміаку NH3 нейтральна, а ось іон амонію NH4+ заряджений позитивно. Зв’язки в молекулі аміаку, утворені за обмінним типом. Четвертий атом водню приєднується за донорно-акцепторним механізмом, це також ковалентний зв’язок. Амоній утворюється при взаємодії аміаку із розчинами кислот.

Важливо розуміти, що заряд ядра елемента залежить від хімічних перетворень. Скільки електронів не додай і не забирай, заряд ядра залишиться тим самим. Наприклад, атом O, аніон O- і катіон O+ характеризуються одним і тим же зарядом ядра +8. При цьому атом має 8 електронів, аніон 9, катіон – 7. Саме ядро ​​можна змінити лише шляхом ядерних перетворень.

Найчастіший вид ядерних реакцій – радіоактивний розпад, який може протікати у природному середовищі. Атомна маса елементів, що зазнають такого розпаду, укладена в квадратні дужки. Це означає, що масове число мінливе, змінюється протягом часу.

У періодичній системі елементів Д.І. Менделєєва срібло має порядковий номер 47 та позначення «Ag» (argentum). Назва цього металу, ймовірно, походить від латинського «argos», що означає «білий», «блискучий».

Срібло було відоме людству ще в IV тисячолітті до нашої ери. В Стародавньому Єгиптійого називали навіть “білим золотом”. Цей метал зустрічається у природі як у самородному вигляді, так і у вигляді сполук, наприклад, сульфідів. Срібні самородки мають велику вагу і часто містять домішки золота, ртуті, міді, платини, сурми та вісмуту.

Хімічні властивості срібла.

Срібло відноситься до групи перехідних металів і має всі властивості металів. Проте активність срібла невелика – в електрохімічному ряді напруг металів воно знаходиться правіше водню, майже на самому кінці. У з’єднаннях срібло найчастіше виявляє ступінь окиснення +1.

За звичайних умов срібло не реагує з киснем, воднем, азотом, вуглецем, кремнієм, але взаємодіє із сіркою, утворюючи сульфід срібла: 2Ag+S=Ag2S. При нагріванні срібло взаємодіє із галогенами: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Розчинний нітрат срібла AgNO3 використовується для якісного визначення галогенід-іонів у розчині – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Наприклад, при взаємодії з аніонами хлору срібло пропонує нерозчинний білий осад AgCl↓.

Чому срібні вироби темніють на повітрі?

Причина поступового виробів із срібла пояснюється тим, що срібло реагує із сірководнем, що міститься в повітрі. Внаслідок цього на поверхні металу утворюється плівка Ag2S: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

Заряд ядра () визначає місце розташування хімічного елемента таблиці Д.І. Менделєєва. Число Z – це кількість протонів в ядрі. Кл – заряд протона, який дорівнює за величиною заряду електрона.

Ще раз наголосимо, що заряд ядра визначає кількість позитивних елементарних зарядів, носіями яких є протони. Оскільки атом є в цілому нейтральною системою, то заряд ядра визначає і кількість електронів в атомі. Ми пам’ятаємо, що електрон має негативний елементарний заряд. Електрони в атомі розподіляються за енергетичними оболонками та підболочками залежно від їх кількості, отже, заряд ядра істотно впливає на розподіл електронів за їхніми станами. Від кількості електронів на останньому енергорівні залежить хімічні властивості атома. Виходить, заряд ядра визначає хімічні властивості речовини.

Нині прийнято позначати різні хімічні елементи так: , де X – символ хімічного елемента в періодичній таблиці, що відповідає заряду .

Елементи, які мають рівні Z, але різні атомні маси (A) (це означає, що в ядрі однакове числопротонів, але різна кількістьнейтронів) називають ізотопами. Так, водень має два ізотопи: 1 1 H-водень; 2 1 H-дейтерій; 3 1 H-тритій

Існують стійкі та нестійкі ізотопи.

Ядра, що мають однакові маси, але різними зарядами називаються ізобарами. Ізобари переважно зустрічаються серед важких ядер, причому парами або тріадами. Наприклад, і .

Першим опосередкований вимір заряду ядра зробив Мозлі в 1913 р. Він встановив зв’язок між частотою характеристичного рентгенівського випромінювання () та зарядом ядра (Z):

де C і B постійні не залежать від елемента для серії випромінювання.

Безпосередньо заряд ядра було визначено Чедвіком 1920 р. щодо розсіювання ядер атома гелію на металевих плівках.

склад ядра

Ядро атома водню називається протоном. Маса протона дорівнює:

Ядро складається з протонів та нейтронів (разом їх називають нуклонами). Нейтрон було відкрито 1932 р. Маса нейтрону дуже близька масі протона. Нейтрон електричного заряду немає.

Суму кількості протонів (Z) та числа нейтронів (N) в ядрі називають масовим числом A:

Оскільки маси нейтрона і протона дуже близькі, кожна їх дорівнює майже атомної одиниці маси. Маса електронів в атомі набагато менша, маси ядра, тому вважають, що масове число ядра приблизно дорівнює відносної атомної маси елемента, якщо округлити його до цілого.

Приклади розв’язання задач

Між нуклонами діють особливий вид сил, які називаються ядерними силами. Ці сили майже в 100 разів сильніші за електричні сили. Ядерні силинайпотужніші з усіх відомих сил у природі. Взаємодія частинок у ядрі називають сильним.

Наступна особливість ядерних сил – те, що вони є короткодіючими. Ядерні сили стають помітними лише з відстані порядку див, тобто з відривом розміру ядра.

Розглянемо рух ядра атома гелію (-частки) в електростатичному полі, що створює нерухоме ядро ​​атома свинцю. – частка рухається до ядра атома свинцю з швидкістю, що зменшується до нуля, так як між однойменно зарядженими частинками діють сили відштовхування. Кінетична енергія, яку мала – частка, перейде в потенційну енергію взаємодії – частки та поля (), що створює ядро ​​атома свинцю:

Потенційну енергію частки в електростатичному полі висловимо як:

де – заряд ядра атома гелію; – Напруженість електростатичного поля, яке створює ядро ​​атома свинцю.