Рисунок атом: Атом рисунок (65 фото) » Рисунки для срисовки и не только

Атом Углерод-12 Диаграмма Описанный круг Рисунок, ядро ​​атома Резерфорда, png

Атом Углерод-12 Диаграмма Описанный круг Рисунок, ядро ​​атома Резерфорда, png

Скачать PNG ( 57.08KB )

Размер изображения

800x420px

Размер файла

57.08KB

MIME тип

Image/png

изменить размер PNG

ширина(px)

высота(px)

Некоммерческое использование, DMCA Contact Us

• Точка симметрии, ядро ​​атома Резерфорда, симметрия, сфера png
  967x967px
  191.04KB

• иллюстрация атома, модель Бора Натрия Атом Химия модель Резерфорда, медная оболочка, разное, химический элемент png
  550x553px
  181.6KB

• org/ImageObject»>

  Атомное ядро ​​Модель углерода Резерфорда Ядерная физика, наука, png
  637x640px
  296.73KB

• Углерод-14 Углерод-13 Атомное ядро ​​Углерод-12 Радиоуглеродное датирование, другие, разное, другие png
  1015x1109px
  226.69KB

• Углерод-13 Углерод-14 Углерод-12 Атомное ядро, Атомное ядро, другие, углерод png
  1015x1109px
  220.31KB

• Углерод-14 Радиоуглеродное датирование Углерод-13 Углерод-12 Атом, углерод, разное, химический элемент png
  1015x1109px
  217.72KB

• Диаграмма Венна Цветовой круг Рисунок, круг, цвет, сфера png
  678x635px
  40.26KB

• Атомное ядро ​​Переносная сетевая графика Атомная теория Атом, Атомо, угол, другие png
  996x761px
  116. 04KB

• иллюстрация диаграммы формы черного ромба, сакральная геометрия рисунок круга равносторонний треугольник, геометрический, угол, трехмерная компьютерная графика png
  512x512px
  19.1KB

• Бабочка евклидов рисунок, дети рисуют круги цветы диаграмма, лист, текст png
  738x555px
  61.66KB

• Углерод-13 Углерод-14 Атомное ядро ​​Углерод-12, прочее, угол, другие png
  1015x1109px
  205.64KB

• Углерод-13 Углерод-12 Атомное ядро ​​Углерод-14 Атомная масса, др., другие, углерод png
  1015x1109px
  214.31KB

• Углерод-13 Углерод-12 Углерод-14 Атомное ядро, прочее, угол, другие png
  1015x1109px
  211. 71KB

• Университет Констанца Компьютерный кластер Атом Кластерная диаграмма, молекулы ядра, синий, компьютер png
  599x661px
  293.42KB

• Модель Бора Диаграмма Электронная оболочка Атом, Радужный круг, фиолетовый, синий png
  668x686px
  47.61KB

• Круг Логотип Диаграмма Креативность, Масштабный рисунок креативная этикетка, инфографика, текст png
  953x906px
  158.36KB

• Лыжи Атомные лыжи Atomic Vantage X 75 CTI Лыжи с XT 12 крепежных элементов, модель с атомом углерода 10, прямоугольник, черный png
  1000x304px
  163.09KB

• Штриховой рисунок White Point Angle, форма круга 12 штук, угол, белый png
  468x625px
  7. 64KB

• Вписанный рисунок Описанный круг Геометрия Угол, круг, угол, описанный круг png
  1200x1321px
  77.08KB

• Toluene Bàcaro Molecule Молекулярно-орбитальная диаграмма Химия, модель модели атома углерода, сфера, химия png
  521x514px
  58.27KB

• Круг Точка Угол Венна диаграмма Штриховой рисунок, круг, угол, треугольник png
  593x600px
  18.65KB

• Линейный угловой дизайн продукта, диаграмма атомов углерода, угол, текст png
  500x500px
  7.36KB

• Молекула Органическая химия Химическое вещество Бензол, масса атом атома диаграмма, png
  900x630px
  82.8KB

• org/ImageObject»>

  Атом Электрон Протон Нейтрон Кварк, Рисунок Атома Азота, угол, текст png
  1200x980px
  246.08KB

ЭЛЕКТРОННАЯ КОНФИГУРАЦИЯ АТОМОВ И ХИМИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ В СВЕТЕ ТЕОРИИ ТРАНСФОРМАЦИИ ЭЛЕКТРОННЫХ ОРБИТАЛЕЙ

 

АННОТАЦИЯ

В статье рассматриваются существующие теории о гибридизации электронных орбиталей, указываются некоторые недостатки данных теорий и предлагаются новые механизмы образования химической связей в свете теории трансформации электронных орбиталей в атомах.

ABSTRACT

The article examines the existing theories on the hybridization of electron orbitals, points out some of the shortcomings of these theories and proposes new mechanisms for the formation of chemical bonds in the light of the theory of transformation of electron orbitals in atoms.

 

Ключевые слова: форма электронов, орбиталь, возбужденное состояние, притяжение и отталкивание электронов, теория трансформация электронных орбиталей в химической связи.

Keywords: shape of electrons, orbital, excited state, attraction and repulsion of electrons, theory of transformation of electron orbitals in chemical bonds.

 

Химическая связь — это сила, удерживающая вместе два или несколько атомов, ионов, молекул или любую комбинацию из них. По своей природе она представляет собой электростатическую силу притяжения между отрицательно заряженными электронами и положительно заряженными ядрами. Величина этой силы притяжения зависит главным образом от электронной конфигурации внешней оболочки атомов [1].

Способность атома образовывать химические связи называется его валентностью. Впрочем, это понятие считается сильно устаревшим, поскольку в настоящее время гораздо чаще принято рассматривать химическую связь не вообще, а с учетом ее конкретного типа. Электроны, принимающие участие в образовании химических связей, называются валентными электронами. Эти электроны находятся на самых высоких по энергии орбиталях атома. Внешняя оболочка атома, которая содержит эти орбитали, называется валентной оболочкой.

Для объяснения образования химической связи между атомами одного или различных элементов в настоящее время используется электронная теория валентности.

Электронная теория валентности. Современные представления о природе химической связи основаны на электронной теории валентности. Эту теорию разработали независимо Г. Н. Льюис и В. Коссель в 1916 г. Согласно электронной теории валентности, атомы, образуя связи, приближаются к достижению наиболее устойчивой (т.е. имеющей наиболее низкую энергию) электронной конфигурации. Атомы могут достичь этого двумя способами:

1. Они могут терять либо приобретать электроны, образуя ионы. Если атомы приобретают электроны, они превращаются в анионы. Если они теряют электроны, то превращаются в катионы. Анионы и катионы с заполненной внешней электронной оболочкой имеют устойчивую электронную конфигурацию. Между анионом и катионом возникает химическая связь, представляющая собой электростатическую силу притяжения. Химическая связь такого типа ранее называлась электровалентной связью; современное название ионная связь.

2. Атомы могут также приобретать устойчивые внешние электронные конфигурации путем обобществления электронов. Возникающая при этом химическая связь называется ковалентной связью. Ковалентная связь образуется в результате обобществления пары электронов, поставляемых по одному от каждого атома. Однако в некоторых молекулах или многоатомных ионах оба таких электрона могут поставляться только одним атомом. Такая разновидность ковалентной связи называется координационной, донорно-акцепторной или дативной ковалентной связью.

Правило октета. Когда атом какого-либо элемента образует химическую связь, приобретая, теряя либо обобществляя валентные электроны, его электронная конфигурация становится такой же, как у атома благородного газа, расположенного в конце того же периода, что и данный элемент, либо в конце предыдущего периода. Атомы всех благородных газов, за исключением гелия, имеют во внешней оболочке устойчивый октет (восьмерку) электронов. Поэтому образование химических связей путем достижения устойчивых электронных конфигураций, как в атомах благородных газов, составляет суть так называемого правила октета. Это правило применимо и к ионным, и к ковалентным связям.

Как видно из положений электронной теории валентности при образовании химической связи между атомами происходит спаривание валентных электронов внешней оболочки элементов. При этом возможны состояния, при которых два электрона одного элемента имеет различные формы и состояния и образует с двумя электронами второго атома две химических связи, которые по логике должны иметь различные природы исходя из различности образующих связь электронов. Но как показывает практика все связи между атомами двух элементов обычно одинаковой природы.

Как же возможно такое и как объяснить это? Образование одинаковых связей из атомных орбиталей разного вида потребовало введения такого понятия, как гибридизация (то есть “скрещивания”) атомных орбиталей.

Давайте рассмотрим образование молекулы BeCl₂. Ее образование вполне понятно из электронного строения атомов бериллия и хлора, которое изображается формулами Льюиса:

Электронная конфигурация валентной оболочки бериллия 2s². Для реакции с двумя атомами хлора необходим переход электронов бериллия в возбужденное состояние (рис.1):

 

Рисунок 1. Орбитальная диаграмма атома бериллия [2]

 

Если бы один атом хлора связывался с бериллием за счет 2s-электрона бериллия, а другой — за счет 2p-электрона бериллия, то связи Be—Cl не были бы равноценными. Однако на самом деле обе связи имеют одинаковую длину, прочность и расположены под углом 180^о.

Чтобы объяснить равноценность связей Be—Cl, говорят о sp-гибридизации валентных атомных орбиталей бериллия, при которой одна s-орбиталь и одна p-орбиталь (они обведены овалом на орбитальной диаграмме) как бы смешиваются и выравниваются по форме и энергии, давая две одинаковые sp-гибридные орбитали (рис. 2).

 

Рисунок 2. Схема гибридизации электронов в атоме бериллия [2]

 

Каждая гибридная орбиталь несимметрична (вытянута в сторону от ядра). Обе гибридные орбитали бериллия лежат на одной прямой.

Считается, что благодаря sp-гибридизации молекула BeCl₂ имеет линейную форму и все три ее атома находятся на одной прямой, а обе связи Be—Cl совершенно одинаковы. Такова геометрия и у всех других sp-гибридизованных молекул — независимо от элементов, которые входят в эти молекулы [3].

И вот тут появляется непонимание: как один s-электрон и один р-электрон могут образовать два независимых единиц (гибридов)? Неужели электроны гантелеобразной формы делятся на две части и s электрон сливается с двумя полуэлектронами с образованием одного гибрида? Возможно ли существование половины электрона, а также несимметричная гибридная форма электрона. Ведь в такой форме гибридизации малая часть гантели располагается ближе к ядру, что ещё раз доказывает не логичность теории гибридизации электронных облаков и существования гантелеобразной формы электронных облаков.

Если валентная оболочка атома включает электроны на одной s-орбитали и двух p-орбиталях, то имеет место sp²-гибридизация орбиталей. Примером может служить sp²-гибридизация бора при образовании молекулы BF₃ (рис.3).

Рисунок 3. Орбитальная диаграмма атома бора [2]

 

На орбитальной диаграмме обведены одна s- и две p-орбитали, которые “смешиваются”, то есть гибридизуются (рис.4).

 

Рисунок 4. Гибридизация электронов в атоме бора [2]

Три sp²-гибридные орбитали бора лежат в одной плоскости под углом 120^o [2].

 

Здесь мы видим, что один s-электрон распадается на три части чтобы связаться (гибридизироваться) с двумя р-электронами. Опять же происходит образование полуэлектронной промежуточной формы, что противоречить существующим канонам. При этом в образующихся гибридных орбиталях происходить образование вытянутых форм, что в свою очередь приводит к образованию двух разноэнергетических концов. Один из этих концов ближе к ядру, а второй находится дальше. Что не соответствует утверждению, что все гибридные облака равносильны.

Наконец, когда смешиваются одна s- и три p-орбитали, возникают sp³-гибридизованные молекулы, имеющие геометрию тетраэдра. Примером может служить молекула метана СН₄ (рис.5,6).

Рисунок 5. Орбитальная диаграмма атома углерода [2]

 

Строение атома углерода в невозбужденном состоянии

 

Рисунок 6. Гибридизация электронов в атоме углерода [2]

Четыре sp³-гибридные орбитали углерода направлены в вершины правильного тетраэдра. Атом углерода находится в центре тетраэдра. Углы между всеми связями равны и составляют 109°28′ [2].

 

И снова разделение s-электрона, но уже на четыре части. Опять же расположение начала и конца гибридных облаков в разноудаленном расстоянии от ядра. Все это приводит к тому, что утверждение равносильности гибридных облаков спорно.

При этом показано, что в не возбужденном состоянии атом углерода имеет 2s² и 2p_x2p_y электроны, при этом если допустить возможность гибридизации электронных облаков, то мы видим, что 2p_x2p_y электроны для скрещивания с s электроном не должны иметь стационарной орбитали или они должны выйти из своей стационарной орбитали. Возникает вопрос как эти гантелеобразные электроны скрещиваются с s электроном и что происходит между ними при скрещивании с s электроном. По идее электроны являются электромагнитными облаками и не скрещиваться.  И даже допустить, что они скрещиваются, то при этом должны происходить какие-то явления, например образование простейшей химической связи. Раньше я как-то мирился с этими умозаключениями. Когда обучал студентов по этой теме обходил острые углы. Рассказывал им что, облако — это не часть чего-то, оно не может иметь конкретную форму, и все что говорится о форме электронных облаков относительные понятия, которые можно рассматривать только как частные случаи. Но когда приходилось говорить о гибридизации электронных облаков, то тут никак нельзя было обойти такие вопросы, как разделение электронных облаков на части, образование каких-то непонятных форм, которые будут действовать как одно целое, игнорируя все существующие на сегодняшний день законы физики. После при объяснении гибридизации, я стал говорить, что с s-электроном соединяется выпуклая часть половины электронного облака р электрона. При этом возник вопрос, можно ли разделить электрон на части? И тогда я обратился к самому Л. Полингу, может он сможет что-то прояснить. Я зачитывался трудами этого великого ученого, но не мог найти объяснений. Наоборот, я наткнулся на такие подробности, что стало ясно, что сам Полинг был недоволен предложенной им самим теорией. Вот что говорится в википедии о гибридизации:

Гибридизация орбиталей — гипотетический процесс смешения разных (s, p, d, f) орбиталей центрального атома многоатомной молекулы с возникновением одинаковых орбиталей, эквивалентных по своим правилам. Угол между гибридными орбиталями при sp3 гибридизации равен 109.5 градусам, при sp2 — 120 градусам, при sp — 180.

Концепция гибридизации валентных атомных орбиталей была предложена американским химиком Лайнусом Полингом в 1931 г. для ответа на вопрос, почему при наличии у центрального атома разных (s, p, d) валентных орбиталей, образованные им связи в многоатомных молекулах с одинаковыми лигандами оказываются эквивалентными по своим энергетическим и пространственным характеристикам [3].

Представления о гибридизации занимают центральное место в методе валентных связей. Сама гибридизация не является реальным физическим процессом, а только удобной моделью, позволяющей объяснить электронное строение молекул, в частности гипотетические видоизменения атомных орбиталей при образовании ковалентной химической связи, в частности, выравнивание длин химических связей и валентных углов в молекуле.

Концепция гибридизации с успехом была применена для качественного описания простых молекул, но позднее была расширена и для более сложных. В отличие от теории молекулярных орбиталей не является строго количественной, например, она не в состоянии предсказать фотоэлектронные спектры даже таких простых молекул, как вода. В настоящее время используется в основном в методических целях и в синтетической органической химии.

В 1954 году Нобелевский комитет удостоил Л.Полинга премии по химии «За изучение природы химической связи и его применение к объяснению строения сложных молекул». Но сам Л.Полинг не был удовлетворён введением σ,π — описания для двойной и тройной связи и сопряжённых систем [4].

В 1958 году на симпозиуме, посвящённом памяти Кекуле, Л. Полинг развил теорию изогнутой химической связи, учитывающую кулоновское отталкивание электронов. По этой теории двойная связь описывалась как комбинация двух изогнутых химических связей, а тройная связь как комбинация трёх изогнутых химических связей [4].

Исходя из вышеприведенных данных мы видим, что до сих пор остаются неясности при объяснении природы химической связи. Теория гибридизации оперирует большинством относительностей при объяснении образования химической связи, к которым можно отнести такие понятия как, π- связь, гибридизация, разделение электронов на виды. После этого мы с коллегами стали обсуждать эти вопросы с критической точки зрения, предлагали альтернативы к существующим объяснениям образования равноценных химических связей из разных электронных облаков и в результате этих дискуссий родилась теория трансформации электронных облаков, которую мы сегодня предлагаем на ваш суд.  

Теория состоит из шести постулатов:

1. Электрон имеет единый заряд, импульс которого обладает волновой функцией электромагнитного облака, движущегося по свободному пространству атома (сферической, полусферической или многосекториальной сферической формы), электроны располагаются в стационарной орбите одиночно или парно в ячейках, на которые разделена орбиталь, но на одной орбите ячейки не могут располагаться слоями и иметь различные формы, например, гантелеобразную форму.

2. Образование атомных и молекулярных орбиталей путем спаривания электронных облаков происходит с высокой порядочностью беспорядочности электромагнитных волн.

3. Электроны одной атомной орбитали стремятся заполнить всю орбиталь, равномерно распределяя пространство сферической орбитали по принципу минимальной общей энергии, направления молекулярной орбитали зависит от состояние валентного электрона и является частью атомной орбитали.

4. Природа перекрывания электронных пар в атомах и при образовании химической связи не отличается друг от друга (аналогична).

5. При образовании химической связи элементов переменной валентности происходит трансформация электронных облаков, в результате которого все участвующие в химической реакции валентные сферические электронные облака трансформируются с образованием формы и количества, соответствующего валентному значению [5].

6. Химическая связь всегда имеет единый характер и не делится на σ- и π — связи.

Электронные орбитали заполняются согласно принципу Паули, при этом максимальное количество ячеек в орбитали для заполнения равно половине максимального числа электронов по принципу Паули.

По предлагаемой теории электронное строение последнего слоя элементов первого и второго периода будет выглядеть следующим образом (приведены схематические в виде атомного орбитала проекции) (рис.7).

 

Н                               Не

Рисунок 7. Схема электронной конфигурации элементов первого и второго периода

 

Как видно из приведенных схем конфигураций валентного слоя элементов первого и второго периода, электроны находящиеся в орбитали занимают всё пространство орбитали. В водороде орбиталь заполнена одним сферическим электронным облаком, в атоме гелия орбиталь заполнена электронным облаком пары электронов.

При переходе во второй период, для лития и бериллия повторяется электронное строение водорода и гелия, но надо помнить, что для этих периодов возможность образования ячеек для расположения электронов равна до четырех. Такое разделение ячеек мы можем наблюдать для валентного слоя бора, здесь образуются две ячейки, каждая из которых занимает половину сферы. В одной ячейке находится электронная пара s электронов, а во второй половине неспаренный р электрон. В атоме углерода имеются два не спаренных р электрона располагаются на двух ячейках, а спаренная s электронная пара на половине сферы, в результате в атоме углерода орбиталь разделена на три части. В атоме азота, орбиталь, так же, как и в атоме углерода разделена на 4 части, но в отличие от углерода в атоме азота имеется нераспределенная электронная пара s-электронов. Данная пара приводит к большему отталкиванию остальных р-электронов, в результате орбиталь разделена не на равные четыре части. Валентный угол между электронами составляет порядка 107^о. А в атоме кислорода орбиталь тоже разделена на четыре ячейки, но в отличие от предыдущих атомов, имеются нераспределенная электронная пара s- и р-электронов, взаимное отталкивание которых уменьшает валентный угол. В случае воды она равна 104,3^о.  

Рассмотрим образование различных молекул исходя из теории трансформации электронных облаков.

Начнем с самой простой молекулы водорода:

В классическом стиле образование молекулы водорода имеет следующий вид:

 

Рисунок 8. Образование молекулы водорода [6]

 

Если такое взаимодействие с образованием молекулы водорода верно, то какая часть электронов участвует в образование химической связи (молекулярной орбитали) и какая часть остается в атомной орбитали, а также целоcтность химической связи под вопросом. Когда дело доходит до молекулярной орбитали, электронные орбитали объединяются в единую орбиталь, и стационарная орбиталь атома исчезает. Однако это не соответствует закону орбиталей атома — потому что электрон должен быть неподвижен на орбитали атома.

Мы предлагаем следующую схему образования молекулы водорода (рис.9) (приложение 1, рис.1):

 

Рисунок 9. Схема образования молекулы водорода

 

Две сферические электронные облака атомов водорода при образовании химической связи подвергаются трансформации и переходя в форму полусферы и в таком виде образуют электронную пару. По экспериментальным данным радиус электронного облака атома водорода 0,53 Е, а радиус электронного облака молекулы водорода 0,74 Е. Для объяснения данных значений классическим методом понадобилось внесение корректирующих коэффициентов в уравнения квантовохимических расчетов, так как если наблюдается перекрывание двух электронных облаков сферической формы значение радиуса была бы близка к 1,06 Е (сумме радиусов двух электронных облаков) [3]. Но, как мы видим, здесь наблюдается уменьшение на 0,32 Е, а это хорошо согласуется с предлагаемой теорией, где радиус электронного облака молекулярного водорода уже не есть сумма электронных облаков двух атомов водорода, а имеет значение суммы радиусов двух полусфер плюс межоблаковое расстояние.

Вместе с тем в литературе приводятся данные о том, что в значении радиуса молекулярного водорода равного 1,06 Е имеется минимум, что будет отвечать стабильной форме соединения [7]. Это нельзя объяснить классическими методами, но легко согласуется с предлагаемым нами теорией. Так как в момент образования связи между атомами водородов происходит сталкивание двух электронных облаков с образованием промежуточной формы, которая и будет иметь радиус равный сумме двух электронных радиусов водородов. Но вследствие трансформации выделяется энергия 50 ккал/моль и происходит уменьшение радиуса молекулярного электронного облака за счет перехода в форму полусферы, что приводит к уплотнению электронного облака в атомах и уменьшению радиуса.

Как мы видим из приведенных выше фактов, предлагаемая теория лучше отражает образование молекулы водорода и даже помогает объяснить некоторые явления, которые не были объяснены классическими теориями.

Но в химии есть такое явление как молекулярный катион, как можно объяснит такое с помощью предлагаемой теории? Давайте рассмотрим на примере Н₂⁺ (рис.10)(приложение 1, рис.2).

 

Рисунок 10. Образование молекулярного иона водорода

 

Почему так? Как известно из литературных данных, радиус молекулярного водорода равна 0,74 Е, радиус атома водорода 0,53 Е, а радиус молекулярного иона водорода равна 1,07 Е. Почему увеличивается радиус молекулярного иона водорода, ведь ничего такого что могло бы повлиять на радиус молекулы водорода туда не прибавилось, а наоборот из молекулы удалился один электрон? А все дело в том, что, когда один электрон покидает молекулу водорода, то оставшийся электрон будет притягиваться обоими ядрами, но в то же время ядра будут взаимно отталкиваться, т.е. если в молекуле водорода два ядра держали два электрона, то в ионе их будет удерживать один электрон. В результате атомы водорода будут растягиваться в пространстве и достигнут радиуса атома водорода, т.е. 0,53+0,53=1,06 Е. А оставшийся электрон уже не будет иметь форму полусферы, а будет взаимно растянут двумя протонами двух атомов водорода и будет иметь форму сферического диска. Таким образом, предлагаемая теория объясняет и это явление, которое классическим теориям не удается объяснить. Также, один электрон между двумя ядрами сохраняет свой стационарый орбиталь, каждый ядро рассматривает электрона как свою тем самым один электрон между двумя ядрами образует химическую связь в молекулярном ионе водорода.

Теперь давайте поговорим о гибридизации электронных облаков при образовании соединений. Как было показано выше, при гибридизации происходить смещение электронов различных форм и орбиталей и образуется единое облако переходной формы, которая будет реагировать с вторым элементом как одно целое.

А теперь мы попробуем объяснить образование соединений на основе предлагаемой теории, не используя гибридизацию.

Начнем с хлорида бериллия. Здесь при реакции бериллия с хлором происходит переход атома бериллия в возбужденное состояние (рис.11, приложение 1, рис.3) при котором один s-электрон бериллия переходит на 2р-орбиталь и трансформируется на две полусферические орбитали, т.е. 2s² сферический орбиталь переходит в 2s¹ и 2р¹ полусферические орбитали и полностью разделяют между собой пространство, располагаясь друг к другу под углом 180^о и образуют две валентные электронные облака.

 

Be                                             Be*

Рисунок 11. Трасформация 2s² электронов бериллия на 2s¹ и 2р¹

 

 

Рисунок 12. Образование молекулы хлорида бериллия

 

Таким образом образуется молекула хлорида бериллия с двумя одинаковыми связями (рис.12).

При образовании солей бора два электрона образуют электронную пару, а один электрон находится в неспаренном состоянии, при действии электронов другого атома происходит трансформация электронов (рис.13, приложение 1, рис.4), при этом каждый электрон занимает 1/3 часть сферы и располагается под углом 120^о, что обеспечивает равноудаленность электронов друг от друга и образование связи между электронами реагирующего атома фтора (рис.14).

 

В                                                      В*

Рисунок 13. Трансформация электронов в атоме бора

 

Рисунок 14. Образование молекулы фторида бора

 

В соединениях углерода участвуют все четыре электрона второй орбитали, при этом сфера орбитали разделена на 3 части, в одной части, которая занимает половину сферы расположены 2 спаренные s электроны, оставшаяся половина сферы в свою очередь разделена тоже на две части, в которых располагаются по одному р электрону.

Воздействие на атом углерода некоторой энергией при взаимодействии другого атома приводит к трансформации электронных облаков. При этом в результате трансформации сфера орбитали делится на четыре части, которые расположены по отношению друг к другу в пространстве под углом 109^о28’. На этих частях сферы располагаются один s и три р электрона и образуют тетраэдрическое строение, при котором электроны будут равноудалены друг от друга (рис.15, приложение 1, рис. 5).

 

                                                             Тетраэдр

Рисунок 15. Трансформация электронов в атоме углерода

 

Возникает резонный вопрос как объяснить образование π-связи в молекулах непредельных углеводородов. Но на самом деле по предлагаемой теории нет π-связи. Два электрона образуют связь между атомами углерода, так как связь равносильная то возникает избыточная энергия двойной связи, которая приводит к разрыву двойной связи. Здесь следует сказать, что две связи, образованные атомами углерода одинаковы, т.е. нет понятия σ- и π-связи. Поэтому в реакциях присоединения может участвовать любой из двух связей (рис.16). Почему же возникло представление о неравноценности связей в двойной связи? Все дело в том, что исследователь видит только начальное и конечное состояние. При взаимодействии с другими веществами любая из двух связей может вступать в реакцию, но после образования новой связи, энергия оставшейся связи между атомами углерода усиливается и у исследователя возникает ощущение, что одна из связей всегда была крепче, чем вторая. На самом деле обе связи равносильны и обладают одинаковой энергией.

 

Рисунок 16. Реакция этилена с водородом с образованием этана

 

Использование предлагаемой теории трансформации электронных облаков легко объясняет строение молекулы бензола и равнозначность атомов углерода без применения мигрирующей двойной связи (рис.17).

 

Рисунок 17. Строение молекулы бензола по ТТЭО

 

Как мы видим из предлагаемой структуры каждый атом углерода имеет парную связь с другим атомов углерода, и как в случае с этиленом происходит накопление избыточной энергии, которая приводит к увеличению реакционной способности такой связи. В результате все атомы углерода могут вступать в реакцию присоединения.

Как видно из приведенных примеров, предлагаемая теория трансформации электронных облаков вполне объясняет даже некоторые проблемные вопросы, такие как локальный минимум при образовании молекулы водорода, равноценности всех атомов углерода в молекуле бензоле.

Теперь рассмотрим молекулы, для объяснения гибридизации которых использовали добавку “типа”.

Например, строение аммиака объясняли тем, что нераспределенная пара азота в аммиака будет считаться за одну связь и тем самым образуется соединение гибридизацией типа – sp³. Но теперь исходя из предлагаемой теории (рис.18) можно забыть о словах типа, и вообще о гибридизации. При образовании молекулы аммиака, нераспределенная электронная пара азота отталкивает от себя р-электроны и в результате валентный угол будет не 90^о, а немного больше, 107,3^о.

 

Рисунок 18. Электронная схема образования молекулы аммиака

 

Также в молекуле воды не стоит считать, что две нераспределенные пары кислорода будут выступать в роли псевдосигма связи, тем самым образуя sp³-гибрдизацию. Ведь, если считать, что во всех соединениях, где центральный атом образует четыре сигма связи или sp³-гибридизацию, валентный угол каждый раз будет иметь разное значение.  

Поэтому исходя из теории трансформации электронных облаков будем говорить просто о валентном угле, без привязки к гибридизации (необходимость в гибридизации отпадает). В атоме кислорода нераспределенная электронная пара s-электронов и р-электронов взаимно отталкиваются, но в отличие от атома азота, здесь двум s-электронам противостоят четыре р-электрона, причем 2 из них образуют пару, в результате отталкивание s-электронами р-электронов приводит к меньшему раздвижению валентного угла. И как показывают экспериментальные результаты, и вправду валентный угол воды составляет 104,27^о (рис.19) и меньше валентного угла аммиака.

 

Рисунок 19. Электронная схема образования воды

 

Как видно из приведенных выше данных, предлагаемая теория трансформации электронных облаков помогает намного легче описать процесс образования химической связи, при этом отпадает нужда в скрещивании электронов различных типов. Вместе с тем, в рамках теории трансформации электронных облаков нами объяснены некоторые моменты, которые существующие теории не могли объяснить и относили к частным случаям.

Мы рассмотрели строение валентных оболочек элементов первого и второго периода. Что происходит при появлении так называемых d-электронов? Ровным счетом ничего. На оболочке появляются дополнительные ячейки (рис.20), на которых эти электроны начинают располагаться, как s и р электроны, и вращаются в своей секториално сферической ячейке.

 

 

Рисунок 20. Строение валентного слоя элементов 4-периода

 

Таким образом, согласно второму постулату ТТЭО число ячеек в третьей орбитали максимально равно половине максимального числа электронов по принципу Паули, и она равномерно занимается электронами по мере их появления в атоме элемента.

Как мы знаем, некоторые элементы проявляют переменную валентность, которая связана с переходом элемента в возбужденное состояние. Рассмотрим на примере атома хлора переход его в возбужденное состояние. Хлор находится в третьем периоде периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева и имеет 3 орбитали, которые могут быть заполнены электронами. По принципу Паули максимальное количество электронов в третьей орбитали может быть равно 2х3²=18, согласно второму постулату ТТЭО максимальное количество ячеек в третьей орбитали равно половине максимального числа электронов, т.е. 18/2=9. В состоянии покоя (невозбужденном состояние) третья орбиталь хлора разделена на 4 ячейки в которых находятся 3 пары и 1 неспаренный электрон (рис.21).

 

Cl   B=1                                     Сl    B =3

                                      Cl   B =5

                                      Cl   B=7

Рисунок 21. Переход хлора в возбужденное состояние

 

При переходе в возбужденное состояние происходит распаривание электронных пар и переход неспаренных электронов с образованием новых ячеек в третьей орбитали. В результате постепенного распаривания электронных пар хлор может проявлять валентности равные 1, 3, 5 и 7 [8].

Как видим, предлагаемая теория прекрасно объясняет явления классической химии, для которых раньше приходилось оперировать разными предположениями.

 

Заключение. Исходя из вышеприведенных данных можно сделать следующие выводы:

1. Существующие на данный момент теории о строении электронных орбиталей и о природе образования химической связи не описывают полностью все случаи, и с развитием химии все больше появляется частных случаев и исключений из данных теорий.

2. Предлагаемая теория трансформации электронных орбиталей не только полно описывает конфигурацию электронных орбиталей химических элементов, но и раскрывает природу химической связи. При этом, вносится ясность во многие явления, для которых не было объяснений в существующих теориях.

3. На основании предлагаемой теории полностью опровергается теория гибридизации и доказывается возможность объяснения равносильности образуемых двумя атомами химических связей без образования гибридных облаков.

4. На примере строения молекул этилена и бензола доказана одинаковая природа всех связей между атомами углеродов и нелогичность разделения химических связей на σ- и π-связи.

5. Объяснен переход элементов в возбужденное состояние с проявлением переменной валентности с помощью теории трансформации электронных орбиталей.

 

Список литературы:

1. Мартынова, Т. В. Химия: учебник и практикум для прикладного бакалавриата / Т. В. Мартынова, И. В. Артамонова, Е. Б. Годунов; под общ. ред. Т. В. Мартыновой. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: Издательство Юрайт, 2019. — 368 с. — (Серия: Бакалавр. Прикладной курс).
2. http://himiy88.blogspot.com/p/3_42.html
3. Паулинг Л. Природа химической связи / Пер. с англ. М. Е. Дяткиной. Под ред. проф. Я. К. Сыркина. — М.; Л.: Госхимиздат, 1947. — 440 с.
4. Под редакцией Р.Х.Фрейдлиной «Теоретическая органическая химия.». — пер. с англ. канд. хим. наук Ю.Г.Бунделем. — М.: Издательство иностранной литературы, 1963. — Т. 1. — 365 с.
5. https://cyberleninka.ru/article/n/kimyoviy-bo-lanishga-yangi-arash-va-elektron-orbitallarning-transformatsiya-nazariyasi/viewer
6. Paula Yurkanis Bruice. Organic chemistry. https://archive.org/details/paulabruiceorganicchemistry4thed
7. Строение вещества. Методические указания для самостоятельной работы студентов всех специальностей и проведения практических занятий по химии. – Могилёв: Белорусско-Российский университет, 2003. – 38 с.
8. Eshchanov R., Khasanov Sh., Ibragimova M. A new look at chemical bonding and the theory of transformation of electronic clouds//Bulleten Khorezm Mamun academy, 2021.-№7, р. 6-17.

 

Приложение 1.

Объемные изображения электронных облаков подготовлены в программе 3ds Max.

 

Рисунок 1. Объемная схема образования молекулы водорода по ТТЭО

 

Рисунок 2. Объемная схема образования иона молекулярного водорода по ТТЭО

 

Рисунок 3. Объемная схема трансформации электронов в атоме бериллия

 

Рисунок 4. Объемная схема трансформации электронов в атоме бора

 

Рисунок 5. Объемная схема трансформации электронов в атоме углерода

Опыт Резерфорда. Ядерная модель атома

Первая попытка создания модели атома была предпринята Дж. Томпсоном. Он полагал, что атом – это электронейтральная система формы шара с радиусом 10-10 м. На рисунке 6.1.1. показано, как одинаково распределяется положительный заряд атома, причем отрицательные электроны располагаются внутри него. Чтобы получить объяснение линейчатых спектров атомов, Томпсон тщетно пытался определить расположение электронов в атоме, для расчета частоты их колебаний в положении равновесия. Спустя время Э. Резерфорд доказал, что заданная Томсоном модель была неверна.

Рисунок 6.1.1. Модель Дж. Томпсона.

Электроны в атоме. Опыты Резерфорда и Томпсона

Внутренняя структура атомов была исследована Э. Резарфордом, Э. Марсденом, Х. Гейгером еще в 1909-1911 годах. Было применено зондирование атома α-частицами, возникающими во время радиоактивного распада радия и других элементов. Их масса в 7300 раз больше массы электрона, а положительный заряд равняется удвоенному элементарному заряду.

В опытах Резерфорда были использованы α-частицы, имеющие кинетическую энергию 5 Мэв.

Определение 1

Альфа-частицы – это ионизированные атомы гелия.

Когда было изучено явление радиоактивности, этими частицами Резерфорд уже «бомбардировал» атомы тяжелых металлов. Входящие в них электроны не могут заменить траектории α-частиц, так как имеют малый вес. Рассеяние может быть вызвано тяжелой положительно заряженной частью атома. На рисунке 6.1.2 подробно описан опыт Резерфорда.

Рисунок 6.1.2. Схема опыта Резерфорда по рассеянию α-частиц. K – свинцовый контейнер с радиоактивным веществом, Э – экран, покрытый сернистым цинком, Ф – золотая фольга, M – микроскоп.

Радиоактивный источник, заключенный в свинцовый контейнер, располагается таким образом, что
α-частицы направляются от него к тонкой металлической фольге. Рассеянные частицы попадают на экран со слоем кристаллов сульфида цинка, светящиеся от их ударов. Сцинтилляции (вспышки) можно наблюдать при помощи микроскопа. Угол φ к первоначальному направлению пучка не имеет ограничений для данного опыта.

После испытаний было выявлено, что α-частицы, проходящие через тонкий слой металла, не испытывали отклонений. Наблюдались их отклонения и на углы, превышающие 30 градусов и близкие к 180.

Модели атомов Томпсона и Резерфорда

Результат Резерфорда противоречил модели Томпсона, так как положительный заряд не был распределен по всему объему атома. Согласно модели Томпсона, заряд не имеет возможности создавать сильное электрическое поле, которое впоследствии отбросит α-частицы. Такое поле однородно заряженного шара максимально на его поверхности и убывает до нуля к центру.

Определение 2

При уменьшении радиуса шара с положительным зарядом атома максимальная сила отталкивания, действующая на α-частицы, по закону Кулона увеличилась бы в n2 раз.

Если размеры α-частиц достаточно большие, тогда рассеивание может достичь угла в 180 градусов.

Определение 3

Резерфорд пришел к выводу, что пустота атома связана с наличием положительного заряда, сосредоточенного в малом объеме. Данная часть была названа атомным ядром.

Далее возникла ядерная модель атома, показанная на рисунке 6.1.3.

Рисунок 6. 1.3. Рассеяние α-частицы в атоме Томсона (a) и в атоме Резерфорда (b).

Резерфорд выяснил, что центр атома имеет положительно заряженное ядро с диаметром 10-14-10-15 м. Оно занимает 10-12 полного объема атома, но содержит весь положительный заряд и около 99,95% его массы. Вещество, входящее в состав атома, предполагало наличие плотности p≈1015 г/см3, а заряд ядра равнялся суммарному заряду электронов. Было установлено, что при взятии за 1 значение заряда электрона, заряд ядра равнялся числу из таблицы Менделеева.

Планетарная модель

Опыты Резерфорда приводили к радикальным выводам и сомнениям ученых. Используя классическое представление о движении микрочастиц, он предлагает планетарную модель атома. Ее смысл заключался в том, что центр атома состоит из положительно заряженного ядра, которое является основной частью массы элементарной частицы. Атом считается нейтральным. При наличии кулоновских сил вокруг ядра по орбиталям вращаются электроны, как показано на рисунке 6. 1.4. Электроны всегда находятся в состоянии движения.

Рисунок 6.1.4. Планетарная модель атома Резерфорда. Показаны круговые орбиты четырех электронов.

Предложенная Резерфордом планетарная модель была толчком в развитии знаний о строении атома. Благодаря ей, опыты по рассеиванию α-частиц смогли объяснить. Но вопрос об его устойчивости остался открытым. Исходя из закона классической электродинамики, заряд, движущийся с ускорением, излучает электромагнитные волны, забирающие и распределяющие энергию. За время 10-8 с все электроны потратить всю энергию, вследствие чего упасть на ядро. Так как это не происходит, есть объяснение – внутренние процессы не выполняются согласно классическим законам.

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

Учебник по основам химии 2, Рисование атомов — изучение биологии

Атомы (Учебник по основам химии 1) посвящен общей структуре атомов. Здесь вы узнаете, как определить конкретную структуру атома, что подготовит нас к изучению химических связей в следующих уроках.

Если вы уже смотрели видео, нажмите здесь или прокрутите вниз под видео, чтобы начать взаимодействие.

 

1. Рисование простейших атомов: водорода и гелия

Самым распространенным элементом во Вселенной является водород , газ, составляющий около 99% известной массы Вселенной ¹ . Водород является основным компонентом звезд, а звезда, безусловно, является самым массивным объектом в любой солнечной системе.

¹  Это не считая «темной материи», которая выходит за рамки этого курса.

 Атомы водорода имеют один протон и один электрон. Таким образом, мы можем представить водород следующим образом:

Водород: один протон и один электрон. Стрелка указывает на первый энергетический уровень.

Водород имеет один-единственный протон, который входит в ядро. Вне ядра вращается один электрон, который находится на первом энергетическом уровне.

[стиль qwiz = «ширина: 528 пикселей; минимальная высота: 0px; граница: 3 пикселя, сплошной черный цвет; qrecord_id=»sciencemusicvideosMeister1961-Drawing Atoms, Predict Helium»]

[h]Предсказать!
[q] Гелий — второй по распространенности элемент во Вселенной. Атомы гелия имеют два протона, два нейтрона и два электрона. Посмотрите, сможете ли вы расширить то, что мы уже узнали, и нарисовать диаграмму гелия. После того, как вы нарисовали его, нажмите «показать ответ», чтобы увидеть, правильно ли вы его нарисовали.

[c]wqBzaG93IHRo ZSBhbnN3ZXI=[Qq]

[f]IEFOU1dFUg==

Cg==

[Qq]Гелий: 2 протона, 2 нейтрона и 2 электрона . Стрелка указывает на первый энергетический уровень.

В ядре гелия два протона и два нейтрона. Два электрона вращаются вокруг ядра на первом энергетическом уровне (также называемом «оболочкой» или «орбитой»). Обратите внимание, что термин «орбитальный», используемый в сопроводительном видео, имеет немного более техническое значение, и мы будем его здесь избегать.

[x]

[/qwiz]

Прежде чем продолжить, убедитесь, что вы нажали «показать ответ» и изучили диаграмму выше.

2. Правило октета

Для атомов с более чем двумя протонами и двумя электронами необходимо ввести несколько правил, чтобы изобразить их таким образом, чтобы они представляли их химические свойства. ¹

¹ Когда вы изучаете атомы на уроках химии, вы изучаете гораздо более сложную и точную модель расположения электронов. Но для биологии, которую вы будете изучать на вводном курсе средней школы (или даже колледжа), следующие правила будут работать.

 

Первое правило называется правилом октета . «Октет» относится к восьми электронам, как вы увидите ниже. Ключевые части правила таковы:

1. Каждый из энергетических уровней, на которых находятся электроны, имеет фиксированную способность удерживать электроны.
2. Первый энергетический уровень может содержать до двух электронов.
3. Второй и третий энергетические уровни могут содержать до восьми электронов (отсюда «октет»).
4. Когда один энергетический уровень заполнен, вы начинаете заполнять следующий.

Давайте воспользуемся правилом октетов, чтобы нарисовать атом лития.

[стиль qwiz = «ширина: 528 пикселей; минимальная высота: 0px; граница: 3 пикселя, сплошной черный цвет; qrecord_id=»sciencemusicvideosMeister1961-Drawing Atoms, Predict Lithium»]

[h]Предсказать!
[q]Литий — это металлический элемент, который имеет 3 протона, 4 нейтрона и 3 электрона. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. При заполнении первого энергетического уровня следующий электрон переходит на второй энергетический уровень. Используйте описание правила октета, чтобы нарисовать диаграмму лития. После того, как вы нарисовали его, нажмите «показать ответ», чтобы увидеть, правильно ли вы его нарисовали.

[c]wqBzaG93IHRo ZSBhbnN3ZXI=[Qq]

[f]IEFOOU1dFUg==

Cg==

[Qq] Литий: 3 протона, 4 нейтрона и 3 электрона литий, три протрона находятся в ядре. Два электрона вращаются вокруг ядра на первом энергетическом уровне (также называемом «оболочкой»). Третий электрон переходит на второй энергетический уровень.

[x]

[/qwiz]

Прежде чем продолжить, убедитесь, что вы нажали «показать ответ» и изучили диаграмму выше.

С этого момента мы будем упрощать наши схемы, рисуя ядро ​​по-другому.

• Вместо отдельных протонов и нейтронов нарисуйте кружок, чтобы обозначить ядро.
• Напишите количество протонов и нейтронов внутри круга.

Ниже слева вы можете увидеть это новое представление лития, рядом с тем, которое мы использовали ранее.

Литий: 3 протона, 4 нейтрона, 3 электрона	Литий: 3 протона, 4 нейтрона, 3 электрона
Новое представление лития (обратите внимание, как протоны и нейтроны обозначены в ядре)	Предыдущее изображение лития, показывающее отдельные протоны и нейтроны

Чтобы представить атомы следующих нескольких элементов, нам нужно еще одно правило: размещайте электроны на энергетическом уровне по одному, пока у вас не будет четыре, а затем соединяйте их в пары, пока вы не заполните энергетический уровень 8 электронами. Как мы увидим, это правило поможет вам понять, что происходит, когда мы узнаем о химических связях, когда электроны обмениваются или делятся электронами. Следуя этому правилу, мы можем нарисовать следующие атомы через весь неон.

[qwiz style = «ширина: 528 пикселей; минимальная высота: 0px; граница: 3 пикселя, сплошной черный цвет; qrecord_id=”sciencemusicvideosMeister1961-Drawing Atoms, Predict B, C, and N”]

[ч] Predict!
[q]Используя то, что вы знаете о правиле октета, нарисуйте еще три атома

• Бор: 5 протонов, 6 нейтронов, 5 электронов
• Углерод: 6 протонов, 6 нейтронов, 6 электронов
• Азот: 7 протонов, 7 нейтронов, 7 электронов

После того, как вы их нарисовали, нажмите «показать ответ», чтобы проверить, правильно ли вы их нарисовали.

[c]wqBzaG93IHRo ZSBhbnN3ZXI=[Qq]

[f]IEFOU1dFUg==

Cg==

Cg==

Cg==

Cg==

[Qq] Бор	Углерод	Азот
Два электрона идут на первом энергетическом уровне. Следующие три переходят на второй энергетический уровень. Каждый внешний электрон неспарен.	Два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие четыре переходят на второй энергетический уровень. Каждый внешний электрон неспарен.	Два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие пять переходят на второй энергетический уровень. Один из внешних электронов должен быть спарен.

[x]

[/qwiz]

Прежде чем продолжить, убедитесь, что вы изучили ответ на вопрос выше.

2а. Элементы с 3 по 10 (от лития до неона)

В таблице ниже показаны все атомы во второй строке периодической таблицы элементов. Изучите его и убедитесь, что расположение электронов имеет для вас смысл, прежде чем продолжить.

2б. Элементы с 11 по 20

Если число электронов в атоме превышает 10 (предел первых двух энергетических уровней), то следующие электроны переходят на третий энергетический уровень. Правила заполнения третьего энергетического уровня такие же, как описано выше.

[стиль qwiz = «ширина: 528 пикселей; минимальная высота: 0px; граница: 3 пикселя, сплошной черный цвет; qrecord_id=»sciencemusicvideosMeister1961-Drawing Atoms, Predict Aluminium»]

[ч] Predict!
[q]Алюминий имеет 13 протонов, 14 нейтронов и 13 электронов. Используйте описание правила октета, чтобы нарисовать диаграмму алюминия. После того, как вы нарисовали его, нажмите «показать ответ», чтобы увидеть, правильно ли вы его нарисовали.

[c]wqBzaG93IHRo ZSBhbnN3ZXI=[Qq]

[f]IEFOU1dFUg==

Cg==

[Qq]Алюминий

Чтобы нарисовать алюминий, поместите два электрона на первый энергетический уровень. Следующие восемь переходят на второй энергетический уровень. Остальные 3 электрона переходят на третий энергетический уровень.

[x]

[/qwiz]

Вот элементы с 10 по 18, которые находятся в третьей строке Периодической таблицы. Прежде чем читать дальше, убедитесь, что их расположение электронов имеет смысл.

Структура элементов с 11 по 18 с использованием правила октетов

И поскольку они довольно распространены среди живых существ, мы также добавим следующие два элемента. В этих элементах электроны начинают заполнять четвертый энергетический уровень.

Структура калия и кальция. Обратите внимание на электроны на четвертом энергетическом уровне.

3. Обзор: четыре вещи, которые нужно знать о рисовании атомов

В этом уроке мы сосредоточились на понимании структуры атомов. Мы специально узнали, что

1. Электроны находятся на энергетических уровнях вне ядра
2. Первый энергетический уровень имеет емкость двух электронов
3. Емкость каждого из следующих двух энергетических уровней составляет 8 электронов.
4. Эти правила об электронной емкости известны как правило октета.

Используя эти правила, если вам известно количество протонов в атоме, вы сможете вычислить расположение его электронов.

4. Проверка понимания (карточки: строение атома)

Чтобы проверить ваше понимание, мы начнем с нескольких карточек, а затем перейдем к интерактивной викторине.

[qdeck style=”border: 2px сплошной черный; ” qrecord_id=”sciencemusicvideosMeister1961-Atomic Structure/Drawing Atoms Flashcards (M3)”]

[h] Flashcards: Atomic Structure

[i] Инструкции

• Нажмите «Проверить ответ», чтобы увидеть ответ на каждую карточку.
• Если вы это знаете, нажмите «Понятно».
• Если вы не знаете ее так хорошо, как хотели бы, нажмите «Нужно больше практики», и эта карта уйдет в конец колоды, чтобы вы могли попрактиковаться еще раз.
• «Перемешать» позволяет перетасовать колоду.

[!]КАРТА 1 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++[/!] 

[q] В углероде 6 протонов, 6 нейтронов, 6 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом углерода, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

 

Протоны и нейтроны углерода входят в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие четыре электрона переходят на второй энергетический уровень. Чтобы представить, как углерод образует химические связи, лучше всего изобразить все четыре электрона непарными.

[!]КАРТА 2 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++[/!] 

[ q] Натрий имеет 11 протонов, 11 нейтронов, 11 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом натрия, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

Протоны и нейтроны натрия входят в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие восемь электронов переходят на второй энергетический уровень и лучше всего изображаются четырьмя парами. Последний электрон переходит на третий энергетический уровень.

[!]КАРТА 3 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++[/ !] 

[q] Кислород имеет 8 протонов, 8 нейтронов и 8 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом кислорода, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

Протоны и нейтроны кислорода проникают в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие шесть электронов переходят на второй энергетический уровень. Лучший способ представить электроны — изобразить их в виде двух пар и еще двух одиночных электронов.

[!]КАРТА 4 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++[/ !] 

[q] Фосфор имеет 15 протонов, 15 нейтронов и 15 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом фосфора, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

Протоны и нейтроны фосфора входят в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие восемь электронов переходят на второй энергетический уровень. Следующие пять электронов переходят в третий.

[!]КАРТА 5 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++[/ !]

[q] Калий имеет 19 протонов, 19 нейтронов, 19 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом калия, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

Протоны и нейтроны калия входят в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие восемь электронов переходят на второй энергетический уровень. Следующие восемь электронов переходят на третий энергетический уровень. Последний электрон переходит на четвертый энергетический уровень.

[!]КАРТА 6 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++[/ !]

[q] Азот имеет 7 протонов, 7 нейтронов и 7 электронов. На листе бумаги нарисуйте атом азота, затем переверните карточку, чтобы проверить, правильно ли вы его нарисовали.

[a]

Протоны и нейтроны азота входят в ядро. Первые два электрона переходят на первый энергетический уровень. Следующие пять электронов переходят на второй энергетический уровень. Лучший способ представить электроны — нарисовать их как одну пару и три одиночных электрона.

[x]

Если вы хотите попрактиковаться в этих терминах или понятиях, нажмите кнопку перезапуска ниже. В противном случае перейдите к финальной викторине.

[перезагрузка]

[/qdeck]

5. Тест: Структура атомов

Этот тест проверяет вас на все термины, которые вы уже изучили. Он также проверяет вашу способность правильно определять структуру атома.

[qwiz style = «граница: 3 пикселя, сплошной черный цвет; ” qrecord_id=”sciencemusicvideosMeister1961-Атомная структура/Викторина по рисованию атомов (M3)”]

[h] ВИКТОРИНА: Структура атомов
[i] В этой викторине рассматриваются ключевые понятия и термины, связанные со структурой атомов.

Вот как это работает.

• Викторина состоит из серии вопросов с несколькими вариантами ответов, но ведет себя как стопка карточек.
• Если вы правильно ответили на вопрос, вы переходите к следующему вопросу.
• Если вы ответите на вопрос неправильно, вы получите объяснение, после чего этот вопрос окажется в самом низу стека.
• Чтобы выйти из викторины, вы должны правильно ответить на каждый вопрос.

 

[q] Строительным элементом материи является

[c]IG51Y2xldXM=[Qq]

[c]IGF0 b20=[Qq]

[c]IHByb3R=90Q0b3R [c]IGVsZWN0cm9uIA==[Qq]

[f]IE5vLiBUaGUgbnVjbGV1cyBpcyB0aGUgY2VudHJhbCBwYXJ0IG9mIHRoZSBidWlsZGluZyBibG9jayBvZiBtYXR0ZXIuIFdoYXQgd291bGQgeW91IGNhbGwgdGhlIHVuaXQgdGhhdCBtYWtlcyB1cCB0aGUgbnVjbGV1cyBwbHVzIHRoZSBlbGVjdHJvbnM/[Qq]

[f]IENvcnJlY3QuIEF0b21zIGFyZSB0aGUgYnVpbGRpbmcgYmxvY2tzIG9mIG1hdHRlci4=[Qq]

[f]IE5vLiBQcm90b25zIGFyZSBmb3VuZCBpbiB0aGUgbnVjbGV1cy4gV2hhdCB3b3VsZCB5b3UgY2FsbCB0aGUgdW5pdCB0aGF0IG1ha2VzIHVwIHRoZSBudWNsZXVzIHBsdXMgdGhlIGVsZWN0cm9ucz8=[Qq]

[f]IE5vLiBFbGVjdHJvbnMgb3JiaXQgb3V0c2lkZSB0aGUgbnVjbGV1cy4gV2hhdCB3b3VsZCB5b3UgY2FsbCB0aGUgdW5pdCB0aGF0IG1ha2VzIHVwIHRoZSBudWNsZXVzIHBsdXMgdGhlIGVsZWN0cm9ucz8=

Cg==

[Qq] 

[q] Almost all of an atom’s mass is in the

[c]IHByb3RvbnM=[Qq]

[c]IG5ldXRyb25z[Qq]

[c]IG51Y2 xldXM=[Qq]

[c]IGVsZWN0cm9uIGVuZXJneSBsZXZlbHM=[Qq]

[f]IE5vLiBQcm90b25zIGRvIG1ha2UgdXAgYSBzaWduaWZpY2FudCBwYXJ0IG9mIGFuIGF0b20mIzgyMTc7cyBtYXNzLCBidXQgYSBiZXR0ZXIgYW5zd2VyIHdvdWxkIGJlIHRoZSBwYXJ0IHRoYXQgaW5jbHVkZXMgYm90aCBwcm90b25zIGFuZCBuZXV0cm9ucy4gV2hhdCBwYXJ0IG9mIHRoZSBhdG9tIGlzIHRoYXQ/[Qq]

[f]IE5vLiBOZXV0cm9ucyBkbyBtYWtlIHVwIGEgc2lnbmlmaWNhbnQgcGFydCBvZiBhbiBhdG9tJiM4MjE3O3MgbWFzcywgYnV0IGEgYmV0dGVyIGFuc3dlciB3b3VsZCBiZSB0aGUgcGFydCB0aGF0IGluY2x1ZGVzIGJvdGggcHJvdG9ucyBhbmQgbmV1dHJvbnMuIFdoYXQgcGFydCBvZiB0aGUgYXRvbSBpcyB0aGF0Pw==[Qq]

[f]IFllcy4gQWxtb3N0IGFsbCBvZiBhbiBhdG9tJiM4MjE3O3MgbWFzcyBpcyBmb3VuZCBpbiB0aGUgbnVjbGV1cywgd2hpY2ggY29uc2lzdHMgb2YgcHJvdG9ucyBhbmQgbmV1dHJvbnMu[Qq]

[f]IE5vLiBBbiBlbmVyZ3kgbGV2ZWwgaXMgYSByZWdpb24gb3V0c2lkZSBvZiB0aGUgbnVjbGV1cyB3aGVyZSBlbGVjdHJvbnMgYXJlIGZvdW5kLiBXaGVyZSBkbyB5b3UgZmluZCB0aGUgcHJvdG9ucyBhbmQgbmV1dHJvbnMsIHRoZSBtb3N0IG1hc3NpdmUgcGFydGljbGVzIGluIGFuIGF0b20/

Cg==

WQA = [QQ]

[Q] Две частицы, обнаруженные в ядре атома, — это

[C] IG5LDXRYB24GYW 5KIHBIB3RVBG == [QQ]

[C] IG5LDXRYB24GYW5KIGVSSSZSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSRSWN0BM99. [Qq]

[f]IENvcnJlY3QuIE5ldXRyb25zIGFuZCBwcm90b25zIG1ha2UgdXAgdGhlIGF0b20mIzgyMTc7cyBudWNsZXVzLg==[Qq]

[f]IE5vLiBOZXV0cm9ucyBhcmUgZm91bmQgaW4gdGhlIG51Y2xldXMsIGJ1dCBub3QgZWxlY3Ryb25zLiBUaGUgc2Vjb25kIHBhcnRpY2xlIGlzIG9uZSB3aXRoIGEgcG9zaXRpdmUgY2hhcmdlLg==[Qq]

[f]IE5vLiBQcm90b25zIGFyZSBmb3VuZCBpbiB0aGUgbnVjbGV1cywgYnV0IG5vdCBlbGVjdHJvbnMuIFRoZSBzZWNvbmQgcGFydGljbGUgaXMgdGhlIG9uZSB3aXRoIGEgbmV1dHJhbCBjaGFyZ2UuwqA=

Cg==

wqA= [Qq]

[q] The positively charged particle in an atom is the

[c]IGVsZWN0cm9u[Qq]

[c]IHByb3 Rvbg==[Qq]

[c]IG5ldXRyb24=[Qq]

[f]IE5vLiBFbGVjdHJvbnMgaGF2ZSBhIG5lZ2F0aXZlIGNoYXJnZS4gVGhlIHBvc2l0aXZlbHkgY2hhcmdlZCBwYXJ0aWNsZSBpcyBmb3VuZCBpbiB0aGUgbnVjbGV1cy4=[Qq]

[f]IENvcnJlY3QuIFRoZSBwb3NpdGl2ZWx5IGNoYXJnZWQgcGFydGljbGUgaW4gdGhlIGF0b20gaXMgdGhlIHByb3Rvbi4=[Qq]

[f]IE5vLiBOZXV0cm9ucyBoYXZlIG5vIGNoYXJnZSAobWFraW5nIHRoZW0gbmV1dHJhbCkuIFRoZSBwb3NpdGl2ZWx5IGNoYXJnZWQgcGFydGljbGUgaXMgdGhlIG90aGVyIHBhcnRpY2xlIChiZXNpZGVzIHRoZSBuZXV0cm9uKSBpbiB0aGUgbnVjbGV1cy4=

Cg==

wqA= [Qq]

[q] The negatively charged particle in an atom is the

[c] IGVsZW N0cm9u[Qq]

[c]IHByb3Rvbg==[Qq]

[c]IG5ldXRyb24=[Qq]

[f]IFllcy4gRWxlY3Ryb25zIGhhdmUgYSBuZWdhdGl2ZSBjaGFyZ2UuIA==[Qq]

[f]IE5vLiBQcm90b25zIGhhdmUgYSBwb3NpdGl2ZSBjaGFyZ2UuIFRoZSBuZWdhdGl2ZWx5IGNoYXJnZWQgcGFydGljbGUgaW4gdGhlIGF0b20gaXMgdGhlIG9uZSBvdXRzaWRlIHRoZSBudWNsZXVzLg==[Qq]

[f]IE5vLiBOZXV0cm9ucyBoYXZlIG5vIGNoYXJnZSAobWFraW5nIHRoZW0gbmV1dHJhbCkuIFRoZSBuZWdhdGl2ZWx5IGNoYXJnZWQgcGFydGljbGUgaW4gdGhlIGF0b20gaXMgdGhlIG9uZSBvdXRzaWRlIHRoZSBudWNsZXVzLg==

Cg==

wqA= [Qq]

[q] Частица в атоме, не имеющая заряда, называется =[Qq]

[f]wqAgTm8uIEVsZWN0cm9ucyBoYXZlIGEgbmVnYXRpdmUgY2hhcmdlLiA=[Qq]

[f]IE5vLiBQcm90b25zIGhhdmUgYSBwb3NpdGl2ZSBjaGFyZ2UuIFRoZSBwYXJ0aWNsZSB3aXRob3V0IGFueSBjaGFyZ2UgaXMgdGhlIG90aGVyIHBhcnRpY2xlIChiZXNpZGVzIHRoZSBwcm90b24pIGluIHRoZSBudWNsZXVzLiA=[Qq]

[f]IEV4YWN0bHkuIE5ldXRyb25zIGhhdmUgbm8gY2hhcmdlIChtYWtpbmcgdGhlbSBuZXV0cmFsKS4=

Cg==

[Qq] 

[q] Electrons are found in

[c]IHRoZSBudWNsZXVz[Qq]

[c]IGVuZXJneSBsZXZl bHMgb3Igc2hlbGxz[Qq]

[f]IE5vLiBUaGUgbnVjbGV1cyBpcyB0aGUgY2VudHJhbCBwYXJ0IG9mIHRoZSBhdG9tLCB3aGVyZSBwcm90b25zIGFuZCBuZXV0cm9ucyBhcmUgZm91bmQu[Qq]

[f] ienvcnjly3quievswn0cm9ucybhcmugzm91bmqgaw4gzw5lcmd5igxldmvscyoywxzbjywxszwtcoa == C2Hlbgxz KQ ==

8 CG ==929393989.

7

79.9293989888888888888888 гг.0002 [q] Of the terms below, the one most similar to “orbit” is

[c]IGVuZXJneS BsZXZlbA==[Qq]

[c]IG51Y2xldXM=[Qq]

[f]IFllcy4gVGhlIHRlcm1zICYjODIxNjtlbmVyZ3kgbGV2ZWwmIzgyMTc7IGFuZCAmIzgyMTY7b3JiaXQmIzgyMTc7IGJvdGggcmVmZXIgdG8gdGhlIHJlZ2lvbiBvdXRzaWRlIG9mIHRoZSBudWNsZXVzIHdoZXJlIGVsZWN0cm9ucyBhcmUgZm91bmQuIA==[Qq ]

[F] IE5Vlibuagugbnvjbgv1cybpcyb0agugy2vudhjhbcbyzwdpb24gb2ygdghligf0b20sihdozxjlihb3rvbnmgyw5kig5ldxryb25zigfyzbmb3vbnmgyw5k5ldxryb25zigfyb3vbnmgyw5k5ldxryb25zigfmb3vbnmgyw5kg5ldxryb25zigmb3 -grvbnmgyw5 -wighligf25zigm -grvbnmgyw5 -wighligf0b25zigmb3vbnmgyw5 -wighligf0b25zigfmb3rvbnmgyw5 -yIGEgdGVybSB0aGF0IHJlZmVycyB0byB3aGVyZSBlbGVjdHJvbnMgYXJlIGZvdW5kLg==

Cg==

wqA= [Qq]

[q] In an uncharged atom, the number of protons is equal to the number of

[c]IGVuZXJneSBsZXZlbHM=[Qq]

[ c]IHNoZWxscw==[Qq]

[c]IG5ldXRyb25z[Qq]

[c]IGVsZWN0 cm9ucw==[Qq]

[f]IE5vLiBXaGlsZSB0aGUgbnVtYmVyIG9mIHByb3RvbnMgY2FuIGVxdWFsIHRoZSBudW1iZXIgb2YgZW5lcmd5IGxldmVscywgaXQmIzgyMTc7cyBub3QgYSBuZWNlc3NhcnkgcmVsYXRpb25zaGlwLiBUaGluayBhYm91dCBhIHBhcnRpY2xlIHdob3NlIGNoYXJnZSBpcyB0aGUgb3Bwb3NpdGUgb2YgdGhlIHByb3RvbiYjODIxNztzIGNoYXJnZS4=[Qq]

[f]IE5vLiBXaGlsZSB0aGUgbnVtYmVyIG9mIHByb3RvbnMgY2FuIGVxdWFsIHRoZSBudW1iZXIgb2YgZWxlY3Ryb24gc2hlbGxzLCBpdCYjODIxNztzIG5vdCBhIG5lY2Vzc2FyeSByZWxhdGlvbnNoaXAuIFRoaW5rIGFib3V0IGEgcGFydGljbGUgd2hvc2UgY2hhcmdlIGlzIHRoZSBvcHBvc2l0ZSBvZiB0aGUgcHJvdG9uJiM4MjE3O3MgY2hhcmdlLg==[Qq]

[f]IE5vLiBXaGlsZSBpdCYjODIxNztzIG5vdCB1bmNvbW1vbiBmb3IgdGhlIG51bWJlciBvZiBwcm90b25zIHRvIGVxdWFsIHRoZSBudW1iZXIgb2YgbmV1dHJvbnMsIHRoZSBudW1iZXIgY2FuIGFsc28gYmUgZGlmZmVyZW50LiBUaGluayBhYm91dCBhIHBhcnRpY2xlIHdob3NlIGNoYXJnZSBpcyB0aGUgb3Bwb3NpdGUgb2YgdGhlIHByb3RvbiYjODIxNztzIGNoYXJnZS8=[Qq]

[f]IEV4Y2VsbGVudCEgSW4gYW4gdW5jaGFyZ2VkIGF0b20sIHRoZSBudW1iZXIgb2YgcHJvdG9ucyBpcyBlcXVhbCB0byB0aGUgbnVtYmVyIG9mIGVsZWN0cm9ucy4g

Cg==

wqA= [Qq]

[q] An element is composed of

[c]IE9ubHkgb25lIHR5 cGUgb2YgYXRvbQ==[Qq]

[ c]IEF0IGxlYXN0IHR3byB0eXBlcyBvZiBhdG9tcw==[Qq]

[c]IE9ubHkgYXRvbXMgdGhhdCBoYXZlIGxvc3QgdGhlaXIgZWxlY3Ryb25z[Qq]

[f]IFllcy4gQW4gZWxlbWVudCBpcyBhIHN1YnN0YW5jZSB0aGF0IGlzIGNvbXBvc2VkIG9mIG9ubHkgb25lIHR5cGUgb2YgYXRvbS4=[Qq]

[f]IE5vLiBTdWJzdGFuY2VzIGNvbXBvc2VkIG9mIHR3byBvciBtb3JlIHR5cGVzIG9mIGF0b21zIGFyZSBjb21wb3VuZHMgKGFuZCB3ZSYjODIxNztsbCBsZWFybiBtb3JlIGFib3V0IHRoZW0gbGF0ZXIu[Qq]

[f]IE5vLiBXaGlsZSBhbiBhdG9tIG1pZ2h0IHRlbXBvcmFyaWx5IGxvc2UgaXRzIGVsZWN0cm9ucyAobW9yZSBhYm91dCB0aGF0IGxhdGVyKSwgdGhlcmUgYXJlIG5vIHN1YnN0YW5jZXMgdGhhdCBhcmUgY29tcG9zZWQgb2YgYXRvbXMgdGhhdCBoYXZlIGxvc3QgdGhlaXIgZWxlY3Ryb25zLg==

Cg==

wqA= [Qq]

[q] Что из следующего НЕ может быть химическим символом элемента

[c]IEZl[Qq]

[c]IEhl Zw== [Qq]

[c]IEk=[Qq]

[c]IE1u[Qq]

[f]IE5vLiBDaGVtaWNhbCBzeW1ib2xzIGNvbnNpc3Qgb2Ygb25lIG9yIHR3byBsZXR0ZXJzLiBUaGUgZmlyc3QgKG9yIG9ubHkpIGxldHRlciBpcyBjYXBpdGFsaXplZC4gVGhlIHNlY29uZCBsZXR0ZXIgaXMgbG93ZXJjYXNlLiAmIzgyMjA7RmUmIzgyMjE7IGlzIGEgbGVnaXRpbWF0ZSBzeW1ib2wmIzgyMzA7dGhlIHN5bWJvbCBmb3IgdGhlIGxldHRlciBJcm9uLiA=[Qq]

[f]IFllczogJiM4MjIwO0hlZyYjODIyMTsgY291bGQgTk9UIGJlIGEgY2hlbWljYWwgc3ltYm9sIGZvciBhbiBlbGVtZW50LiBDaGVtaWNhbCBzeW1ib2xzIGNvbnNpc3Qgb2Ygb25lIG9yIHR3byBsZXR0ZXJzLiBUaGUgZmlyc3QgKG9yIG9ubHkpIGxldHRlciBpcyBjYXBpdGFsaXplZC4gVGhlIHNlY29uZCBsZXR0ZXIgaXMgbG93ZXJjYXNlLiBXaXRoIHRocmVlIGxldHRlcnMsICYjODIyMDtIZWcmIzgyMjE7IGlzIG5vdCBhIGxlZ2l0aW1hdGUgY2hlbWljYWwgc3ltYm9sLsKg[Qq]

[f]IE5vLiBDaGVtaWNhbCBzeW1ib2xzIGNvbnNpc3Qgb2Ygb25lIG9yIHR3byBsZXR0ZXJzLiBUaGUgZmlyc3QgKG9yIG9ubHkpIGxldHRlciBpcyBjYXBpdGFsaXplZC4gVGhlIHNlY29uZCBsZXR0ZXIgaXMgbG93ZXJjYXNlLiAmIzgyMjA7SSYjODIyMTsgaXMgYSBsZWdpdGltYXRlIHN5bWJvbCYjODIzMDt0aGUgc3ltYm9sIGZvciB0aGUgZWxlbWVudCBJb2RpbmUu[Qq]

[f]IE5vLiBDaGVtaWNhbCBzeW1ib2xzIGNvbnNpc3Qgb2Ygb25lIG9yIHR3byBsZXR0ZXJzLiBUaGUgZmlyc3QgKG9yIG9ubHkpIGxldHRlciBpcyBjYXBpdGFsaXplZC4gVGhlIHNlY29uZCBsZXR0ZXIgaXMgbG93ZXJjYXNlLiAmIzgyMjA7TW4mIzgyMjE7IGlzIGEgbGVnaXRpbWF0ZSBzeW1ib2wmIzgyMzA7dGhlIHN5bWJvbCBmb3IgdGhlIGVsZW1lbnQgTWFuZ2FuZXNl

Cg==

wqA= [Qq]

[q] Азот имеет 7 протонов, 7 нейтронов и 7 электронов. Следуя правилу октета для размещения электронов на энергетических уровнях, какое из следующих расположений является правильным?

[c]wqBBbGwgc2V2ZW4gZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLsKg[Qq]

[c]IFRocmVlIGVsZWN0cm9ucyBpbiB0aGUgZmlyc3QgZW5lcmd5IGxldmVsIGFuZCBmb3VyIGVsZWN0cm9ucyBpbiB0aGUgc2Vjb25kIGVuZXJneSBsZXZlbC7CoA==[Qq]

[c]wqBUd28gZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldm VsLCBmaXZlIGluIHRoZSBzZWNvbmTCoGVuZXJneSBsZXZlbC7CoA==[Qq]

[f]IE5vLiBUbyByZXByZXNlbnQgdGhlIHN0cnVjdHVyZSBvZiB0aGUgZWxlY3Ryb25zIGluIGFuIGF0b20sIGtlZXAgaW4gbWluZCB0aGUgY2FwYWNpdHkgb2YgZWFjaCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwgKHR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0LCBlaWdodCBpbiB0aGUgc2Vjb25kLCBhbmQgZWlnaHQgaW4gdGhlIHRoaXJkLiBJbiBOaXRyb2dlbiwgd2l0aCBzZXZlbiBlbGVjdHJvbnMsIHRoZSBmaXJzdCB0d28gZWxlY3Ryb25zIG5lZWQgdG8gZ28gaW50byB0aGUgZmlyc3QgZW5lcmd5IGxldmVsLiBUaGF0IGxlYXZlcyBmaXZlIGVsZWN0cm9ucyBmb3IgdGhlIHNlY29uZCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwu[Qq]

[f]IE5vLiBUbyByZXByZXNlbnQgdGhlIHN0cnVjdHVyZSBvZiB0aGUgZWxlY3Ryb25zIGluIGFuIGF0b20sIGtlZXAgaW4gbWluZCB0aGUgY2FwYWNpdHkgb2YgZWFjaCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwgKHR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0LCBlaWdodCBpbiB0aGUgc2Vjb25kLCBhbmQgZWlnaHQgaW4gdGhlIHRoaXJkLiBJbiBOaXRyb2dlbiwgd2l0aCBzZXZlbiBlbGVjdHJvbnMsIHRoZSBmaXJzdCB0d28gZWxlY3Ryb25zIG5lZWQgdG8gZ28gaW50byB0aGUgZmlyc3QgZW5lcmd5IGxldmVsLiBUaGF0IGxlYXZlcyBmaXZlIGVsZWN0cm9ucyBmb3IgdGhlIHNlY29uZCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwu[Qq]

[f]IENvcnJlY3QuIEluIE5pdHJvZ2VuLCB3aXRoIHNldmVuIGVsZWN0cm9ucywgdGhlIGZpcnN0IHR3byBlbGVjdHJvbnMgbmVlZCB0byBnbyBpbnRvIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLiBUaGF0IGxlYXZlcyBmaXZlIGVsZWN0cm9ucyBmb3IgdGhlIHNlY29uZMKgZW5lcmd5IGxldmVsLg==

Cg==

[Qq]

 

[q] Sulfur has 16 protons, 16 neutrons, and 16 electrons. Следуя правилу октета для размещения электронов на энергетическом уровне, какое из следующих расположений является правильным?

[c]IFR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0IGVuZXJneSBsZXZlbCwgZWlnaHQgZWxlY3Ryb25zIGluIH RoZSBzZWNvbmTCoGVuZXJneSBsZXZlbCwgYW5kIHNpeCBpbiB0aGUgdGhpcmTCoGVuZXJneSBsZXZlbC4=[Qq]

[c]wqBFaWdodCBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0wqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIGVpZ2h0IGVsZWN0cm9ucyBpbiB0aGUgc2Vjb25kwqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwuwqA=[Qq]

[c]wqBTaXggZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLCBzaXggaW4gdGhlIHNlY29uZMKgZW5lcmd5IGxldmVsLCBhbmQgZm91ciBpbiB0aGUgdGhpcmQuwqA=[Qq]

[f]IEV4Y2VsbGVudC4gSW4gU3VsZnVyLCB3aXRoIDE2IGVsZWN0cm9ucywgdGhlIGZpcnN0IHR3byBlbGVjdHJvbnMgZ28gaW4gdGhlIGZpcnN0wqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIHRoZSBuZXh0IDggaW4gdGhlIHNlY29uZMKgZW5lcmd5IGxldmVsLCBhbmQgdGhlIGxhc3Qgc2l4IGluIHRoZSB0aGlyZMKgZW5lcmd5IGxldmVsLg==

Cg==

[Qq]

[f]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[Qq]

[f]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

Cg==

wqA= [Qq]

[q] Carbon has 6 protons, 6 neutrons, and 6 electrons. Следуя правилу октета для размещения электронов на энергетическом уровне, какое из следующих расположений является правильным?

[c]wqBUaHJlZSBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0wqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIGFuZCB0aHJlZSBpbiB0aGUgc2Vjb25kLg==[Qq]

[c]wqBPbmUgZWxlY3Ryb24gaW4gdGhlIGZpcnN0wqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIGFuZCBmaXZlIGluIHRoZSBzZWNvbmQuwqA=[Qq]

[c]wqBUd28gZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcm d5IGxldmVsLCBhbmQgZm91ciBpbiB0aGUgc2Vjb25kLsKg[Qq]

[f]IE5vLiBUbyByZXByZXNlbnQgdGhlIHN0cnVjdHVyZSBvZiBlbGVjdHJvbnMgaW4gYXRvbXMsIGtlZXAgaW4gbWluZCB0aGUgY2FwYWNpdHkgb2YgZWFjaCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwgKHR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0LCBlaWdodCBpbiB0aGUgc2Vjb25kLCBhbmQgZWlnaHQgaW4gdGhlIHRoaXJkKS4gSW4gQ2FyYm9uLCB3aXRoIDYgZWxlY3Ryb25zLCB0aGUgZmlyc3QgdHdvIGVsZWN0cm9ucyBuZWVkIHRvIGdvIGludG8gdGhlIGZpcnN0IGVuZXJneSBsZXZlbC4gVGhlIG5leHQgZm91ciBnbyBpbnRvIHRoZSBzZWNvbmQgZW5lcmd5IGxldmVsLg==[Qq]

[f]IE5vLiBUbyByZXByZXNlbnQgdGhlIHN0cnVjdHVyZSBvZiBlbGVjdHJvbnMgaW4gYXRvbXMsIGtlZXAgaW4gbWluZCB0aGUgY2FwYWNpdHkgb2YgZWFjaCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwgKHR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0LCBlaWdodCBpbiB0aGUgc2Vjb25kLCBhbmQgZWlnaHQgaW4gdGhlIHRoaXJkKS4gSW4gQ2FyYm9uLCB3aXRoIDYgZWxlY3Ryb25zLCB0aGUgZmlyc3QgdHdvIGVsZWN0cm9ucyBuZWVkIHRvIGdvIGludG8gdGhlIGZpcnN0IGVuZXJneSBsZXZlbC4gVGhlIG5leHQgZm91ciBnbyBpbnRvIHRoZSBzZWNvbmQgZW5lcmd5IGxldmVsLg==[Qq]

[f]IEV4Y2VsbGVudC4gSW4gQ2FyYm9uLCB3aXRoIDYgZWxlY3Ryb25zLCB0aGUgZmlyc3QgdHdvIGVsZWN0cm9ucyBnbyBpbnRvIHRoZSBmaXJzdCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIGFuZCB0aGUgbmV4dCA0IGdvIGludG8gdGhlIHNlY29uZCBlbmVyZ3kgbGV2ZWwu

Cg==

[Qq]

[q] Potassium has 19 protons, 19 neutrons, and 19 electrons. Следуя правилу октета для размещения электронов на энергетическом уровне, какое из следующих расположений является правильным?

[c]wqBUZW4gZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLCBuaW5lIGluIHRoZSBzZWNvbmQu[Qq]

[c]IFR3byBlbGVjdHJvbnMgaW4gdGhlIGZpcnN0wqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwsIGVpZ2h0IGluIHRo ZSBzZWNvbmQsIGVpZ2h0IGluIHRoZSB0aGlyZCwgYW5kIG9uZSBpbiB0aGUgZm91cnRoLg==[Qq]

[c]wqBUd28gZWxlY3Ryb25zIGluIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLCB0ZW7CoGluIHRoZSBzZWNvbmQsIGFuZCBzZXZlbiBpbiB0aGUgdGhpcmQu[Qq]

[f]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[Qq]

[f]IE5pY2Ugam9iISBJbiBQb3Rhc3NpdW0sIHdpdGggMTkgZWxlY3Ryb25zLCB0aGUgZmlyc3QgdHdvIGVsZWN0cm9ucyBnbyBpbnRvIHRoZSBmaXJzdMKgZW5lcmd5IGxldmVsLiBUaGUgbmV4dCA4IGdvIGludG8gdGhlIHNlY29uZMKgZW5lcmd5IGxldmVsLiBUaGUgbmV4dCA4IGdvIGludG8gdGhlIHRoaXJkwqBlbmVyZ3kgbGV2ZWwuIFRoYXQgbGVhdmVzIG9uZSBlbGVjdHJvbiBmb3IgdGhlIGZvdXJ0aMKgZW5lcmd5IGxldmVsLg==

Cg==

[Qq]

[f]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[Qq]

[x]
If you want to take this quiz again, click the button below

[restart]

[/qwiz]

6.

Next steps

If you need more practice, please scroll до самого верха и снова пройдите этот урок. В противном случае перейдите к следующему учебнику: Элементы, соединения и молекулы.

Нарисуйте модели атомов — выберите МЕСТО

По предыдущей ссылке вы узнали, что такое атом. Теперь пришло время нарисовать несколько моделей. Помните, атом состоит из протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны имеют массу 1 а.е.м. Они слипаются в ядре. Электроны в тысячу раз меньше протонов, и они кружатся вокруг ядра в электронном облаке. Вспомните также, как мы находим количество протонов, нейтронов и электронов. Это обобщено в таблице ниже. Количество протонов То же, что и атомное число Номер электронов То же, что и атомное число Нейтрон Нейтрон Нейтрон Нейтроны Neuretrons . ответ до ближайшего целого числа) Протоны положительны, поэтому нарисуйте их в виде кружков со знаком плюс. Нейтроны нейтральны, поэтому нарисуйте их в виде пустых кругов. Электроны маленькие и отрицательные, поэтому нарисуйте их как «е-», потому что точку размером в 1/1000 размера протона будет трудно увидеть на бумаге. Используя это, если вы хотите нарисовать атомы с ядром и электронным облаком, это будет выглядеть примерно так: 2 HE Helium 4,002 Протоны = 2 = 2

= 2

= 2

NEATRIN

3

LI

Lithium

6.94

Протоны = 3

Electrons = 3

Neutrons = 6,94 -3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3 = 3

. 4, который проходит до 4

9000 3

1313 9,01

4 BE Beryllium 9,01

9013 9000 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9000 2 9013 9000 9000 9000 9000 9000

9013 9013 9000 9000 9000 9000 9000

9000 9000 9000 9000 3

. , что округляется до 5

Проблема с этими моделями в том, что они плохо показывают, что делают электроны. Электроны жужжат вокруг ядра в облаке, но они не все одинаковы. Электроны имеют разные энергетические уровни. Мы называем эти уровни «оболочками». Представьте, что электроны образуют слои вокруг атома. Первый слой может содержать только два электрона. Второй слой может содержать 8 электронов. Самый большой слой может содержать более 30 электронов. Вот периодическая таблица, в которой показаны электроны в их оболочках.

Я никогда не попрошу вас нарисовать модель атома крупнее аргона, поэтому вам достаточно знать, как работают первые три электронных оболочки. Это очень просто, потому что таблица Менделеева построена так же, как электронные оболочки. В первой строке периодической таблицы есть два элемента, и первая оболочка может содержать два электрона. Второй ряд может содержать восемь элементов, а вторая оболочка — восемь электронов. Третий ряд содержит восемь элементов, а третья оболочка аргона содержит восемь электронов.

Атомы крупнее аргона начинают усложняться: электроны начинают заполнять четвертую оболочку, а затем возвращаются и начинают увеличивать третью оболочку (третья оболочка может содержать 18 электронов), затем добавляют еще немного к четвертой оболочке, затем запустите пятую оболочку, затем добавьте еще немного электронов в четвертую оболочку, чтобы закончить ее… Это беспорядок . В продвинутой химии вам придется узнать, как это работает. На данный момент все, что вам нужно знать, это то, как электроны движутся к первым 18 элементам.

Если вы посмотрите на периодическую таблицу, на которую я только что дал ссылку, вы увидите закономерность в электронах. Водород является первым элементом в первом ряду, поэтому у него есть один электрон на первой оболочке. Гелий — второй элемент в первом ряду, поэтому у него два электрона на первой оболочке. Литий находится во втором ряду, поэтому у лития две оболочки: два электрона на первой оболочке и один электрон на второй оболочке. Углерод является 4-м атомом во втором ряду, поэтому у него 2 электрона на первой оболочке и 4 электрона на второй оболочке. Аргон является 8-м атомом в третьем ряду, поэтому у него 2 электрона на первой оболочке, 8 электронов на второй оболочке и 8 электронов на третьей оболочке. Посмотрите на периодическую таблицу и  УБЕДИТЕСЬ, ЧТО ВЫ ПОНИМАЕТЕ ЭТОТ ШАБЛОН!

Теперь пришло время рисовать модели атомов, включающие электронные оболочки. Гелий, бериллий и литий (которые мы смоделировали выше) теперь выглядят так:

    

Атом гелия с двумя протонами, двумя нейтронами и двумя электронами в первой оболочке.

  

Обратите внимание, что этот атом лития имеет полную первую оболочку и один электрон на второй оболочке.

Бериллий — второй атом во втором ряду, и у него два электрона на второй оболочке.

Используйте это слайд-шоу Google, чтобы попрактиковаться в рисовании моделей атомов.

Практика рисования атома

Открыть Практика рисования атома

Театр Frostbite!

Хотите нарисовать модель атома? Скачайте копию Таблицы Элементов и начнем!

Ведущий: Театр Frostbite представляет… Мясное ассорти! Никакого бреда!

Джоанна и Стив: Просто наука!

Джоанна: Привет! Я Джоанна!

Стив: А я Стив!

Джоанна: Сегодня мы покажем вам, как нарисовать атом!

Стив: В дополнение к бумаге, карандашам, мелкам, фломастерам и тому подобному, что вы собираетесь использовать для рисования, вам понадобится экземпляр Периодической таблицы элементов.

Вы можете загрузить один из них с нашего сайта или использовать один из тысяч других, которые можно найти в Интернете.

Джоанна: Когда он у вас есть, пора выбрать элемент.

Поскольку мы используем его постоянно, мы собираемся собирать азот.

Стив: Обычно атомы содержат протоны, нейтроны и электроны. Итак, сколько протонов, нейтронов и электронов в атоме азота?

Джоанна: Мы можем сказать по Таблице Элементов. Давайте внимательно посмотрим на азот.

Видите число в верхнем углу? Это число называется атомным номером. Он говорит нам, сколько протонов содержится в атоме элемента.

Атомный номер азота семь. Это означает, что каждый атом азота имеет ровно семь протонов.

Стив: Вы могли заметить, что атомный номер каждого элемента разный. Каждый элемент содержит уникальное количество протонов.

Если атом содержит ровно три протона, то это атом лития.

Если атом содержит ровно 79 протонов, то это атом золота.

Если вы хотите узнать, из какого элемента состоит атом, посчитайте протоны.

Джоанна: Теперь, когда мы знаем, что атом азота имеет семь протонов, легко найти число электронов.

В целом атомы электрически нейтральны. Однако протоны несут положительный электрический заряд. Как атом азота может быть нейтральным, если он содержит семь положительно заряженных протонов?

Потому что электроны несут заряд, равный по величине заряду протона, но противоположный по знаку.

Если атом азота нейтрален и содержит семь положительно заряженных протонов, то он должен содержать семь отрицательно заряженных электронов.

Короче говоря, для атома количество электронов также равно количеству протонов.

Стив: А как насчет нейтронов? Определить количество нейтронов может быть немного сложно, потому что атомы одного и того же элемента могут иметь разное количество нейтронов. Эти разные версии элемента называются изотопами, и разные изотопы имеют разные массы.

Это одна из причин, по которой число, называемое атомным весом, выглядит таким запутанным. Он принимает во внимание, сколько каждого изотопа обычно существует в природе.

Джоанна: Итак, что вы обычно делаете с запутанными числами? Вы их обходите. Округление атомного веса до ближайшего целого числа дает нам то, что называется массовым числом, а массовое число идентифицирует конкретный изотоп элемента.

Если вы когда-либо слышали об углероде-14 или свинце-210, значит, вы уже видели массовые числа в использовании.

Стив: Массовое число говорит нам об общем количестве протонов и нейтронов в атоме. Когда мы округляем атомный вес азота, мы получаем 14, поэтому мы знаем, что на нашем рисунке будет всего 14 протонов и нейтронов. Но мы уже знаем, что каждый атом азота имеет ровно семь протонов. Итак, если нашему атому нужно всего 14 протонов и нейтронов, а протонов в нем должно быть ровно семь, то остальные семь частиц — это нейтроны.

Короче говоря, количество нейтронов равно массовому числу минус атомный номер.

Джоанна: Теперь, когда мы знаем, сколько протонов, нейтронов и электронов мы собираемся нарисовать, что куда?

Протоны и нейтроны находятся в середине атома. Это называется ядром, и именно здесь сосредоточена большая часть массы атома.

Стив: Электроны выходят за пределы ядра, но то, как вы их размещаете, зависит от того, какой модели атома вы придерживаетесь.

Я имею в виду, что в зависимости от цели вашего рисунка может быть достаточно случайным образом раскидать электроны вокруг ядра и на этом закончить.

Однако мы собираемся быть более изощренными и следовать модели Бора.

Джоанна: В модели Бора электроны не могут быть там, где им хочется. Они могут находиться только в определенных энергетических уровнях или оболочках. Кроме того, в каждой оболочке может находиться только определенное количество электронов. Первая оболочка может содержать два электрона, а вторая оболочка может содержать восемь.

Итак, мы нарисуем два электрона азота на первой оболочке, а остальные пять поместим на вторую.

Стив: Если вы рисуете более крупный атом, вам нужно быть немного осторожным с этим. Более высокие энергетические уровни могут начать заполняться до того, как на более низких иссякнет место.