Атомное строение калия


Строение атома калия (K), схема и примеры

Общие сведения о строении атома калия

Относится к элементам s — семейства. Металл. Элементы-металлы, входящие в эту группу, носят общее название щелочных. Обозначение – K. Порядковый номер – 19. Относительная атомная масса – 39,102  а.е.м.

Электронное строение атома калия

Атом калия состоит из положительно заряженного ядра (+19), внутри которого есть 19 протонов и 20 нейтронов, а вокруг, по 4-м орбитам движутся 19 электронов.

Рис.1. Схематическое строение атома калия.

Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:

1s22s22p63s23p64s1.

Внешний энергетический уровень атома калия содержит 1 электрон, который является валентным. Степень окисления калия равна +1. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:

Возбужденного состояния, несмотря на наличие вакантных 3p— и 3d-орбиталей нет.

Примеры решения задач

Понравился сайт? Расскажи друзьям!

Что такое модель калия Бора?

Химия
Наука
  • Анатомия и физиология
  • Астрономия
  • Астрофизика
  • Биология
  • Химия
  • наука о планете Земля
  • Наука об окружающей среде
  • Органическая химия
  • Физика
Математика
  • Алгебра
  • Исчисление
  • Геометрия
  • Предалгебра
.

O Уровень химии: атомная структура


Что такое атом

Атом - это наименьший компонент элемента, обладающий химическими свойствами элемента.


Базовая структура атома

Базовая структура атома
  • Атом имеет ядро ​​в центре, содержащее нейтроны и протоны, причем один или несколько электронов циркулируют вокруг ядра в электронных оболочках или в разных уровни энергии .
  • Протоны заряжены положительно.
  • Нейтроны не имеют заряда.
  • Электроны заряжены отрицательно.
  • Электроны удерживаются электростатической силой притяжения за счет отрицательного заряда и положительного заряда протонов.
  • Атом электрически нейтрален, потому что одно и то же число протонов (положительный заряд) в ядре уравновешивается числом электронов (отрицательный заряд) в оболочках.
Как идентифицировать атомы разных элементов
  • Число протона также называют атомным номером.
  • Атомный номер (число протонов) определяет идентичность элемента.
  • Каждый элемент имеет разное число протонов, и никакие два разных элемента не имеют одинакового числа протонов.
  • Например, у водорода одно протонное число, у углерода шесть протонов и у хлора семнадцать протонов (см. Изображение ниже).


Водород имеет один (протонное число) атомный номер


Углерод имеет шесть (протонное число) атомный номер


Хлор имеет 17 атомный номер (протонное число)



  • В Периодической таблице элементы расположены в порядке возрастания атомного номера.
Периодическая таблица



Относительные заряды и приблизительные относительные массы протонов, нейтронов и электронов

  • Поскольку атом слишком легкий для измерения с помощью весов, используется относительная атомная масса (а.е.м., символ Ar ) .
  • Относительная атомная масса - это средняя масса атома элемента по отношению к массе атома углерода-12.
  • 1 а.е.м. = 1/12 массы атома углерода-12

Относительная масса атома углерода-12 = 12 (6 протонов + 6 нейтронов)

Относительная масса атома водорода = 1 (1 протон + 0 нейтронов)

Это означает, что средняя масса атома водорода составляет 1/12 массы атома углерода-12.

Относительная масса атома магния = 24 (12 протонов + 12 нейтронов)

Это означает, что средняя масса атома магния в два раза больше массы атома углерода-12.

  • Фактически, относительная масса атома - это общее количество протонов и нейтронов в ядре.
  • Электроны опущены, потому что их масса очень мала.
  • Протон и нейтрон имеют почти одинаковый вес с относительной массой 1, но вес электрона составляет только 1/1837 веса протона.



  • Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, поэтому их называют нуклонами . Нуклонное число (массовое число / атомная масса) = протоны + нейтроны

  • Число протонов и число нуклонов элемента часто кратко выражаются следующим образом:

Пример 1. Водородный элемент

Атомная структура водородного элемента Водородный элемент, записанный кратко


Пример 2: Элемент гелий
Список атомов первых 20 элементов Периодической таблицы, расположенный в порядке возрастания атомного номера.

Атомный номер (протоны)

Нуклонное число (протоны + нейтроны)
Электронная конфигурация / Электронная структура

Электроны движутся очень быстро, циркулируя по ядру.Электроны могут занимать только определенные энергетические уровни (оболочки) и не могут существовать между разными уровнями (оболочками) одновременно. Каждый энергетический уровень (оболочка) может удерживать только определенное количество электронов.

Атом хлора, электронная конфигурация: 2,8,7

F Первая оболочка , ближайшая к ядру, имеет самый низкий уровень энергии, вмещает до 2 электронов.

Вторая оболочка , имеет более высокий уровень энергии, вмещает до 8 электронов.

Третья оболочка также может содержать до 8 электронов.

Чем дальше от ядра находится оболочка, тем выше уровень энергии.

Электронная конфигурация означает расположение электронов в атомах.


Для любого атома электроны заполняют уровни энергии, начиная с самой низкой энергии (самой внутренней оболочки).Когда первая оболочка заполнена двумя электронами, оставшиеся электроны начинают заполнять второй энергетический уровень (вторую оболочку) максимум до 8 электронов. Затем электроны продолжают заполнять третий энергетический уровень и так далее. Как показано на рисунке выше, атом хлора содержит 17 электронов. 2 его электрона заполняют первую оболочку, затем следующие 8 электронов заполняют вторую оболочку, а остальные семь электронов заполняют третью оболочку. Электронная конфигурация для хлора может быть записана как 2,8,7


Электронная конфигурация / электронная структура (первые 20 атомов)

Электронная конфигурация и периодическая таблица
Горизонтальный ряд, определенный как период.Атомы одного периода имеют одинаковое количество оболочек.
  • Все атомы периода 1 имеют одну оболочку
  • Все атомы Периода 2 имеют две оболочки и так далее.
Вертикальный столбец определен как Группа. Атомы одной группы имеют одинаковое количество валентных электронов (такое же количество электронов во внешней оболочке или последней оболочке).
  • Все атомы Группы 1 имеют один валентный электрон (один электрон во внешней оболочке или последней оболочке).
  • Все атомы Группы 2 имеют два валентных электрона (два электрона в самой внешней оболочке или последней оболочке).

Определить изотопы
  • Изотопы - это атомы одного и того же элемента с одинаковым числом протонов, но другим числом нейтронов.
или
  • Атомы одних и тех же элементов с разными числами нуклонов или массовыми числами из-за разного числа нейтронов.

Изотопы водорода:

Водород

Атомная масса 1

1 протон, 0 нейтронов, 1 электрон

Тритий, изотоп водорода

Атомная масса 2

1 протон, 1 нейтрон, 1 электрон

Дейтерий, изотоп водорода

Атомная масса 3

1 протон, 2 нейтрона, 1 электрон

Изотопы углерода:





Изотопы: идентичные химические свойства
Изотопы одного и того же элемента обладают идентичными химическими свойствами.Это потому, что изотопы одного и того же элемента имеют одинаковое электронное распределение. Другими словами, у них одинаковое количество протонов и одинаковое количество электронов.

Есть два типа изотопов.

  1. Стабильные изотопы
  2. Нестабильные изотопы, называемые радиоизотопами
  • нестабильных изотопов из-за дополнительных нейтронов в ядрах, которые являются радиоактивными.
  • примеров: кобальт-60, используемый в лучевой терапии, и уран-235, используемый в качестве источника ядерной энергии.
Использование радиоизотопов в промышленности (примечание: без определения углерода)
  1. Обнаружение утечек
  2. Монитор толщины бумажной продукции
  3. Ядерное топливо для производства электроэнергии
  4. Рентгенограммы сварных швов
  5. Измерительный износ
  6. Стерилизация пищевых продуктов (консервирование)
Использование радиоизотопов в медицинской практике
  1. Лечение рака
  2. Радиотерапия
  3. Лечение щитовидной железы
  4. Рентгеновские лучи
  5. Трейсерские исследования в теле
  6. Стерилизационное оборудование
  7. Локализация опухолей
Для проверки: Атомная структура - вопросы IGCSE за прошлый год, статья 1



.

1.2: Принципы атомной структуры (обзор)

Цель обучения

  • Использовать и применять язык атомной структуры (атомный номер, массовое число, изотопы)

Точная физическая природа атомов окончательно проявилась в серии элегантных экспериментов, проведенных между 1895 и 1915 годами. Самым заметным из этих достижений был знаменитый эксперимент Эрнеста Резерфорда 1911 года по рассеянию альфа-лучей, который установил, что

  • Почти вся масса атома содержится в крошечном (и, следовательно, чрезвычайно плотном) ядре , которое несет положительный электрический заряд, величина которого идентифицирует каждый элемент и известна как атомный номер элемента .
  • Почти весь объем атома состоит из пустого пространства, в котором находятся электроны, основные носители отрицательного электрического заряда. Чрезвычайно малая масса электрона (1/1840 массы ядра водорода) заставляет его вести себя как квантовая частица, а это означает, что его местоположение в любой момент не может быть определено; Лучшее, что мы можем сделать, - это описать его поведение с точки зрения вероятности его проявления в любой точке пространства. Принято (но несколько вводит в заблуждение) описывать объем пространства, в котором электроны атома имеют значительную вероятность быть обнаруженными, как электронное облако .Последний не имеет определенной внешней границы, как и атом. Радиус атома должен быть определен произвольно, например, граница, на которой электрон может быть найден с вероятностью 95%. Атомные радиусы обычно составляют 30–300 пм.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Структура ядерного атома с центральным ядром и окружающими электронами.

Ядро состоит из частиц двух типов. Протоны - носители положительного электрического заряда в ядре; заряд протона точно такой же, как заряд электрона, но противоположного знака.Это означает, что в любом [электрически нейтральном] атоме количество протонов в ядре (часто называемое ядерным зарядом ) уравновешивается тем же количеством электронов вне ядра. Другая ядерная частица - это нейтрон . Как следует из названия, эта частица не несет электрического заряда. Его масса почти такая же, как у протона. Большинство ядер содержат примерно равное количество нейтронов и протонов, поэтому мы можем сказать, что эти две частицы вместе составляют почти всю массу атома.

Поскольку электроны атома контактируют с внешним миром, возможна потеря одного или нескольких электронов или добавление новых. Получающийся в результате электрически заряженный атом называется ионом.

Элементы

На сегодняшний день открыто около 115 различных элементов; по определению, каждый химически уникален. Чтобы понять, почему они уникальны, вам необходимо понять структуру атома (фундаментальной индивидуальной частицы элемента) и характеристики его компонентов.Атомы состоят из электронов, протонов и нейтронов. Хотя это чрезмерное упрощение, игнорирующее другие обнаруженные субатомные частицы, его достаточно для обсуждения химических принципов. Некоторые свойства этих субатомных частиц сведены в Таблицу \ (\ PageIndex {1} \), которая иллюстрирует три важных момента:

  1. Электроны и протоны имеют одинаковые электрические заряды, но противоположные по знаку. Относительные заряды -1 и +1 относятся к электрону и протону соответственно.
  2. Нейтроны имеют примерно такую ​​же массу, как протоны, но не имеют заряда. Они электрически нейтральны.
  3. Масса протона или нейтрона примерно в 1836 раз больше массы электрона. Протоны и нейтроны составляют основную массу атомов.

Открытие электрона и протона имело решающее значение для развития современной модели атома и представляет собой отличный пример применения научного метода.Фактически, выяснение структуры атома - одна из величайших детективных историй в истории науки.

Таблица \ (\ PageIndex {1} \): Свойства субатомных частиц *
Частица Масса (г) Атомная масса (а.е.м.) Электрический заряд (кулоны) Относительный заряд
электрон \ (9.{-24} \) 1,008665 0 0

В большинстве случаев символы для элементов происходят непосредственно от названия каждого элемента, например, C для углерода, U для урана, Ca для кальция и Po для полония. Элементы также были названы из-за их свойств [например, радий (Ra) из-за его радиоактивности], в честь страны происхождения ученых, открывших их [полоний (Po) для Польши], в честь выдающегося ученого

.

Ошибка 404, файл не найден

Не удалось загрузить запрошенный файл. Обычно это означает, что вам либо не разрешен доступ к файлу, либо файл не может быть найден. Обычно есть три причины, по которым вы получаете эту ошибку:

  • Страница, к которой вы пытались получить доступ, не существует. Это может быть вызвано рядом причин, в том числе перемещением файла или отсутствием полного или правильного URL-адреса.
  • Вы попытались получить доступ к сайту, защищенному паролем, но не ввели правильный пароль.
  • Вы пытались получить доступ к веб-странице, к которой можно получить доступ только с компьютера в университетском городке. Среди веб-сайтов, ограниченных таким образом, есть страницы лицензий сайта UH Network Associates. Чтобы получить доступ к программному обеспечению Network Associates, вы должны находиться в кампусе UH-System из-за договорных ограничений в соглашении UH с Network Associates.

Если вам нужна информация по конкретному колледжу или отделу, такая как сроки, статус заявки, стипендии и т. Д., Пожалуйста, свяжитесь с колледжем или отделом напрямую.

Если у вас возникли технические проблемы или у вас есть обновления в Интернете, выберите правильный контакт из списка ниже.

  • По вопросам, касающимся AccessUH, отправляйте электронное письмо по адресу [email protected]
  • По вопросам, касающимся Blackboard и сброса пароля, отправляйте электронное письмо по адресу [email protected]
  • По вопросам, связанным с парковкой и транспортом на территории кампуса, отправляйте электронное письмо по адресу [email protected]
  • Сообщить о неработающих ссылках
  • Звоните (713) 743-2255 с 8:00.м. - 5:00 вечера. CST, понедельник-пятница, чтобы связаться с нашим основным оператором за помощью

Спасибо.
Веб-команда UH

.

Смотрите также