Химия · 8 класс · Химия ФГОС (Габриелян) · урок 11 · только теория
Строение атома. Изотопы
Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро: протоны (заряд +1, массовое число ≈ 1) и нейтроны (заряд 0, масса ≈ 1). Электрон: заряд −1, масса примерно в 1836 раз меньше протона, в школьных расчётах массы электронов не…
Чему учимся понимать
Уметь: Дано Z и A. Протоны = Z, нейтроны = A − Z, электроны = Z (атом). Это изотоп какого элемента?
Зачем это нужно
Протоны задают элемент, нейтроны — изотоп, электроны — химию. Без этой тройки таблица — просто красивая сетка.
Опорные понятия
Главные тезисы
- Элемент = заряд ядра; изотоп = ещё и нейтроны.
Определения
- Изотопы
- Разновидности атомов одного элемента с одинаковым Z и разным числом нейтронов.
- Протон
- Частица ядра с зарядом +1; число протонов задаёт элемент.
- Нейтрон
- Нейтральная частица ядра; влияет на массу и устойчивость.
Ключевые факты и правила
- Заряд ядра равен числу протонов Z — это атомный номер, номер элемента. В нейтральном атоме электронов тоже Z. Массовое число A ≈ Z + N, где N — число нейтронов. Нуклоны — общее имя протонов и нейтронов.
- Изотопы — атомы одного элемента (одинаковый Z) с разным числом нейтронов (разный A). Протий ¹H, дейтерий ²H, тритий ³H — изотопы водорода. ¹²C и ¹⁴C — изотопы углерода; ¹⁴C радиоактивен и используется в датировании. Химия изотопов почти одинакова, потому что химию делают электроны, а заряд ядра тот же.
- Пример расчёта. Атом ³⁵Cl: Z = 17, значит 17 протонов и 17 электронов, нейтронов 35 − 17 = 18. Не путать Z и A: номер в таблице — не «вес». Радиоактивные препараты в школе не используют без специальных правил; идея изотопа нужна, чтобы понять, почему Ar в таблице часто дробный (природная смесь изотопов).
- Ион — атом, у которого число электронов не равно Z. Na⁺: протонов 11, электронов 10. Cl⁻: протонов 17, электронов 18. Заряд иона пишут сверху справа. Масса иона почти как у атома: электроны почти ничего не весят.
Теория
Атом состоит из ядра и электронной оболочки. Ядро: протоны (заряд +1, массовое число ≈ 1) и нейтроны (заряд 0, масса ≈ 1). Электрон: заряд −1, масса примерно в 1836 раз меньше протона, в школьных расчётах массы электронов не учитывают.
Заряд ядра равен числу протонов Z — это атомный номер, номер элемента. В нейтральном атоме электронов тоже Z. Массовое число A ≈ Z + N, где N — число нейтронов. Нуклоны — общее имя протонов и нейтронов.
Изотопы — атомы одного элемента (одинаковый Z) с разным числом нейтронов (разный A). Протий ¹H, дейтерий ²H, тритий ³H — изотопы водорода. ¹²C и ¹⁴C — изотопы углерода; ¹⁴C радиоактивен и используется в датировании. Химия изотопов почти одинакова, потому что химию делают электроны, а заряд ядра тот же.
Пример расчёта. Атом ³⁵Cl: Z = 17, значит 17 протонов и 17 электронов, нейтронов 35 − 17 = 18. Не путать Z и A: номер в таблице — не «вес». Радиоактивные препараты в школе не используют без специальных правил; идея изотопа нужна, чтобы понять, почему Ar в таблице часто дробный (природная смесь изотопов).
Ион — атом, у которого число электронов не равно Z. Na⁺: протонов 11, электронов 10. Cl⁻: протонов 17, электронов 18. Заряд иона пишут сверху справа. Масса иона почти как у атома: электроны почти ничего не весят.
Примеры
- Пример 1реакция
¹²C
Уравнения
- Z = 6, A = 12 → 6 p, 6 n, 6 e. ¹⁴C: 6 p, 8 n, 6 e. Оба — углерод
- Пример 2реакция
²³Na
Уравнения
- Z = 11, A = 23 → 11 p, 12 n, 11 e. Ион Na⁺: 11 p, 10 e
- Пример 3случай
¹⁶O и ¹⁸O
Пояснение
- изотопы кислорода
- В воде «тяжёлый» кислород почти не меняет химию, чуть меняет массу молекулы
- Пример 4случай
Атом ²⁷Al
Пояснение
- 13 p, 14 n, 13 e
- Ион Al³⁺: 13 p, 10 e (отдал 3 электрона)
- Пример 5случай
Почему Ar(Cl) ≈ 35,5? Природный хлор
Пояснение
- смесь ³⁵Cl и ³⁷Cl, среднее между 35 и 37
- Пример 6случай
Запись ²⁴₁₂Mg читается
Пояснение
- магний, 12 протонов, массовое число 24, нейтронов 12
Интересно знать
- Тяжёлая вода D₂O содержит дейтерий — её используют в некоторых реакторах.
Техника безопасности
- Радиоактивные изотопы в школе не используют без специальных правил.