Раз я упомянул протон, то надо рассказать и ещё о двух частицах, из которых состоят все атомы, а значит и всё вещество вокруг нас! Это электрон и нейтрон. Нейтрон означает по-гречески «ни тот, ни другой», потому что нейтрон не имеет заряда. Его заряд равен 0. Масса нейтрона равна 1, то есть массе протона (на самом деле их массы отличаются, но совсем немного, и для химии их считают равными 1, а малюсенькое различие используют физики в своих вычислениях).
Протоны и нейтроны вместе образуют ядро атома, которое имеет размеры примерно в 10000 раз меньше, чем величина самого атома. Это примерно такая же разница, как между размером стадиона типа Лужников и футбольным мячом. То есть почти вся масса атома находится в «футбольном мяче», а легкие электроны создают объём «стадиона».
Ядро имеет положительный заряд, равный сумме зарядов протонов (или что тоже самое – числу протонов в ядре), и массу, равную числу протонов и нейтронов, так как масса каждого считается равной 1.
Электрон по-гречески означает «янтарь». Это потому, что ещё пару тысяч лет назад древние греки обнаружили, что если янтарь потереть шерстяной тканью, то он начинает притягивать разные мелкие предметы – волосинки, пылинки, кусочки бумаги. В конце концов физики полностью изучили это явление, которое получило от янтаря название «электричество», а одному и носителей электричества дали название «электрон». Заряд у электрона противоположен заряду протона и равен -1. В природе не существует заряда меньше, чем у протона и электрона. (Опять-таки, у физиков есть теория, что такие частицы существуют, и физики уже многие годы пытаются такие частицы обнаружить, но пока безуспешно. И даже если такие частицы найдут, они будут только в отдельных лабораториях и даже скорее всего только в виде снимков.)
У электрона есть масса, но она примерно в 2000 раз меньше массы протона и поэтому не учитывается в химии.
У меня есть видео на Яндекс-Дзен о строении атома. Ссылка на него и другие мои видео есть в конце книги в главе «ДЛЯ ТЕХ, КОМУ ИНТЕРЕСНО БОЛЕЕ ДЕТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ХИМИИ».
Опыт для определения заряда окружающих нас предметов
Как известно из курса физики, электрические заряды разных знаков притягиваются, а одинаковых знаков отталкиваются.
Для начала сделаем опыт с пластмассовой расчёской: возьмите листок бумаги и оторвите от него несколько мелких кусочков шириной 2—3 мм. Затем возьмите расчёску (не металлическую!) и поднесите её к бумажным обрывкам.
Обратите внимание, что бумажки не притягиваются к расчёске.
Теперь несколько раз проведите расчёской по своим волосам. Снова поднесите расчёску к бумажкам – они притянутся к расчёске и прилипнут к ней. Через некоторое время они упадут вниз.
Можно снова провести расчёской по волосам и она опять будет притягивать бумажки…
Что произошло? Разные вещества с разной силой притягивают электроны. Когда вы прикасались расчёской к волосам, часть электронов перешла от волос на расчёску и зарядила её отрицательно. Волосы при этом зарядились положительно.
Заряженная расчёска вызывает изменение распределения зарядов в бумажках и они притягиваются из-за взаимодействия электрических зарядов. Через некоторое время избыточный заряд расчёски переходит на молекулы воздуха, сила притяжения уменьшается и бумажки опять падают.
Этот опыт очень простой, безопасный и наглядный. Можно самому убедиться, что притяжение, вызванное электрическими силами больше, чем гравитационное притяжение Земли.
Вы также могли видеть, как легкие ткани могут притягиваться друг к другу – это тоже электрическое притяжение.
Теперь вторая часть опыта: внимательно посмотрите вокруг и поищите – что ещё так же сильно притягивается друг к другу, как бумажки к наэлектризованной расчёске? Или отталкивается, как одинаковые электрические заряды?
Скорее всего вы увидите, что все предметы спокойно стоят и никакого сильного и заметного притяжения не наблюдается.
Какой же вывод можно сделать из этого наблюдения? Каков заряд окружающих нас предметов?
Вывод такой: так как они не притягиваются и не отталкиваются друг от друга, то их заряд равен НУЛЮ!
Это очень важный вывод для физики и химии —
в обычном состоянии окружающие нас предметы, которые состоят из молекул и атомов, имеют нулевой суммарный заряд, хотя они и состоят из огромного количества протонов и электронов.
Размеры атомов. зависимость размера атома от его места в таблице Менделеева
Размеры атомов на первый взгляд ведут себя странно: в одном периоде слева направо с увеличением массы и заряда атома их размер уменьшается. Самый большой по диаметру атом находится в первой группе, а самый маленький – в последней (восьмой).
При этом при движении сверху вниз по группам логика просматривается – чем ниже, тем больше и заряд, и масса, и диаметр атома.
Почему такое происходит?
Дело в том, что электроны в атомах не летают в беспорядке вокруг ядра. Они организованы и занимают строго определённые положения.
Как выяснили физики уже после появления таблицы Менделеева, электроны создают вокруг ядра слои из электронов. И каждый следующий слой имеет больший радиус и больший объём, соответственно в нем может разместиться больше электронов.
Вы ознакомились с фрагментом книги.
Для бесплатного чтения открыта только часть текста.
Приобретайте полный текст книги у нашего партнера:
