Что значит электронейтральный

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Электронейтральная в целом частица называется мицеллой. В химической формуле мицеллы состав ядра обычно заключают в квадратные скобки, а состав ядра вместе с адсорбционным слоем — в фигурные. Например, мицелла хлорида серебра в растворе AgNOa состоит из ядра AgCl, на котором адсорбированы главным образом ионы Ag и частично NO F, окруженные диффузным слоем МОГ-ионов и гидратной ( в водных растворах) оболочкой.  [1]

Электронейтральная в целом частица называется мицеллой. В химической формуле мицеллы состав ядра обычно заключают в квадратные скобки, а состав ядра вместе с адсорбционным слоем — в фигурные. Например, мицелла хлорида серебра в растворе AgNOs состоит из ядра AgCl, на котором адсорбированы главным образом ионы Ag и частично NOif, окруженные диффузным слоем NOjT-ионов и гидратной ( в водных растворах) оболочкой.  [2]

Атом — электронейтральная химически неделимая частица, состоящая из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. Атомы соединяются друг с другом химической связью, образуя молекулы или кристаллы веществ. Размеры и массы атомов чрезвычайно малы.  [3]

Нейтрон — частица, электронейтральная с массой, почти равной массе протона.  [4]

Как уже отмечалось, атом в целом — система электронейтральная .  [5]

Вследствие диссоциации ( отхода иона водорода, заряженного положительно) частица глины, ранее электронейтральная , приобретает отрицательный электрический заряд. Молекулы воды, представляющие собой диполи, ориентируются в поле этого заряда и, притягиваясь к частице глины, образуют вокруг нее оболочку. Молекулы воды, притянутые электрическим зарядом, теряют свою подвижность, что в отличие от подвижных молекул жидкости придает этой оболочке прочность твердого тела — льда.  [6]

Электроны в атоме в энергетическом поле ядра образуют его оболочку. Общее число электронов в атоме равно положительному заряду ядра: атом — система электронейтральная . Изменение числа электронов в атоме нарушает электронейтральность его: зарядовое состояние частицы изменяется, но химическая природа элемента при этом остается той же. Масса электрона по сравнению с массой нуклона очень мала и составляет всего 5 5 — 10 — 4 у.е., поэтому сколько бы электронов ни содержала оболочка атома, их роль в массе атома в целом незначительна. Так, в атоме Bi на долю электронов приходятся лишь десятые части процента всей массы атома. Вообще, можно сказать, что масса атома практически вся сосредоточена в его ядре. Отсюда как следствие массовое число А изотопа и атомная масса элемента — величины, практически совпадающие между собой. Атомная же масса плеяды элементов — средняя величина из массовых чисел тех изотопов, которые составляют данную плеяду. Это основная причина того, что атомные массы полиизотопных элементов в большинстве случаев величины дробные.  [7]

Предметом исследования является любое вещество. Индивидуальность вещества задается процентным составом ядер с различными атомными номерами Z. Вся система частиц электронейтральная . Тогда заданная масса вещества М занимает объем VQ M / PQ. Пусть такое твердое тело помещено в сосуд с жесткими стенками объемом V, и V VQ. При неограниченном повышении температуры сосуда кинетическая энергия частиц ( ядер и электронов) неограниченно возрастает и становится много большей энергии их кулоновского взаимодействия, поэтому все частицы будут равномерно заполнять объем V. Такое состояние частиц называется идеальным газом. Назовем температуру, выше которой состояние всех частиц идеально-газовое, граничной температурой TH, — она является функцией объема V.  [8]

Прежде всего рассмотрим отдельные этапы в развитии этого BOiipoca. До сего времени в учебниках коллоидной химии можно найти следующее объяснение для стабильности лиофобных коллоидов: так как частицы на своей поверхности несут электрический заряд и так как одноименно заряженные частицы отталкиваются, то они не могут соединиться, агрегироваться до больших размеров. Такое объяснение мало убедительно, потому что при этом совершенно упускается из виду, что ни о каком свободном заряде на поверхности частицы не может быть и речи, ибо ионогенный комплекс состоит, как и ионы, из двух частей, и коллоидная система в целом ведет себя как система электронейтральная . Однако отсюда нельзя сделать вывод о том, что заряд частицы не сказывается на ее стабильности.  [9]

Прежде всего рассмотрим отдельные этапы в развитии этого вопроса. До сего времени в учебниках коллоидной химии можно найти следующее объяснение для стабильности лиофобных коллоидов: так как частицы на своей поверхности несут электрический заряд и так как одноименно заряженные частицы отталкиваются, то они не могут соединиться, агрегироваться до больших размеров. Такое объяснение мало убедительно, потому что при этом совершенно упускается из виду, что ни о каком свободном заряде на поверхности частицы не может быть и речи, ибо ионогенный комплекс состоит, как и ионы, из двух частей, и коллоидная система в целом ведет себя как система электронейтральная . Однако отсюда нельзя сделать вывод о том, что заряд частицы не сказывается на ее стабильности.  [10]

В настоящее время изотопы различных элементов во множестве изготовляют искусственно. Здесь широко используют соответствующие ядерные реакции. Подобные реакции эффективны, так как нейтрон — частица электронейтральная и легче других частиц преодолевает сильный электрический ( кулоновский) барьер, существующий вокруг исходных ядер мишени.  [11]

электронейтральный

Карбены — неустойчивые органические соединения, содержащие электронейтральный двухвалентный атом углерода R R C: (точки означают два электрона); промежуточные частицы во многих органических реакциях. Так, простейший К. метилен: CH2 образуется при… … Большая советская энциклопедия

КРИТИЧЕСКАЯ СВЕТИМОСТЬ — (эддингтоновская светимость). Светимость (L )звезды наз. критической (L кр), если соответствующая ей сила давления излучения на вещество звезды уравновешивает силу гравитац. притяжения. Понятие К. с. впервые введено А. С. Эдингтоном, (A. S.… … Физическая энциклопедия

Берцелиус Йёнс Якоб — (Berzelius) (1779 1848), шведский химик и минералог, иностранный почётный член Петербургской АН (1820). Открыл церий (1803), селен (1817), торий (1828). Создал (1812 1819) электрохимическую теорию химического сродства, на её основе построил… … Энциклопедический словарь

нейтральный — См … Словарь синонимов

ЛЭН — лаборатория экологического нормирования локально электронейтральный … Словарь сокращений русского языка

карбен — Carbene Карбен Высокоактивные химические соединения, содержащие электронейтральный двухвалентный атом углерода с двумя несвязывающими валентными электронами. Незамещенный карбен :СН2, называемый также метиленом, может находиться в синглетной… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. — М.

carbene — Carbene Карбен Высокоактивные химические соединения, содержащие электронейтральный двухвалентный атом углерода с двумя несвязывающими валентными электронами. Незамещенный карбен :СН2, называемый также метиленом, может находиться в синглетной… … Толковый англо-русский словарь по нанотехнологии. — М.

ЛЭН — лаборатория экологического нормирования ЛЭН локально электронейтральный техн., хим … Словарь сокращений и аббревиатур

Строение электронных оболочек атомов

Теория Бора позволила разрешить очень важный вопрос о расположении электронов в атомах различных элементов и установить зависимость свойств элементов от строения электронных оболочек их атомов.

В настоящее время разработаны схемы строения атомов всех химических элементов. При построении этих схем ученые исхо­дили из богатейшего опытного материала, накопленного при изу­чении оптических и рентгеновых спектров, а также из общих соображений об устойчивости различных комбинаций электронов. Но основной путеводной нитью служил им периодический закон.

Нужно, однако, иметь в виду, что все эти схемы отнюдь не являются чем-то законченным, твердо установленным; они пред ставляют собой лишь более или менее достоверную гипотезу,позволяющую объяснить многие физические и химические свой­ства элементов.

Мы уже видели, что число электронов, вращающихся вокруг ядра атома, равно порядковому номеру элемента в периодиче­ской системе. Первоначально предполагалось, что электроны движутся группами по одним и тем же круговым орбитам, обра­зующим несколько концентрических колец.

Впоследствии при­шлось допустить, что каждый электрон имеет свою орбиту, кото­рая может быть кругом или эллипсом, и что все эти орбиты различно расположены в пространстве, т. е. наклонены друг к другу под разными углами, окружая ядро со всех сторон.Расположение электронов по кольцам заменено теперь их груп­пировкой по электронным слоям. Каждому слою принадлежит определенно заполняющее или как бы насыщающее его число» электронов.

Электроны одного слоя

Электроны одного и того же слоя характеризуются почти одинаковым запасом энергии, т. е. находятся примерно на одинаковом энергетическом уровне. Вся электронная оболочка атома распадается на несколько слоев, или энергети­ческих уровней, обозначаемых буквами К, L, М, N… Буквой К обозначают ближайший к ядру слой.

Электроны каждого сле­дующего слоя находятся на более высоком энергетическом уровне, чем электроны предыдущего «слоя. Орбиты всех электро­нов, относящихся к одному слою, обладают одинаковой величиной больших осей эллипса, норазличной величиной малых осей. Наибольшее число электронов N, могущих находиться в дан­ном слое (на данном энергетическом уровне),равно удвоенному квадрату номера слоя

где n — номер слоя. Таким образом, первый ближайший к ядру слой К может содержать не больше двух электронов, второй слой L — небольше восьми, третий слой М — не больше восем­надцати и т. д. Крометого, установлено, что число электронов в наружном слое для всех элементов, кроме палладия, не пре­вышает восьми, а в предпоследнем слое — восемнадцати.

Электроны наружного слоя

Электроны наружного слоя, как наиболее удаленные от ядра и,следовательно, наименее прочно связанные с ядром, могут отрыватьсяот атома и присоединяться к другим атомам, входя в состав наружного слоя последних. Атомы, лишившиеся одного или нескольких электронов, становятся заряженными по­ложительно, так как заряд ядра атома превышает сумму зарядов оставшихся электронов.

Наоборот,атомы, присоединившие к себе лишние электроны, заряжаются отрицательно. Образующиеся та­ким путем заряженные частицы,качественно отличные от соот­ветствующих атомов, называются ионами.

Величина заряда иона зависит от числа потерянных или при­обретенных атомом электронов. Например, если атом алюминия,имеющий в своей оболочке всего 13 электронов, потеряет три электрона наружного слоя, то образовавшийся ион алюминия будет иметь заряд +3, так как от потери электронов заряд ядра, равный +13,не изменится, а общий заряд, оставшихся электро­нов станет равным—10 (заряд иона будет —10 +13 = +3).

Атом серы имеет всего 16 электронов, из которых шесть нахо­дятся в наружном слое. Если он присоединит к себе еще два электрона, то получится отрицательный двухзарядный ион серы, так как общий заряд электронов станет равным —18, а заряд ядра + 16 (заряд иона будет —18 + 16 = —2).

Ионы принято обозначать теми же символами, что и атомы,добавляя к ним справа вверху столько знаков плюс или минус,скольким единицам равняется заряд иона. Например, положи­тельный трехзарядный. ион алюминия обозначается символом Al +++ или Аl 3+ , отрицательный двухзарядный ион серы — симво­лом S — или S 2- и т. д.

Электронейтральные атомы

Многие ионы в свою очередь могут терять или присоединять электроны, превращаясь при этом или в электронейтральные атомы,или в новые ионы с другим зарядом.

При потере электронов положительный заряд иона увеличи­вается, а отрицательный уменьшается или становится равным нулю(т. е. ион превращается в электронейтральный атом). На­оборот, присоединение электронов к иону уменьшает его положи­тельный заряд и увеличивает отрицательный.

Так, например, положительный двухзарядный ион железа Fe ++ , отдавая один электрон, становится трехзарядным ионом Fe +++ , а присоединяя два электрона, —превращается в электронейтральный атом Fe; отри­цательный двухзарядный ион серы S — , отдавая два электрона, превращается в атом серы S и т. д.

Переход наружных электронов от одних атомов к другим со­вершается при самых разнообразных химических процессах, о чем мы подробно будем говорить в следующей главе. От числа этих электронов и зависит, главным образом, различие в химических свойствах атомов. Только электроны наружного слоя принимают участие в выделении и поглощении лучей видимого света и близких к ним по длине волны инфракрасных и ультрафиолето­вых лучей.

Электроны в атомах отдельных элементов

Посмотрим теперь, как расположены электроны в атомах отдельных элементов.

В атоме водорода имеется только один электрон, который ивращается вокруг ядра по кругу, как изображено на рис.. Атом водорода легко может отдавать свой электрон другим атомам, превращаясь в положительный однозарядный ион водорода,состоящий только из ядра, которое получило название протон.

Следующий за водородом элемент гелий имеет два электрона, образующих первый слой K. Оба электрона вращаются по кру­говым орбитам, наклоненным друг к другу под некоторым углом (рис. 2), и характеризуются одинаковым запасом энергии, т. е. находятся на одном и том же энергетическом уровне (первом).

Такое расположение электронов очень устойчиво, вследствие чего гелий совершенно не склонен ни отдавать свои электроны, ни присоединять к себе элек­троны других атомов.

Следующие после лития элементы бериллий, бор, углерод и т. д. сохраняют гелиевый слой из двух электронов, но число электронов в их втором слое L последовательно увеличивается на еди­ницу, пока не достигнет восьми в атоме неона.

Тогда получается очень устойчивое, симметричное расположение электронов (, вследствие чего неон, подобно гелию, не может ни отдавать, ни присоединять электроны. В атомах же элементов, расположенных между гелием и неоном, электроны L-слоя связаны непрочно и у первых членов ряда могут отщепляться, что-приводит к превращению этих атомов в ионы.

Вслед за неоном идет натрий. Десять его электронов располо­жены так же, как в атоме неона (два на первом энергетическое Уровне и восемь на втором), а одиннадцатый электрон занимает сильно вытянутую эллиптическую орбиту и находится уже на третьем энергетическом уровне (рис. 4). Атом натрия имеет, та­ким образом,структуру, подобную атому лития, что делает понятным химическое сходство этих элементов.

При переходе от натрия к магнию, алюминию и следующим за ним элементам, так же как и при переходе от лития к неону, происходит последова­тельное увеличение числа электронов, но уже в третьем слое, и у ар гона опять получается устойчивая структура с восьми электронным третьим слоем.

Представленные на рисун­ках 21—26 атомные модели,отображающие расположение электронных орбит в атомах различных элементов, очень громоздки и неудобны. Для химических целей совершенно до­статочными являются упрощен­ные схемы строения атомов, изображенные на рис. 27.

Нужно только иметь в виду, что эти схемы отнюдь не дают представления о действительном расположении электронов в атомах, а лишь указывают число электронов в слоях: каждая окружность соответствует одному слою электронов, т. е. одному энергетическому уровню.

Строение атома и электронные конфигурации 1.0

Атом можно представить как конструктор «Лего», который можно собрать из более простых “элементарных” частиц. У каждого атома число “деталек” может быть различным. Об этом и о других особенностях строения атома поговорим в статье.

Строение атома

Великие ученые и философы древности упорно бились над вопросом, из чего же состоят вещества, которые их окружают. Впервые идею о том, что все тела живой и неживой природы состоят из мельчайших частиц — атомов — высказал древнегреческий ученый Демокрит целых 2500 лет назад!

Что же из себя представляет атом?

Атом — это мельчайшая химически неделимая частица вещества.

Атомы могут соединяться друг с другом с помощью химических связей в различной последовательности, образуя более сложные частицы — молекулы. Можно провести аналогию:

• атом — отдельный человек,
• молекулы — группы людей, объединенные общим признаком (семья, одноклассники, коллеги, любители кошек, любители собак).

Молекула — это мельчайшие частицы, которые состоят из атомов. Они являются химически делимыми.

Долгое время считалось, что атом нельзя разделить далее на составляющие. Но с развитием науки учёные-физики выяснили, что атом состоит из более мелких, или элементарных частиц — протонов (p), нейтронов (n) и электронов (ē).

В центре атома располагается ядро, которое состоит из протонов и нейтронов (их общее название нуклоны), а вокруг ядра вращаются электроны.

Чем атом похож на Солнечную систему? Можно представить атом как Солнечную систему, где вокруг ядра (Солнца) по орбитам вращаются электроны (планеты). Это так называемая планетарная модель атома. В реальности атом намного сложнее, но для запоминания нам удобнее пользоваться этими представлениями.

Тогда более точно определение атома будет звучать так:

Атом — электронейтральная химически неделимая частица, которая состоит из положительно заряженного ядра и вращающихся вокруг него отрицательно заряженных электронов.

Каждая из элементарных частиц в атоме имеет свой заряд и массу:

Характеристика элементарных частиц

Из таблички видно, что вся масса атома сосредоточена в протонах и нейтронах, то есть в ядре. При этом само ядро положительно заряжено, а вокруг ядра вращаются отрицательно заряженные электроны.

В разновидностях одного и того же химического элемента может быть различное число элементарных частиц. Давай рассмотрим это на примере атома водорода.

Первый случай: ядро атома водорода состоит из одного протона (масса ядра = 1 а.е.м.). Такой атом называется протием, именно он указан в периодической системе Д.И. Менделеева.

Добавим к этому ядру один нейтрон, тогда масса ядра будет равна 2 а.е.м.. Мы получили вторую разновидность атома водорода — дейтерий.

Если добавить второй нейтрон к такому ядру, то мы получим тритий. Так вот, разновидности одного и того же химического элемента, которые различаются числом нейтронов в ядре, называются изотопами.

Как определить количество элементарных частиц

Сейчас мы научимся определять количество протонов, нейтронов и электронов в атоме любого химического элемента. В этом нам поможет периодическая система Д.И. Менделеева.

Давай рассмотрим ячейку в периодической системе с углеродом:

В верхней части ячейки располагается порядковый номер элемента (это целое число), под ним располагается относительная атомная масса. Она является нецелым числом, поэтому её легко определять. Относительная атомная масса, округленная до целого числа, называется массовым числом.

Эти характеристики связаны с количеством элементарных частиц в атоме следующим образом:

(№ элемента = p = Z = ē)

Число нейтронов = массовое число – порядковый номер

Давай рассмотрим основные определения и положения, связанные с характеристикой элемента и числовыми операциями:

• Орбиты, на которых располагаются электроны, называются электронными слоями (или энергетическими уровнями). Нумерация слоев начинается с ближайшего к ядру электронного слоя.
• На каждом электронном слое может находиться не более 2N2 электронов (где N — номер слоя).
• Число занятых электронами слоев в атоме элемента совпадает с номером периода, в котором он находится.
• Последний энергетический уровень называют внешним (максимальное число ē на внешнем уровне = 8). Обычно на нем находятся валентные электроны, то есть электроны на внешней (валентной) оболочке атома.
• Число валентных электронов, как правило, совпадает с номером группы, в котором находится элемент.

На примере атома углерода определим количество элементарных частиц в его атоме.

Порядковый номер углерода равен 6, значит, заряд его атома + 6, число протонов и число электронов совпадает и тоже равно 6.

Относительная атомная масса равна 12,01, а число нейтронов равно 12 – 6 = 6.

Углерод находится во втором периоде, IV группе. Это показывает нам, что занято лишь 2 электронных слоя, при этом на внешнем электронном уровне располагаются 4 электрона.

“Грустный” и “веселый” атом

При заполнении электронами ячеек мы описываем так называемое основное состояние. Это такое состояние атома, при котором энергия системы минимальна. Его состояние можно определить как “веселое”: в атоме всё спокойно и в порядке.

Но может быть и другая ситуация, когда на электроны оказывается какое-то воздействие. Тогда происходит процесс, похожий на развод пары в человеческом мире. В результате воздействия те электроны, которые находились на орбитали вдвоем и были спаренными, могут друг с другом “поссориться” и “разъехаться” по разным орбиталям.

Тогда атом можно определить как “грустный”: электроны ссорятся, атома грустит. В химии это состояние и называется возбужденным. Такой “развод” возможен только в пределах одного энергетического уровня.

Атомные подуровни заполняются электронами в порядке увеличения их энергии. Этот порядок выглядит следующим образом:

1s → 2s → 2p → 3s → 3p → 4s → 3d → 4p → 5s → 4d → 5p → 6s → …

Проскок электрона

Это явление характерно для элементов IB и VIB групп, например, Cr, Cu, Ag.

Например, у меди электронная оболочка должна выглядеть как ..3d 9 4s 2 . Но так как для заполнения d-подуровня не хватает одного электрона, то более выгодной становится ситуация, когда с s-подуровня электрон “перепрыгивает” на внутренний d-подуровень. В результате, конфигурация меди выглядит как 3d 10 4s 11

Итог: иметь конфигурации nd 5 и nd 10 более энергетически выгодно, чем nd 4 и nd 9 . Поэтому у таких элементов, как Cu, Cr, Ag, Au, Nb, Mo, Ru, Pt, Pd происходит проскок (провал) электрона: электрон с верхнего “этажа” как будто проваливается на нижний.

Классификация химических элементов: s-,p-,d-,f-элементы

В зависимости от положения “последнего электрона” бывают s-, p-, d-, f-элементы:

• s-элементы: IA и IIA группы;
• p-элементы: IIIA-VIIIA группы;
• d-элементы: элементы побочных подгрупп;
• f-элементы: вынесены в отдельную группу лантаноидов и актиноидов.

У s- и p-элементов валентные электроны находятся на внешнем уровне.

У d-элементов — на внешнем s- и на предвнешнем d-подуровнях.

Далее приведены электронные формулы атомов элементов первых четырех периодов. Благодаря этой шпаргалке всегда можно сверить свой вариант электронной конфигурации и проверить себя.

Продолжение темы читайте в статье «Строение атома и электронные конфигурации 2.0».

Фактчек

• Атом — электронейтральная частица, состоящая из ядра и вращающихся вокруг него электронов.
• Электроны располагаются на электронных подуровнях, причем их число определяется порядковым номером элемента.
• Существует группа атомов одного и того же химического элемента, у которых имеется разное число нейтронов. Такие элементы называют изотопами.
• Электроны располагаются по ячейкам так, чтобы энергия системы была минимальна.
• Иногда для достижения минимума энергии некоторые правила нарушаются — таковым является проскок электрона.

Проверь себя

Задание 1.

Ядро атома состоит из:

1. Протонов и нейтронов
2. Протонов и электронов
3. Нейтронов и электронов
4. Протонов, нейтронов и электронов

Задание 2.

У изотопов различается число:

1. Протонов
2. Нейтронов
3. Электронов
4. Нейтронов и электронов

Задание 3.

Проскок электрона характерен для элемента:

1. Натрия
2. Алюминия
3. Ксенона
4. Меди

Задание 4.

На третьем электронном слое может находиться максимально:

1. 8 электронов
2. 18 электронов
3. 2 электрона
4. 32 электрона

Ответы: 1. — 1; 2. — 2; 3. — 4; 4. — 2.