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Wie groß ist die positive Ladung des Atomkerns? Atomkern: Kernladung

Im Herzen jeder Wissenschaft liegt etwas Kleines und Wichtiges. In der Biologie ist es eine Zelle, in der Linguistik ein Buchstabe und ein Laut, in der Technik ein Rädchen, im Bauwesen ein Stück Sand und für Chemie und Physik ist das Atom und seine Struktur das Wichtigste.

Dieser Artikel richtet sich an Personen über 18 Jahre

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Ein Atom ist das kleinste Teilchen von allem, was uns umgibt, das alle notwendigen Informationen trägt, ein Teilchen, das Eigenschaften und Ladungen bestimmt. Lange Zeit glaubten Wissenschaftler, es sei unteilbar, eins, doch im Laufe vieler Stunden, Tage, Monate und Jahre wurden Studien, Forschungen und Experimente durchgeführt, die bewiesen, dass das Atom auch eine eigene Struktur hat. Mit anderen Worten: Diese mikroskopisch kleine Kugel besteht aus noch kleineren Komponenten, die sich auf die Größe ihres Kerns, ihre Eigenschaften und ihre Ladung auswirken. Die Struktur dieser Partikel ist wie folgt:

Elektronen;
Kern eines Atoms.

Letztere lassen sich auch in sehr elementare Teile unterteilen, die in der Wissenschaft Protonen und Neuronen heißen, von denen es jeweils eine eindeutige Anzahl gibt.

Die Anzahl der Protonen im Kern gibt Aufschluss über die Struktur der Hülle, die aus Elektronen besteht. Diese Hülle wiederum enthält alle notwendigen Eigenschaften eines bestimmten Materials, Stoffes oder Gegenstandes. Die Berechnung der Protonensumme ist sehr einfach – es reicht aus, die Seriennummer des kleinsten Teils der Substanz (Atom) im bekannten Periodensystem zu kennen. Dieser Wert wird auch Ordnungszahl genannt und mit dem lateinischen Buchstaben „Z“ bezeichnet. Es ist wichtig zu bedenken, dass Protonen eine positive Ladung haben und dieser Wert schriftlich als +1 definiert wird.

Neuronen sind der zweite Bestandteil des Atomkerns. Dabei handelt es sich um ein elementares subatomares Teilchen, das im Gegensatz zu Elektronen oder Protonen keine Ladung trägt. Neuronen wurden 1932 von J. Chadwick entdeckt, wofür er drei Jahre später den Nobelpreis erhielt. In Lehrbüchern und wissenschaftlichen Werken werden sie mit dem lateinischen Symbol „n“ bezeichnet.

Der dritte Bestandteil des Atoms ist das Elektron, das sich in monotoner Bewegung um den Kern bewegt und so eine Wolke erzeugt. Dieses Teilchen ist das leichteste aller in der modernen Wissenschaft bekannten Teilchen, was bedeutet, dass seine Ladung auch die kleinste ist. Das Elektron wird mit dem Buchstaben von −1 bezeichnet.

Es ist die Kombination aus positiven und negativen Teilchen in der Struktur, die ein Atom zu einem ungeladenen oder neutral geladenen Teilchen macht. Der Kern ist im Vergleich zur Gesamtgröße des gesamten Atoms sehr klein, aber darin ist das gesamte Gewicht konzentriert, was auf seine hohe Dichte hinweist.

Wie bestimmt man die Ladung eines Atomkerns?

Um die Ladung des Atomkerns zu bestimmen, müssen Sie die Struktur des Atoms selbst und seines Kerns gut verstehen, die Grundgesetze der Physik und Chemie verstehen und auch mit dem Periodensystem von Mendelejew zur Bestimmung vertraut sein die Ordnungszahl eines chemischen Elements.

Wissen, dass ein mikroskopisch kleines Teilchen einer beliebigen Substanz in seiner Struktur einen Kern und Elektronen aufweist, die in seiner Nähe eine Hülle in Form einer Wolke bilden. Der Kern wiederum umfasst zwei Arten unteilbarer Elementarteilchen: Protonen und Neuronen, von denen jedes seine eigenen Eigenschaften und Merkmale hat. Neuronen haben keine elektronische Ladung in ihrem Arsenal. Das bedeutet, dass ihre Ladung weder gleich noch größer oder kleiner als Null ist. Protonen tragen im Gegensatz zu ihren Gegenstücken eine positive Ladung. Mit anderen Worten, ihre elektrische Ladung kann mit +1 bezeichnet werden.
Auch Elektronen, die ein integraler Bestandteil jedes Atoms sind, tragen eine bestimmte Art elektrischer Ladung. Sie sind negativ geladene Elementarteilchen und werden schriftlich als −1 definiert.
Um die Ladung eines Atoms zu berechnen, benötigen Sie Kenntnisse über seine Struktur (wir haben uns gerade die notwendigen Informationen gemerkt) und die Anzahl der Elementarteilchen in der Zusammensetzung. Und um die Ladungsmenge eines Atoms herauszufinden, müssen Sie die Anzahl einiger Teilchen (Protonen) mathematisch zu anderen (Elektronen) addieren. Normalerweise weisen die Eigenschaften eines Atoms darauf hin, dass es elektronenneutral ist. Mit anderen Worten: Der Wert der Elektronen ist gleich der Anzahl der Protonen. Das Ergebnis ist folgendes: Der Ladungswert eines solchen Atoms ist Null.
Eine wichtige Nuance: Es gibt Situationen, in denen die Anzahl der positiv und negativ geladenen Elementarteilchen im Kern möglicherweise nicht gleich ist. Das bedeutet, dass das Atom zu einem Ion mit positiver oder negativer Ladung wird.

Das wissenschaftliche Symbol für den Atomkern ist Ze. Es ist ganz einfach zu entziffern: Z ist die Zahl, die einem Element im bekannten Periodensystem zugeordnet ist; man nennt sie auch Ordinal- oder Ladungszahl. Und es gibt die Anzahl der Protonen im Atomkern an, und e ist einfach die Ladung des Protons.

In der modernen Wissenschaft gibt es Kerne mit unterschiedlichen Ladungswerten: von 1 bis 118.

Ein weiteres wichtiges Konzept, das junge Chemiker kennen müssen, ist die Massenzahl. Dieses Konzept gibt die Gesamtladung von Nukleonen an (dies sind die kleinsten Bestandteile des Kerns eines Atoms eines chemischen Elements). Und Sie können diese Zahl finden, wenn Sie die Formel verwenden: A = Z + N Dabei ist A die gewünschte Massenzahl, Z die Anzahl der Protonen und N der Wert der Neutronen im Kern.

Welche Ladung hat der Kern eines Bromatoms?

Um in der Praxis zu demonstrieren, wie man die Ladung eines Atoms des gewünschten Elements (in unserem Fall Brom) ermittelt, sollten Sie sich das Periodensystem der chemischen Elemente ansehen und dort Brom finden. Seine Ordnungszahl beträgt 35. Das bedeutet, dass seine Kernladung 35 beträgt, da sie von der Anzahl der Protonen im Kern abhängt. Und die Zahl der Protonen wird durch die Zahl angegeben, unter der das chemische Element in Mendelejews großartigem Werk steht.

Um jungen Chemikern künftig die Berechnung der notwendigen Daten zu erleichtern, hier noch ein paar Beispiele:

Die Kernladung des Natriumatoms (na) beträgt 11, da es unter dieser Zahl in der Tabelle der chemischen Elemente zu finden ist.
die Ladung des Phosphorkerns (dessen symbolische Bezeichnung P ist) hat einen Wert von 15, weil sich so viele Protonen in seinem Kern befinden;
Schwefel (mit der grafischen Bezeichnung S) ist in der Tabelle ein Nachbar des vorherigen Elements, daher beträgt seine Kernladung 16;
Eisen (und wir können es in der Bezeichnung Fe finden) hat die Nummer 26, was die gleiche Anzahl von Protonen in seinem Kern und damit die Ladung des Atoms angibt;
Kohlenstoff (auch bekannt als C) ist die Nummer 6 im Periodensystem, was die Informationen angibt, die wir benötigen;
Magnesium hat die Ordnungszahl 12 und ist in der internationalen Symbolik als Mg bekannt;
Chlor hat im Periodensystem, wo es als Cl geschrieben wird, die Nummer 17, daher ist seine Ordnungszahl (die wir brauchen) dieselbe – 17;
Das für junge Organismen so vorteilhafte Kalzium (Ca) findet sich auf Platz 20;
die Ladung des Kerns eines Stickstoffatoms (mit der schriftlichen Bezeichnung N) beträgt 7 und wird in dieser Reihenfolge im Periodensystem dargestellt;
Barium hat die Zahl 56, was seiner Atommasse entspricht;
Das chemische Element Selen (Se) hat 34 Protonen in seinem Kern, und dies zeigt, dass die Ladung des Kerns seines Atoms genau diese sein wird;
Silber (oder in der schriftlichen Bezeichnung Ag) hat eine Ordnungszahl und Atommasse von 47;
Wenn Sie die Ladung des Kerns eines Lithiumatoms (Li) herausfinden möchten, müssen Sie sich dem Anfang von Mendelejews großartigem Werk zuwenden, wo es die Nummer 3 hat.
Aurum oder unser geliebtes Gold (Au) hat eine Atommasse von 79;
für Argon beträgt dieser Wert 18;
Rubidium hat eine Atommasse von 37, während Strontium eine Atommasse von 38 hat.

Es würde sehr lange dauern, alle Komponenten des Periodensystems von Mendelejew aufzulisten, da es viele davon (diese Komponenten) gibt. Die Hauptsache ist, dass die Essenz dieses Phänomens klar ist und Sie die Ordnungszahl von Kalium, Sauerstoff, Silizium, Zink, Aluminium, Wasserstoff, Beryllium, Bor, Fluor, Kupfer, Fluor, Arsen, Quecksilber und Neon berechnen müssen , Mangan, Titan, dann müssen Sie nur noch in der Tabelle der chemischen Elemente nachschlagen und die Seriennummer eines bestimmten Stoffes herausfinden.

KERNLADUNG

Moseleys Gesetz. Die elektrische Ladung des Kerns wird durch die Protonen gebildet, aus denen er besteht. Anzahl der Protonen Z Sie nennen es Ladung, was bedeutet, dass der absolute Wert der Ladung des Kerns gleich ist Ze. Die Kernladung stimmt mit der Seriennummer überein Z Element im Periodensystem der Elemente von Mendelejew. Die Ladungen von Atomkernen wurden erstmals 1913 vom englischen Physiker Moseley bestimmt. Durch Messung der Wellenlänge mit einem Kristall λ Als charakteristische Röntgenstrahlung für Atome bestimmter Elemente entdeckte Moseley eine regelmäßige Änderung der Wellenlänge λ für im Periodensystem aufeinanderfolgende Elemente (Abb. 2.1). Moseley interpretierte diese Beobachtung als Abhängigkeit λ von einer Atomkonstante Z, variiert von Element zu Element um eins und ist für Wasserstoff gleich eins:

wobei und Konstanten sind. Aus Experimenten zur Streuung von Röntgenquanten an Atomelektronen und α -Teilchen durch Atomkerne war bereits bekannt, dass die Ladung des Kerns etwa der halben Atommasse entspricht und daher nahe an der Ordnungszahl des Elements liegt. Da die Emission charakteristischer Röntgenstrahlung eine Folge elektrischer Prozesse im Atom ist, kam Moseley zu dem Schluss, dass die in seinen Experimenten gefundene Atomkonstante, die die Wellenlänge der charakteristischen Röntgenstrahlung bestimmt und mit der Ordnungszahl des Elements übereinstimmt, kann nur die Ladung des Atomkerns sein (Moseleys Gesetz).

Reis. 2.1. Von Moseley erhaltene Röntgenspektren von Atomen benachbarter Elemente

Die Messung von Röntgenwellenlängen erfolgt mit großer Genauigkeit, so dass auf Basis des Moseley-Gesetzes die Zugehörigkeit des Atoms zu einem chemischen Element absolut zuverlässig festgestellt werden kann. Gleichzeitig ist die Tatsache, dass die Konstante Z In der letzten Gleichung beruht die Ladung des Kerns, obwohl durch indirekte Experimente belegt, letztlich auf einem Postulat – dem Moseley-Gesetz. Daher wurden nach Moseleys Entdeckung immer wieder Kernladungen in Streuexperimenten gemessen α -Teilchen basierend auf dem Coulombschen Gesetz. Im Jahr 1920 verbesserte Chadwig die Technik zur Messung des Streuanteils α -Teilchen und erhielten die Ladungen der Kerne von Kupfer-, Silber- und Platinatomen (siehe Tabelle 2.1). Chadwigs Daten lassen keinen Zweifel an der Gültigkeit von Moseleys Gesetz. Zusätzlich zu diesen Elementen wurden in den Experimenten auch die Ladungen der Kerne von Magnesium, Aluminium, Argon und Gold bestimmt.

Tabelle 2.1. Ergebnisse von Chadwicks Experimenten

Definitionen. Nach Moseleys Entdeckung wurde klar, dass das Hauptmerkmal eines Atoms die Ladung des Kerns ist und nicht seine Atommasse, wie Chemiker des 19. Jahrhunderts annahmen, denn die Ladung des Kerns bestimmt die Anzahl der Atomelektronen und damit die chemischen Eigenschaften von Atomen. Der Grund für die Unterschiede zwischen den Atomen chemischer Elemente liegt gerade darin, dass ihre Kerne eine unterschiedliche Anzahl von Protonen in ihrer Zusammensetzung aufweisen. Im Gegenteil: Eine unterschiedliche Anzahl von Neutronen in den Atomkernen mit gleicher Protonenanzahl verändert die chemischen Eigenschaften der Atome in keiner Weise. Als Atome werden Atome bezeichnet, die sich nur durch die Anzahl der Neutronen in ihren Kernen unterscheiden Isotope Chemisches Element.

Aus dem Planetenmodell der Atomstruktur wissen wir, dass ein Atom aus einem Kern und einer um ihn rotierenden Elektronenwolke besteht. Darüber hinaus ist der Abstand zwischen Elektronen und Kern zehn- und hunderttausendmal größer als die Größe des Kerns selbst.

Was ist der Kern selbst? Handelt es sich um eine kleine, feste, unteilbare Kugel oder besteht sie aus kleineren Teilchen? Kein einziges Mikroskop auf der Welt ist in der Lage, uns klar zu zeigen, was auf dieser Ebene geschieht. Da ist alles zu klein. Was sollen wir dann tun? Ist es überhaupt möglich, die Physik des Atomkerns zu studieren? Wie kann man die Zusammensetzung und Eigenschaften des Atomkerns herausfinden, wenn es nicht möglich ist, ihn zu untersuchen?

Ladung des Atomkerns

Durch eine Vielzahl indirekter Experimente, die Formulierung von Hypothesen und deren praktische Prüfung durch Versuch und Irrtum konnten Wissenschaftler die Struktur des Atomkerns untersuchen. Es stellte sich heraus, dass der Kern aus noch kleineren Partikeln besteht. Von der Anzahl dieser Teilchen hängen die Größe des Kerns, seine Ladung und die chemischen Eigenschaften des Stoffes ab. Darüber hinaus haben diese Teilchen eine positive Ladung, die die negative Ladung der Elektronen des Atoms ausgleicht. Diese Teilchen wurden Protonen genannt. Ihre Zahl ist im Normalzustand immer gleich der Zahl der Elektronen. Die Frage, wie die Kernladung bestimmt werden soll, wurde nicht mehr gestellt. Die Ladung des Atomkerns im neutralen Zustand ist immer gleich der Anzahl der um ihn rotierenden Elektronen und hat das entgegengesetzte Vorzeichen zur Ladung der Elektronen. Und Physiker haben bereits gelernt, die Anzahl und Ladung von Elektronen zu bestimmen.

Aufbau des Atomkerns: Protonen und Neutronen

Im Laufe der weiteren Forschung trat jedoch ein neues Problem auf. Es stellte sich heraus, dass sich Protonen mit gleicher Ladung in manchen Fällen zweimal in der Masse unterscheiden. Dies warf viele Fragen und Ungereimtheiten auf. Am Ende konnte festgestellt werden, dass der Atomkern neben Protonen auch bestimmte Teilchen enthält, deren Masse den Protonen nahezu gleichkommt, die jedoch keine Ladung tragen. Diese Teilchen wurden Neutronen genannt. Der Nachweis von Neutronen löste alle Unstimmigkeiten in den Berechnungen. Daher wurden Protonen und Neutronen als Bestandteile des Kerns Nukleonen genannt. Die Berechnung aller Werte im Zusammenhang mit den Eigenschaften des Kerns ist jetzt viel einfacher zu verstehen. Neutronen sind nicht an der Bildung der Kernladung beteiligt, so dass ihr Einfluss auf die chemischen Eigenschaften der Substanz praktisch nicht zum Tragen kommt. Neutronen sind jedoch an der Bildung der Kernmasse beteiligt und beeinflussen dementsprechend die Gravitationseigenschaften von der Atomkern. Somit gibt es einen indirekten Einfluss von Neutronen auf die Eigenschaften der Substanz, der jedoch äußerst unbedeutend ist.

Struktur Atom- Dies ist eines der Grundthemen des Chemiekurses, der auf der Kenntnis der Verwendung der Tabelle „Periodensystem der chemischen Elemente von D. I. Mendeleev“ basiert. Hierbei handelt es sich nicht nur um chemische Elemente, die nach bestimmten Gesetzen klassifiziert und geordnet werden, sondern auch um einen Informationsspeicher, einschließlich Informationen über die Struktur Atom. Wenn man die Besonderheiten der Lektüre dieses einzigartigen Referenzmaterials kennt, ist es möglich, eine vollständige qualitative und quantitative Zusammenstellung des Atoms zu erstellen.

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Tabelle von D.I.Mendeleev

Anweisungen

1. In der Tabelle von D. I. Mendeleev „leben“ chemische Elemente in einem mehrstöckigen Wohnhaus, die alle ihre eigene Wohnung bewohnen. Somit hat jedes der Elemente eine bestimmte in der Tabelle angegebene Seriennummer. Die Nummerierung der chemischen Elemente beginnt von links nach rechts und von oben nach unten. In der Tabelle werden horizontale Zeilen als Perioden und vertikale Spalten als Gruppen bezeichnet. Dies ist wichtig, da es auch möglich ist, einige Parameter nach Gruppen- oder Periodennummer zuzuordnen Atom .

2. Ein Atom ist ein chemisch unteilbares Teilchen, das aber gleichzeitig aus kleineren zusammengesetzten Teilen besteht, zu denen Protonen (regelmäßig geladene Teilchen), Elektronen (negativ geladene Teilchen) und Neutronen (neutrale Teilchen) gehören. Der Großteil Atom im Kern konzentriert (aufgrund von Protonen und Neutronen), um den sich Elektronen drehen. Zusammengenommen ist das Atom elektrisch neutral, das heißt, es enthält die richtige Anzahl Gebühren stimmt mit der Anzahl der negativen überein, daher ist die Anzahl der Protonen und Elektronen identisch. Korrekte Atomladung Atom geschieht genau aufgrund von Protonen.

3. Sie müssen bedenken, dass die Ordnungszahl eines chemischen Elements quantitativ mit der Ladung des Kerns übereinstimmt Atom. Folglich, um die Ladung des Kerns zu bestimmen Atom Sie müssen sich ansehen, unter welcher Nummer sich dieses chemische Element befindet.

4. Beispiel Nr. 1. Bestimmen Sie die Kernladung Atom Kohlenstoff (C). Wir beginnen mit der Erforschung des chemischen Elements Kohlenstoff und konzentrieren uns dabei auf die Tabelle von D. I. Mendelejew. Kohlenstoff befindet sich in der „Wohnung“ Nr. 6. Folglich hat er eine Kernladung von +6 aufgrund der 6 Protonen (richtig geladene Teilchen), die sich im Kern befinden. Da das Atom elektrisch neutral ist, bedeutet dies, dass es auch 6 Elektronen gibt.

5. Beispiel Nr. 2. Bestimmen Sie die Kernladung Atom Aluminium (Al). Aluminium hat eine Seriennummer – Nr. 13. Folglich die Ladung des Kerns Atom Aluminium +13 (aufgrund von 13 Protonen). Es wird auch 13 Elektronen geben.

6. Beispiel Nr. 3. Bestimmen Sie die Kernladung Atom Silber (Ag). Silber hat eine Seriennummer – Nr. 47. Dies bedeutet, dass die Ladung des Kerns Atom Silber + 47 (aufgrund von 47 Protonen). Es gibt auch 47 Elektronen.

Ein Atom eines chemischen Elements besteht aus Kerne und elektronisches Gehäuse. Der Kern ist der zentrale Teil eines Atoms, in dem ungefähr seine gesamte Masse konzentriert ist. Im Gegensatz zur Elektronenhülle hat der Kern das Richtige Aufladung .

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Ordnungszahl eines chemischen Elements, Moseleys Gesetz

Anweisungen

1. Der Atomkern besteht aus zwei Arten von Teilchen – Protonen und Neutronen. Neutronen sind elektrisch neutrale Teilchen, das heißt ihre elektrischen Aufladung gleich Null. Protonen sind positiv geladene Teilchen und ihre elektrische Ladung Aufladung entspricht +1.

2. Auf diese Weise, Aufladung Kerne gleich der Anzahl der Protonen. Die Anzahl der Protonen im Kern entspricht wiederum der Kernzahl des chemischen Elements. Beispielsweise beträgt die Kernzahl von Wasserstoff 1, das heißt, der Wasserstoffkern besteht aus einem Proton und hat Aufladung+1. Die Kernzahl von Natrium beträgt 11, Aufladung sein Kerne entspricht +11.

3. Während des Alpha-Zerfalls Kerne seine Kernzahl wird durch die Emission eines Alphateilchens um zwei reduziert ( Kerne Heliumatom). Somit verringert sich auch die Anzahl der Protonen in einem Kern, der einen Alpha-Zerfall durchlaufen hat, um zwei. Der Beta-Zerfall kann in drei verschiedenen Formen auftreten. Beim Beta-Minus-Zerfall wandelt sich ein Neutron in ein Proton um, indem es ein Elektron und ein Antineutrino aussendet. Dann Aufladung Kerne erhöht sich um eins. Beim Beta-Plus-Zerfall verwandelt sich das Proton in ein Neutron, Positron und Nitrino, Aufladung Kerne verringert sich um eins. Bei elektronischer Erfassung Aufladung Kerne verringert sich ebenfalls um eins.

4. Aufladung Kerne kann auch durch die Frequenz der Spektrallinien der charakteristischen Strahlung eines Atoms bestimmt werden. Nach dem Moseley-Gesetz gilt: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, wobei v die Spektralfrequenz der charakteristischen Strahlung, R die Rydberg-Kontinuität, S die Abschirmungskontinuität und n die Grundquantenzahl ist. Somit gilt: Z = n*sqrt( v/r)+s.

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Ein Atom ist das kleinste Teilchen eines gesamten Elements, das dessen chemische Eigenschaften trägt. Sowohl die Existenz als auch die Struktur des Atoms sind seit der Antike Gegenstand von Spekulationen und Erkenntnissen. Es wurde festgestellt, dass die Struktur der Atome der Struktur des Klaren Systems ähnelt: Im Zentrum befindet sich ein Kern, der sehr wenig Raum einnimmt, aber ungefähr die gesamte Masse in sich konzentriert; Um ihn kreisen „Planeten“ – Elektronen, die Negativität tragen Gebühren. Wie kann eine Belastung festgestellt werden? Kerne Atom?

Anweisungen

1. Jedes Atom ist elektrisch neutral. Aber aufgrund der Tatsache, dass Elektronen negativ sind Gebühren, sie müssen durch entgegengesetzte Ladungen ausgeglichen werden. So ist das. Positiv Gebühren tragen Teilchen, die „Protonen“ genannt werden und sich im Kern eines Atoms befinden. Ein Proton ist viel sperriger als ein Elektron: Es wiegt bis zu 1836 Elektronen!

2. Der primitivste Fall ist das Wasserstoffatom des ersten Elements des Periodensystems. Wenn Sie sich die Tabelle ansehen, werden Sie sehen, dass es an erster Stelle steht und sein Kern aus einem außergewöhnlichen Proton besteht, um das sich ein außergewöhnliches Elektron dreht. Daraus ergibt sich die Anklage Kerne Wasserstoffatom ist +1.

3. Die Kerne anderer Elemente bestehen nicht nur aus Protonen, sondern auch aus sogenannten „Neutronen“. Wie man anhand des Namens leicht erkennen kann, tragen Neutronen überhaupt keine Ladung – weder negativ noch richtig. Denken Sie deshalb daran: Egal wie viele Neutronen im Kern enthalten sind Kerne Sie beeinflussen nur seine Masse, nicht jedoch seine Ladung.

4. Folglich die Größe der positiven Ladung Kerne eines Atoms hängt nur davon ab, wie viele Protonen es enthält. Da das Atom aber, wie bereits erwähnt, elektrisch neutral ist, sollte sein Kern genauso viele Protonen enthalten wie um ihn rotierende Elektronen Kerne. Die Anzahl der Protonen wird durch die Ordnungszahl des Elements im Periodensystem bestimmt.

5. Schauen Sie sich einige Elemente an. Nehmen wir an, der berühmte und dringend benötigte Sauerstoff befindet sich in „Zelle“ Nummer 8. Folglich enthält ihr Kern 8 Protonen und die Ladung Kerne wird +8 sein. Stahl belegt eine „Zelle“ mit der Nummer 26 und hat dementsprechend eine Ladung Kerne+26. Und ein anständiges Metall – Gold mit der Seriennummer 79 – wird genau die gleiche Ladung haben Kerne(79), mit einem +-Zeichen. Demnach enthält ein Sauerstoffatom 8 Elektronen, ein Eisenatom 26 und ein Goldatom 79.

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Unter normalen Bedingungen ist ein Atom elektrisch neutral. In diesem Fall ist der Atomkern, bestehend aus Protonen und Neutronen, positiv geladen und Elektronen tragen eine negative Ladung. Bei einem Überschuss oder Mangel an Elektronen verwandelt sich ein Atom in ein Ion.

Anweisungen

1. Jedes chemische Element hat seine eigene einzigartige Kernladung. Es ist die Ladung, die die Elementnummer im Periodensystem bestimmt. Somit hat der Wasserstoffkern eine Ladung von +1, Helium +2, Lithium +3, Beryllium +4 usw. Wenn wir also ein Element betrachten, kann die Ladung des Atomkerns aus dem Periodensystem bestimmt werden.

2. Da ein Atom unter normalen Bedingungen elektrisch neutral ist, entspricht die Anzahl der Elektronen der Ladung des Atomkerns. Die negative Ladung der Elektronen wird durch die positive Ladung des Kerns ausgeglichen. Elektrostatische Kräfte halten die Elektronenwolken in der Nähe des Atoms und sorgen so für dessen Stabilität.

3. Unter bestimmten Bedingungen können einem Atom Elektronen entzogen oder ihm neue hinzugefügt werden. Wenn man einem Atom ein Elektron entzieht, wird das Atom zu einem Kation, einem richtig geladenen Ion. Bei einer überschüssigen Elektronenzahl wird ein Atom zu einem Anion, einem negativ geladenen Ion.

4. Chemische Verbindungen können molekularer oder ionischer Natur sein. Auch Moleküle sind elektrisch neutral und Ionen tragen eine bestimmte Ladung. Somit ist das Ammoniakmolekül NH3 neutral, das Ammoniumion NH4+ jedoch korrekt geladen. Die Bindungen zwischen Atomen im Ammoniakmolekül sind kovalent und werden je nach Austauschtyp gebildet. Das vierte Wasserstoffatom wird über einen Donor-Akzeptor-Mechanismus hinzugefügt, es handelt sich hierbei ebenfalls um eine kovalente Bindung. Ammonium entsteht, wenn Ammoniak mit sauren Lösungen reagiert.

5. Das Wichtigste ist, dass die Ladung des Kerns eines Elements nicht von chemischen Umwandlungen abhängt. Egal wie viele Elektronen man hinzufügt oder wegnimmt, die Ladung des Kerns bleibt gleich. Beispielsweise zeichnen sich ein O-Atom, ein O-Anion und ein O+-Kation durch die gleiche Kernladung von +8 aus. In diesem Fall hat das Atom 8 Elektronen, das Anion 9 und das Kation 7. Der Kern selbst kann nur durch Kernmetamorphose verändert werden.

6. Eine besonders häufige Art der Kernreaktion ist der radioaktive Zerfall, der in der natürlichen Umwelt auftreten kann. Die Kernmasse der Elemente, die in der Natur einem solchen Zerfall unterliegen, ist in eckige Klammern eingeschlossen. Das bedeutet, dass die Massenzahl nicht konstant ist und sich im Laufe der Zeit ändert.

Im Periodensystem der Elemente D.I. Mendeleev-Silber hat die Seriennummer 47 und die Bezeichnung „Ag“ (Argentum). Der Name dieses Metalls stammt möglicherweise vom lateinischen „argos“, was „weiß“, „glänzend“ bedeutet.

Anweisungen

1. Bereits im 4. Jahrtausend v. Chr. war Silber der Gesellschaft bekannt. Im alten Ägypten wurde es sogar „weißes Gold“ genannt. Dieses teure Metall kommt in der Natur sowohl in nativer Form als auch in Form von Verbindungen, beispielsweise Sulfiden, vor. Silbernuggets haben ein enormes Gewicht und enthalten häufig Verunreinigungen aus Gold, Quecksilber, Kupfer, Platin, Antimon und Wismut.

2. Chemische Eigenschaften von Silber: Silber gehört zur Gruppe der Übergangsmetalle und besitzt alle Eigenschaften von Metallen. Allerdings ist die chemische Aktivität von Silber gering – in der elektrochemischen Spannungsreihe der Metalle steht es rechts von Wasserstoff, etwa ganz am Ende. In Verbindungen weist Silber am häufigsten die Oxidationsstufe +1 auf.

3. Unter normalen Bedingungen reagiert Silber nicht mit Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff oder Silizium, sondern interagiert mit Schwefel und bildet Silbersulfid: 2Ag+S=Ag2S. Beim Erhitzen interagiert Silber mit Halogenen: 2Ag+Cl2=2AgCl?.

4. Lösliches Silbernitrat AgNO3 wird zur zuverlässigen Bestimmung von Halogenidionen in Lösung verwendet – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal?. Beispielsweise ergibt Silber bei der Wechselwirkung mit Chloranionen einen unlöslichen weißen Niederschlag AgCl?.

5. Warum verblassen Silberprodukte an der Luft? Der Grund für die allmähliche Verdunkelung von Silberprodukten liegt darin begründet, dass Silber mit in der Luft enthaltenem Schwefelwasserstoff reagiert. Dadurch bildet sich auf der Metalloberfläche ein Ag2S-Film: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

6. Wie interagiert Silber mit Säuren? Silber interagiert wie Kupfer nicht mit verdünnter Salz- und Schwefelsäure, da es ein Metall mit geringer Aktivität ist und den Wasserstoff nicht aus diesen verdrängen kann. Oxidierende Säuren, Salpetersäure und konzentrierte Schwefelsäure, lösen Silber: 2Ag+2H2SO4(konz.)=Ag2SO4+SO2?+2H2O; Ag+2HNO3(konz.)=AgNO3+NO2?+H2O; 3Ag+4HNO3(verd.)=3AgNO3+NO?+2H2O.

7. Wenn man einer Silbernitratlösung Alkali hinzufügt, erhält man einen dunkelkastanienbraunen Niederschlag aus Silberoxid Ag2O: 2AgNO3+2NaOH=Ag2O?+2NaNO3+H2O.

8. Wie einwertige Kupferverbindungen können sich die unlöslichen Niederschläge AgCl und Ag2O in Ammoniaklösungen lösen und komplexe Verbindungen ergeben: AgCl+2NH3=Cl; Ag2O+4NH3+H2O=2OH. Letztere Verbindung wird in der organischen Chemie häufig in der „Silberspiegel“-Reaktion verwendet – einer guten Reaktion auf eine Aldehydgruppe.

Kohlenstoff ist eines der chemischen Elemente mit dem Symbol C im Periodensystem. Seine Seriennummer ist 6, seine Kernmasse beträgt 12,0107 g/mol und sein Atomradius beträgt 91 pm. Seinen Namen verdankt Kohlenstoff russischen Chemikern, die dem Element zunächst den Namen „Carbonat“ gaben, der dann in seinen heutigen Namen umgewandelt wurde.

Anweisungen

1. Kohlenstoff wird seit der Antike in der Industrie verwendet, als Schmiede ihn zum Schmelzen von Metallen verwendeten. Zwei allotrope Modifikationen des chemischen Elements sind weithin bekannt – Diamant, der in der Schmuck- und Industrieindustrie verwendet wird, und Graphit, für dessen Entdeckung kürzlich der Nobelpreis verliehen wurde. Sogar Antoine Lavoisier führte die ersten Arbeiten mit der sogenannten reinen Kohle durch, woraufhin ihre Eigenschaften teilweise von einer Gruppe von Wissenschaftlern untersucht wurden – Guiton de Morveau, Lavoisier selbst, Berthollet und Fourcroix, die ihre Fähigkeiten im Buch „Method of“ beschrieben Chemische Nomenklatur“.

2. Freier Kohlenstoff wurde erstmals vom Briten Tennant entdeckt, der Phosphordampf über heiße Kreide leitete und zusammen mit Kohlenstoff Calciumphosphat gewann. Die Fähigkeiten des britischen Personals wurden durch den Franzosen Guiton de Morveau fortgeführt. Er erhitzte den Diamanten vorsichtig und verwandelte ihn schließlich in Graphit und später in Kohlensäure.

3. Kohlenstoff weist aufgrund der Bildung unterschiedlicher chemischer Bindungen recht unterschiedliche physikalische Eigenschaften auf. Es ist bereits bekannt, dass dieses chemische Element kontinuierlich in den unteren Schichten der Stratosphäre gebildet wird und seine Eigenschaften Kohlenstoff seit den 50er Jahren einen Platz in Kernkraftwerken und nuklearen Wasserstoffbomben verschaffen.

4. Physiker unterscheiden verschiedene Formen bzw. Strukturen von Kohlenstoff: tetragonal, trigonal und diagonal. Es gibt auch mehrere kristalline Variationen – Diamant, Graphen, Graphit, Carbin, Lonsdaleit, Nanodiamant, Fulleren, Fullerit, Kohlenstofffaser, Nanofaser und Nanoröhren. Amorpher Kohlenstoff hat auch Formen: Aktivkohle und Holzkohle, fossile Kohle oder Anthrazit, Kohle oder Petrolkoks, Glaskohlenstoff, Ruß, Ruß und Kohlenstoffnanofilm. Physiker unterscheiden auch zwischen Colaster-Variationen – Astralen, Dicarbonen und Kohlenstoff-Nanokegeln.

5. Ohne extreme Temperaturen verhält sich Kohlenstoff recht inert, und wenn die Obergrenze erreicht wird, kann er sich mit anderen chemischen Elementen verbinden und weist stark reduzierende Eigenschaften auf.

6. Eine besonders bekannte Verwendung von Kohlenstoff ist vielleicht die Bleistiftindustrie, wo er mit Ton vermischt wird, um ihn weniger spröde zu machen. Es wird auch als Schmiermittel bei sehr hohen oder niedrigen Temperaturen verwendet und sein hoher Schmelzpunkt ermöglicht die Herstellung stabiler Tiegel aus Kohlenstoff zum Gießen von Metallen. Graphit ist außerdem ein faszinierender Stromleiter, der für den Einsatz in der Elektronik vielversprechend ist.

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Beachten Sie!
In der Tabelle von D. I. Mendeleev sind in einer Zelle zwei Zahlenwerte für das gesamte chemische Element angegeben. Verwechseln Sie nicht die Ordnungszahl und die relative Kernmasse eines Elements

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Thema des Artikels:	KERNLADUNG
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Physikalische Eigenschaften von Atomkernen.
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Kernladung. Kernelgröße. Momente der Kerne.
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Kernspin. Magnetische und elektrische Momente des Kerns. Kernmasse und Atommasse. Massendefekt. Energie der Kommunikation. Hauptmerkmale der Bindungsenergie. Grundregel. Kernkräfte: Grundeigenschaften, Coulomb- und Kernpotentiale des Kerns. Austauschcharakter der Nuklearstreitkräfte.

wobei und Konstanten sind. Aus Experimenten zur Streuung von Röntgenquanten an Atomelektronen und α -Teilchen durch Atomkerne war bereits bekannt, dass die Ladung des Kerns etwa der halben Atommasse entspricht und daher nahe an der Ordnungszahl des Elements liegt. Da die Emission charakteristischer Röntgenstrahlung eine Folge elektrischer Prozesse im Atom ist, kam Moseley zu dem Schluss, dass die in seinen Experimenten gefundene Atomkonstante, die die Wellenlänge der charakteristischen Röntgenstrahlung bestimmt und mit der Ordnungszahl des Elements übereinstimmt, sollte nur die Ladung des Atomkerns sein (Moseleys Gesetz).

Reis. 2.1. Von Moseley erhaltene Röntgenspektren von Atomen benachbarter Elemente

Die Messung von Röntgenwellenlängen erfolgt mit großer Genauigkeit, so dass auf Basis des Moseley-Gesetzes die Zugehörigkeit des Atoms zu einem chemischen Element absolut zuverlässig festgestellt werden kann. Gleichzeitig ist die Tatsache, dass die Konstante Z In der letzten Gleichung beruht die Ladung des Kerns, obwohl durch indirekte Experimente belegt, letztlich auf einem Postulat – dem Moseley-Gesetz. Aus diesem Grund wurden nach Moseleys Entdeckung immer wieder Kernladungen in Streuexperimenten gemessen α -Teilchen basierend auf dem Coulombschen Gesetz. Im Jahr 1920 verbesserte Chadwig die Technik zur Messung des Streuanteils α -Teilchen und erhielten die Ladungen der Kerne von Kupfer-, Silber- und Platinatomen (siehe Tabelle 2.1). Chadwigs Daten lassen keinen Zweifel an der Gültigkeit von Moseleys Gesetz. Zusätzlich zu diesen Elementen wurden in den Experimenten auch die Ladungen der Kerne von Magnesium, Aluminium, Argon und Gold bestimmt.

Tabelle 2.1. Ergebnisse von Chadwicks Experimenten

Als Atom bezeichnet man üblicherweise ein Atom mit einer bestimmten Anzahl von Protonen und Neutronen im Kern Nuklid. Die Zusammensetzung des Kerns wird durch Zahlen bestimmt Z Und A. Von einem Isotop spricht man nur dann, wenn es bedeutet, dass es zu einem chemischen Element gehört, zum Beispiel ist 235 U ein Isotop von Uran, aber 235 U ist ein spaltbares Nuklid, kein spaltbares Isotop.

Man nennt Atome, deren Kerne die gleiche Anzahl an Neutronen, aber eine unterschiedliche Anzahl an Protonen enthalten Isotone. Als Atome werden Atome mit gleichen Massenzahlen, aber unterschiedlicher Protonen-Neutronen-Zusammensetzung der Kerne bezeichnet Isobaren.

CORE CHARGE – Konzept und Typen. Einstufung und Merkmale der Kategorie „CORE CHARGE“ 2017, 2018.

Typ