Техника - молодёжи 1947-09, страница 19

Чем крупнее ядро, тем больше его заряд и тем большее количество электронов оно может держать вокруг себя. У ядра атома золота иной заряд, чем у ядра атома меди или серы. Уравновешиваются эти различные заряды электронными оболочками разных размеров. Эти разные оболочки в одних и тех же случаях будут вести себя совсем неодинаково. 'Атомы серы будут, например, легко соединяться с теми атомами, с которыми медь будет соединяться с трудом, и т. д. Таким образом, «индивидуальность» атома, тайну которой нам завещал Менделеев и закономерность которой он гениально предвосхитил в своей таблице элементов, в конечном счете определяется зарядом ядрй. А когда этот заряд впервые был определен \Это было сделано в 1912 году учеником Резерфорда, Мозели), оказалось, что величины зарядов атомных ядер совпадают с номерами клеток, которые Менделеев отзел для отдельных элементов в своей таблице.

Имя великого русского ученого снова было у всех на устах, когда Мозели специально взялся проверить, насколько прав был Менделеев, перемещая, в соответствии с требованиями системы, как он их понимал, места кобальта и никеля, теллура и иода. Мозели измерил заряды ядер атомов этих элементов и показал, что Менделеев безошибочно, сообразуясь со своей системой, определил номера этих элементов, соответствующие, как оказалось, заряду ядер их атомов вопреки отношению их «атомных весов.

Между этими новыми работами физиков и законом Менделеева установилось сложное взаимодействие. Эти работы служили укреплению закона, но в то же время периодический закон освещал их замысел в самом начале его формирования. Это уже был не фонарь. Со временем он превратился в мощный прожектор.

Его сиянием руководился Нильс Бор, который в 1913 году построил планетарную модель атома. Это выдающееся теоретическое исследование, лежащее в основе ваших современных представлений об атоме, являлось прямым откликом на задание, вытекающее из основной - формулировки периодического закона. Этот закон требовал объяснения сущности открытого Менделеевым факта периодического повторения одним элементом свойств другого- И, следуя в своем исследовании естественной последовательности атомов, при котором проявлялась

загадочная периодичность их свойств, Нильс Бор пришел к точному физическому истолкованию.

Из сказанного ранее должно быть понятно, что при переходе от одной клетки периодической системы к другой заряд ядра атома, элемента, соответствующего исходной клетке, возрастает на единицу Соответственно этому в нормальном атоме этрго элемента к электронной оболочке прибавляется один электрон, К расчету движения электронов в оболочке атома не применимы законы обычной механики; эти движения описываются особой, так называемой квантовой, механикой. Из законов этой механики следует, что электроны обращаясь вокруг ядра атома по своим удлиненным орбитам, не могут находиться от ядра на любом расстоянии Как планеты вокруг Солнца, на строго определенных расстояниях вокруг тяжелого ядра двигаются легкие «планеты» — электроны. Пути, по которым двигаются электроны, имеют предел своей «населенности». Ближайшие к ядру пути, образующие как бы внутренний слой электронной оболочки вокруг ядро, вмещают два электрона; следующий слой — восемь, еще более удаленный спой восемнадцать, эа ним — тридцать два и т. д. Этот порядок заполнения атома электронами и определяет свойства периодической таблицы.

Самый простой атом — водородный. Заряд его ядра рявеп единице, и вокруг этого ядра на определенном расстоянии обращается один единственный электрон. В периодической системе этот элемент стоит особняком.

В электронной оболочке «атома гелия — два электрона. Они целиком заполняют самый близкий к ядру, внутренний слой электронной оболочки. Таким образом, прибавление числа электронов у последующих элементов может нтти за счет заполнения новых слоев.

Возьмем, например, третий элемент — литий. Два электрона, из тех, которыми он обладает, движутся в первом, внутреннем слое электронной оболочки; третий электрон располагается >же во втором слое.

У четвертого по порядку элемента — бериллия — во «тором слое прибавляется еще один электрон, то есть всего там оказывается два.

У бора, с его зарядом ядра, равным пяти единицам, во втором слое будут три электрона.

СИСТЕМА МЕНДЕЛЕЕВА — КЛЮЧ К СТРОЕНИЮ АТОМА

ЧТО ТАКОЕ НОМЕР ПЕРИОДА В СИСТЕМЕ МЕНДЕЛЕЕВА?

Это наибольшее главное квантовое число, которое могут иметь электроны в атомах элементов данного периода (если атом находится в кевозбужденном состоянии). Главное квантовое число определяет уровень энергии, которой обладают электроны в атоме. Условно эти уровни можно изображать в виде орбит. Чем больше диаметр орбит, тем большей энергией обладает электрон, принадлежащий к этой орбите.

Водород Гепий

© ^

я

Литий берипдий

-© 2

ЧТО ТАКОЕ НОМЕР ГРУППЫ В СИСТЕМЕ МЕНДЕЛЕЕВА?

ЧТО ТАКОЕ НОМЕР ЭЛЕ* МЕНТА В СИСТЕМЕ МЕНДЕЛЕЕВА?

Это число отрицательно заряженных электронов в «томе элемента, равное числу положительно заряженных протонов в ядре. Если считать электрический заряд ялекгрона за единицу, то заряд атомного ядра в этих единицах равен номеру элемента в периодической системе.

Например: элемент бериллий имеет в таблице Менделееве № 4, это значит, что в атом» бериллия четыре электрон» и четыре протона.

В системе Менделеева содержатся законы современной атомной я квантовой физики, открытые много лет спустя после Менделеева.

В квантовой физике поведение электрона в атоме определяется так называемыми квантовыми числами. Таких чисел четыре; их называют: главное кяантоаое число, постоянное квантовое число, магнитное квантовое число и спиновое квантовое число.

Один из законов квантовой физики гласит: в «томе не может быть двух электронов, у которых асе четыре квантовых числа одинаковы Из этого, в частности, следует, что на первой орбкте может находиться не более двух электронов. Мы видим на таблице Менделеева в первом периоде только два элемента — водород с одним электроном и гелий с двумя электронами. Во втором периоде таблицы восемь элементов. Это соответствует следствию Hi принципа Пауля, гласящему, что на второй орбите может бьгть не более восьми электронов. Принцип Паули позволяет объяснил, расположение элементов в таблице Менделеева и найти причину периодического повторения их химических свойств, определяемы* числом электронов на гак называемых неполных орбитах. Это число электронов на неполных орбитах одинакова для каждой группы периодической системы. В нулевой группе неполных орбит нет вовсе, поэтому вел- элементы этой группы химически нейтральны.

>8КИСЛОРОД^ ФТОР J

9. Гепии

iO Heoil