原子:それが何であるか、構造、組成および原子モデル

原子は物質の基本単位であり、そのアイデンティティを保持しているため、化学元素を識別することができる最小の割合です。 アトムという用語はギリシャ語に由来し、不可分を意味します。

それは、中性子と陽子を含む原子核と、原子核を取り巻く電子で構成されています。

原子構造

原子は小さな粒子で構成されており、 亜原子粒子s:電子、陽子、中性子。

原子の質量の大部分は、小さくて密度の高い領域である原子核に集中しています。 その最大の体積は、電子が原子核の周りを周回するときに、空の空間の場所である電気圏に見られます。

原子
原子構造

電子

O 電子 9.11 x 10の値であるため、負の電荷(-1)があり、質量はほとんどありません。-28 g eは、コア質量の約1840分の1です。 それらは、原子核の周りを非常に速く回転する小さな粒子です。

原子の最も外側の領域にある電子は、電子の提供、受信、または共有を通じて発生する化学結合の形成に関与します。

陽子

O プロトン 電子の電荷と同じ絶対値の正電荷(+1)を持っています。 このように、陽子と電子は電気的に互いに引き合う傾向があります。

元素の各原子は、その核内に定義された数の陽子を持っているため、陽子を介して化学元素を区別することができます。 原子番号.

中性子

O 中性子 まったく電荷がありません。つまり、電気的に中性です。 陽子と一緒になって原子核を形成し、原子の全質量(99.9%)を運びます。 陽子と中性子の両方の質量は約1.67x 10-24 g。 この値は、1μの原子質量単位を表します。

中性子は、核力によって原子核が電子や陽子に引き付けられるため、原子核に安定性をもたらします。

水素原子だけが中性子を持たず、陽子の周りを回る電子だけで構成されています。

以下の表で確認してください。 概要 亜原子粒子に関する情報があります。

粒子 シンボル

パスタ

(の単位で

原子質量)

充電

(の単位で

電荷-u.c.e)

ロケーション
プロトン 1つの前付き文字と1つの上付き文字を持つストレートp 1ムースペース +1
中性子 ストレートn、下付き文字0、上付き文字1つ 1ムースペース 0
電子 まっすぐで、上付き文字が1つ未満で、上付き文字が0である。 ほぼ等しい0 -1 エレクトロスフィア

基底状態の原子は電気的に中性です。これは、プロトンの数が電子の数に等しく、正と負の反対の電荷が互いに打ち消し合うためです。

たとえば、ナトリウム(Na)の原子番号は11です。つまり、その原子核には11個の陽子があります。 その結果、その元素の原子のエレクトロスフィアには11個の電子があります。

についてもっと読む 原子構造.

原子組成

これまで見てきたように、原子は原子核と呼ばれる小さくて密度の高い中央領域によって形成され、その周りには 電子が配置されているエレクトロスフィア。これは、電子層、エネルギーサブレベル、および 原子軌道。

電子層

原子が存在する エネルギーレベルは、原子核の周りの7つの層に対応し、その中には原子核の周りを周回する電子があります。 これらの層は、K、L、M、N、O、P、およびQと呼ばれます。

原子の電子層(エネルギー準位)

次の表に示すように、各シェルには特定の数の電子を含めることができます。

エネルギーレベル 電子層 電子の最大数
K 2
L 8
M 18
N 32
O 32
P 18
Q 8

たとえば、ヘリウム原子(He)の原子番号は2であるため、原子核には2つの陽子があります。 その結果、原子の電気圏には2つの電子しかなく、原子の最初で唯一の電子殻、つまり最初のエネルギー準位に対応するK殻に配置されます。

エネルギーサブレベル

エネルギー準位には、s、p、d、fで表されるサブレベルがあります。 各サブレベルは、それぞれ2、6、10、および14の最大数の電子に対応します。

エレクトロニックディストリビューション

この情報を使用して、次のことが可能です。 エレクトロニックディストリビューション 原子の最も外側で最もエネルギーの高い電子の位置を知っています。

:窒素(N)

原子番号:7
電子配布:1秒2 2秒2 2p3

窒素原子にはKとLの2つのエネルギー準位があり、その7つの電子がsとpのサブレベルを占めます。

K:s2 = 2電子
L:s2 + p3 = 5電子

Lシェルには最大8個の電子を含めることができますが、窒素原子では、そのシェルには5個の電子しかないことに注意してください。

原子軌道

軌道は、電子殻(K、L、M、N、O、P、Q)のエネルギーサブレベル(s、p、d、f)内で電子を見つける可能性が最も高い領域を特徴づけます。

  • ■サブレベル:最大2つの電子を保持する1つの軌道があります
  • pサブレベル:最大6つの電子を収容する3つの軌道があります
  • サブレベルd:最大10個の電子を収容する5つの軌道があります
  • サブレベルf:最大14個の電子を収容する7つの軌道があります
エネルギーサブレベル

例として再び窒素を使用し、その7つの電子を原子軌道に分配すると次のようになります。

エネルギーサブレベルでの電子分布の例

原子タイプ

陽子、中性子、電子の数を観察することで、原子を比較して分類することができます。 同位体, 同重体 そして アイソトーン.

化学元素は、同じ数の陽子を持つ原子のグループとして定義できます。 これらの原子は、原子番号が同じで質量が異なるため、同位体と呼ばれます。

たとえば、自然界には、水素(H)元素の3つの同位体があります:プロチウム 開き括弧Hと1つの前添え文字と1つの前上付き文字閉じ括弧、重水素 開き括弧Hと1つの前添え文字と2つの前上付き文字閉じ括弧 とトリチウム 開き括弧Hと1つの前添え文字と3つの前上付き文字閉じ括弧.

異なる化学元素の原子は、原子番号と質量が異なるが中性子の数が同じである場合、同中性子体として分類できます。

同重体は異なる元素の原子です。つまり、原子番号は異なりますが、質量数は同じです。

についてもっと読む 同位体、同重体およびアイソトーン.

原子モデル(原子モデル)

ギリシャの哲学者アリストテレス(384a。 Ç。 -322a。 C)土、空気、火、水の元素からのすべての物質の構成を説明しようとした。

デモクリトス(546a。 C-460a。 C)ギリシャの科学者および数学者は、粒子の小ささに限界があるという考えを定式化しました。 彼は、それらが非常に小さくなり、もはや分割できなくなるだろうと述べました。 彼はこの粒子を「原子」と呼んだ。

19世紀のほとんどの間、それは ダルトン原子モデル、古代の考えをはるかに超えた原子理論を提案した英国の科学者。

この理論によれば、すべての物質は、ビリヤードボールのような原子と呼ばれる小さな分割できない粒子で構成されています。 物質の構造に関する研究が進むにつれ、原子は亜原子と呼ばれる他の小さな粒子によって形成されていることが発見されました。

電子の発見とともに、 トムソン 彼は、質量プディングとして知られるモデルを定式化しました。このモデルは、原子を、その表面に負に帯電した電子が埋め込まれた正の球として記述しました。

実験を通して物理学者 ラザフォード 原子が非常に小さい正の原子核の周りにボイドと電子を持っていることを発見しました。 したがって、ラザフォードは原子を表すために核モデルを提案しました。

ボーア 電子が原子核の周りをランダムに回転するのではなく、特定の軌道で回転することを発見することにより、ラザフォードによって提案されたモデルを改善しました。 このモデルはプラネタリウムとして知られるようになりました。

また読む:

  • 原子モデル
  • トムソン原子モデル
  • ボーアの原子模型
  • ラザフォード原子模型
  • 原子モデルの進化
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