Атом. Часть 2

Основы

Материя очень разнообразна по своей форме и содержанию, она постоянно меняется и усложняется. Неотьемлимым атрибутом является движение. Одной из наук изучающих материю является химия, основыающаяся на химической форме движения материи. Данная наука показывает и описывает многие превращения материи, поражающие своим разнообразием. Допустим, если взять серый кусочек металла лития и кинуть в обычную воду, выделится энергия. Возможно этот металл будет искриться. Через несколько секунд у нас уже нет ни металла, ни обычной воды, получившийся раствор при попытке выпить его обожжет рот, горло и пищевод с желудком, так как получилась щелочь.

Или еще более простое превращение: мы берем сухую деревянную палку, сероватого, может быть желтоватого цвета, прочную, обладающую четкой структурой и волокнами, но стоит ее сжечь и мы получаем уголь и золу!

Сколько удивительных превращений материи, но каждое из них подчинено общим закономерностям, которые изучает химия. И прежде чем начать активное изучение химии, понять ее принципы и закономерности, нужно изучить самые простые, наименьшие частицы, участвующие в химических реакциях – атомы. В прошлой статье мы рассматривали общие сведения из истории изучения атома. В этой же рассмотрим его строение и состав.

Атом - это очень маленькая частица, из которой состоят молекулы. Для более точного и исчерпывающего определения необходимо разобрать его подробнее. Как говорилось в прошлой статье, атом состоит из электронов, протонов и нейтронов, в свою очередь каждый из них обладает массой и энергией.

Напомним про каждую частицу:

Нейтроны и протоны образуют ядро атома. Их обобщающее название - нуклоны.

Электроны и протоны имеют противоположные заряды, поэтому притягиваются друг к другу. Электроны образуют оболочку вокруг ядра. Причем, электрон и протон имеют равные заряды, поэтому электронов и протонов в атоме всегда равное количество. Также атом ввиду того, что состоит из равного количества частиц с одинаковым зарядом, сам заряда не имеет. Говорят о том, что атом электрически нейтрален. Для того, чтобы убедиться в этом, возьмем любой атом из таблицы Менделеева. К примеру , алюминий.

Алюминий имеет 13 порядковый номер. Именно он соответствует числу протонов и электронов в атоме элемента, тюк мы знаем о том, что атом электрически нейтрален. Действительно, при сложении получается: 13 + (-13)=0.

Также в составе имеется 14 нейтронов, не имеющих заряда, но влияющих на массу элемента. Важно знать, что масса атома сосредоточена именно в ядре, т.к из показаной таблицы (рис. 1.1) видно, что именно нуклоны обладают массой. Электрон имеет столь малую по значению массу, которая почти не влияет на массу самого атома. Его с высокой степенью точности просто не учитывают. Поэтому, те самы 27 а.е.м атома алюминия складываются из нуклонов. Кстати, идентичные элементы с содержанием различного кол-ва нейтронов, называются изотопами. Это влияет на химические и др.св-вв данного элемента. К примеру, металл уран, щироко применяющийся в ядерной отрасли и его изотопы: уран 235, уран 238, уран 234:

Об изотопах и их разнообразии, атомных единицах массы поговорим позже. Сейчас же обобщим. Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Схематично это можно представить схемой:

В прошлой статье говориьось о том, что жанная схема не верна, т.к электроны движутся не по определенным траекториям, а находятся вокруг ядра в виде “облака” вероятностей, где нельзя точно указать нахождение электрона, а лишь найти наибольшую вероятностность нахождения электрона в той или иной точке. Поэтому куда более лучшим способом изобразить атом, хоть и более сложной для восприятия, следующей схемой:

Диалектико-Материалистическое мировоззрение является всеобъемлющи, как и наука Марксизм. Три закона диалектики работают и в микромире, при изучении атома и атомистического учения:

- Закон единства и борьбы противоположностей – электроны и протоны имеют противоположный заряд, т.е находятся в некотором противоречии, противоположности, но они притягиваются друг к другу, образуя атом.

- Из первого проявляется закон отрицания отрицания –электроны и протоны сами по себе имеют противоположные заряды, но при их соединении новая форма – атом, отрицает предыдущие свойства своих составных частей, так как атом не имеет заряда, и способен образовывать молекулы, в отличии от отдельных электронов и протонов.

- Закон перехода количества в качество прослеживается в формировании протонов и нейтронов: необходимо определенное количество кварков и глюонов для их образования.
Также принадлежность атома к тому или иному химическому элементу обусловлена количеством электронов и протонов в ядре.

Химический элемент в свою очередь это совокупность всех атомов с одинаковым зарядом ядра.

Атом состоит из электронов и протонов с нейтронами, от количества которых зависят свойства атома. В свою очередь электроны и протоны связаны за счет противоположности своих зарядов. Протоны связаны друг с другом, нейтроны друг с другом и протоны с нейтронами, за счет связей кварков, глюонов и т.д в них. Протоны и нейтроны образуются при определенном количестве определенных кварков, глюонов и т.д. У каждого нового качественного этапа развития материи, есть предыдущий этап, в котором накапливаются и соединяются более простые формы материи. От кварков и глюонов к протонам и нейтронам, от протонов и нейтронов к атому. На что делятся же электроны пока не выяснено. То есть идет постоянное развития материи! То же заразвитие от прстейщей материи к более сложным видам ( при этом, постоянное и всеобъемлющее, независимо от сознания человческого и по примущим ей законам) мы можем наблюдать, взяв любую другую форму движения материи: физическую, биологическую, социальную и др.

Но останавливаясь на атоме, можно сказать что это система состоящая из крайне малого ядра и электронного “облака” вокруг. И более точным его определением будет:
Атом – наименьшая часть химического элемента, сохраняющая все его свойства, состоящая из ядра(включающего положительно заряженные протоны и незаряженные нейтроны) и отрицательно заряженной электронной оболочки, не обладающая зарядом.