ibrain.kz
RUKZ
Предыдущая тема|Следующая: Периодический закон и таблица Д.И. Менделеева: малые периоды и группы
Химия · 7 класс3 четвертьТема 7Лабораторная работаГОСО РК 2026Базовый

Строение атома. Электроны, протоны, нейтроны, изотопы

Строение атома. Электроны, протоны, нейтроны, изотопы

Время изучения~75 минтеория + практика
Разделы темы5 разд.пошаговый разбор
Тест темы2 вопр.с мгновенным ответом
СОР / СОЧ3 четвертьдескрипторы ГОСО
Раздел 1 из 5
1

Планетарная модель атома Резерфорда

В 1911 году Эрнест Резерфорд провел классический опыт по рассеянию α-частиц на тонкой золотой фольге и создал планетарную (ядерную) модель строения атома:

1. В центре атома находится микроскопическое положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена практически вся масса атома (более 99.95%).

2. Размер ядра (10⁻¹⁵ м) в 100 000 раз меньше размера самого атома (10⁻¹⁰ м).

3. Вокруг ядра по орбиталям движутся отрицательно заряженные электроны, компенсируя положительный заряд ядра. Атом в целом строго электронейтрален.

Схема: Планетарная модель Резерфорда-Бора и изотопы

Анимированная модель
ЯдроZ p⁺, N n⁰K (2e⁻)L (8e⁻)M (18e⁻)Квантовые подуровниss-орбиталь (сфера, 1 орб)p-орбиталь (гантель, 3 орб)Электронная формула: 1s² 2s² 2p⁶ 3s² 3p⁶
Заряд ядра Z, массовое число A = Z + N; изотопы водорода: протий ¹H, дейтерий ²H, тритий ³H.
Центр массы

Атомное ядро

Сверхплотное образование из протонов и нейтронов с положительным зарядом +Z.
Электронное облако

Электронная оболочка

Пространство вокруг ядра, где сосредоточены движущиеся электроны массой 9.1 · 10⁻³¹ кг.

Опыт Резерфорда

Большинство α-частиц проходило сквозь фольгу не отклоняясь, и лишь 1 из 8000 отскакивала назад — доказательство компактности тяжелого ядра.

Шаг 1
Определение порядкового номера
Найти атомный номер Z элемента в таблице Менделеева.
Шаг 2
Определение заряда ядра
Записать заряд ядра q = +Z.
Шаг 3
Подсчет числа электронов
Число электронов Nₑ в нейтральном атоме равно числу протонов Z.
Электронейтральность атома
qатома=Z⋅(+e)+Ne⋅(−e)=0  ⟹  Ne=Zq_{\text{атома}} = Z \cdot (+e) + N_e \cdot (-e) = 0 \implies N_e = Z
Число электронов в нейтральном атоме строго равно порядковому номеру элемента Z.
Раздел 2 из 5
2

Состав атомного ядра: протоны, нейтроны, изотопы

Атомное ядро состоит из элементарных частиц — нуклонов: протонов (p⁺) и нейтронов (n⁰).

• Протон p⁺: заряд +1, масса приблизительно равна 1 а.е.м. (1.6726 · 10⁻²⁷ кг).

• Нейтрон n⁰: заряд 0, масса приблизительно равна 1 а.е.м. (1.6749 · 10⁻²⁷ кг).

• Массовое число A — суммарное число протонов Z и нейтронов N в ядре: A = Z + N.

Изотопы — это разновидности атомов одного и того же химического элемента, имеющие одинаковое число протонов Z, но разное число нейтронов N (и, следовательно, разные массовые числа A). Например, у водорода есть три изотопа: протий (¹H: 1p, 0n), дейтерий (²H или D: 1p, 1n) и тритий (³H или T: 1p, 2n). Относительная атомная масса элемента в таблице — это средневзвешенная масса всех его природных изотопов.

Нуклонный состав

Массовое число A

Целочисленная сумма протонов и нейтронов: A = Z + N.
Изотопный ряд

Изотопы

Атомы одного элемента с одинаковым Z, но различной массой за счет числа нейтронов N.

Дробные атомные массы

Хлор имеет Ar = 35.45 из-за природной смеси изотопов: 75.77% ³⁵Cl и 24.23% ³⁷Cl.

Шаг 1
Округление атомной массы
Округлить Ar элемента до ближайшего целого (массовое число A, кроме Cl=35.5).
Шаг 2
Нахождение Z
Определить число протонов Z по порядковому номеру.
Шаг 3
Вычитание
Найти число нейтронов по формуле N = A - Z.
Формула числа нейтронов
N=A−ZN = A - Z
Например, для атома хлора ³⁵Cl: Z = 17, N = 35 - 17 = 18 нейтронов.
Раздел 3 из 5
3

Электронные оболочки и энергетические уровни

Электроны в атоме располагаются слоями — энергетическими уровнями. Номер периода в периодической таблице указывает общее число энергетических уровней атома.

Максимальная вместимость энергетического уровня с номером n рассчитывается по формуле Бора: Nmax = 2n².

• 1-й уровень (n=1): максимум 2 · 1² = 2 электрона;

• 2-й уровень (n=2): максимум 2 · 2² = 8 электронов;

• 3-й уровень (n=3): максимум 2 · 3² = 18 электронов.

Электроны внешнего уровня называют валентными электронами. Именно число валентных электронов определяет химические свойства элемента и его способность образовывать связи. Для элементов главных подгрупп число внешних электронов равно номеру группы.

Квантовый уровень

Электронный слой

Совокупность орбиталей с близкими значениями энергии и главным квантовым числом n.
Химическая активность

Валентные электроны

Электроны внешнего слоя, принимающие участие в образовании химических связей.

Электронная формула

Запись ₁₁Na: 2e⁻, 8e⁻, 1e⁻ показывает, что на трех уровнях натрия находятся 2, 8 и 1 электрон.

Шаг 1
Число уровней
Число уровней равно номеру периода элемента.
Шаг 2
Число внешних электронов
Для главных подгрупп равно номеру группы (I–VIII).
Шаг 3
Заполнение уровней
Заполнить внутренние уровни до предельной емкости (2, 8, ...) и записать схему.
Формула максимального числа электронов
Nmax⁡=2n2N_{\max} = 2n^2
На внешнем уровне любого атома не может быть более 8 электронов (октет электронов).
Раздел 4 из 5
4

Алгоритм вычисления числа протонов, нейтронов и электронов в атоме и ионе

Расчет субатомных частиц по символу нуклида:

Шаг 1
Определение заряда ядра Z (число протонов)
Порядковый номер элемента в таблице Менделеева равен числу протонов: N(p⁺) = Z.
Шаг 2
Определение числа электронов
В электронейтральном атоме N(e⁻) = Z. В катионе Meⁿ⁺: N(e⁻) = Z - n. В анионе Anⁿ⁻: N(e⁻) = Z + n.
Шаг 3
Определение числа нейтронов N
Из массового числа A (округленная относительная атомная масса) вычесть число протонов: N(n⁰) = A - Z.
Раздел 5 из 5
5

Ловушки ЕНТ: Электронные формулы ионов и понятие изотопов

Типовая ловушка ЕНТ:

«Сколько электронов и нейтронов содержит ион ²⁷₁₃Al³⁺?»

Разбор:

• Порядковый номер алюминия Z = 13 (в ядре 13 протонов);

• Массовое число A = 27;

• Число нейтронов: N = A - Z = 27 - 13 = 14 нейтронов;

• Так как заряд иона +3, атом алюминия ОТДАЛ 3 электрона:

N(e⁻) = 13 - 3 = 10 электронов (электронная оболочка неона Ne: 1s² 2s² 2p⁶)!

Частая ошибка: ученики пишут 13 электронов, забывая про положительный заряд катиона.

Правило расчета ионов на ЕНТ

Катионы (+) содержат МЕНЬШЕ электронов, чем нейтральный атом (отдача e⁻). Анионы (-) содержат БОЛЬШЕ электронов (прием e⁻). Число протонов и нейтронов в ядре при образовании ионов НЕ меняется!

Ваш прогресс по теме25%
Оглавление урока
Шпаргалка формул7 класс
Массовая доля элемента в веществе:
w(X)=(n⋅Ar(X)/Mr)⋅100%w(X) = (n \cdot Ar(X) / Mr) \cdot 100\%[%]
Относительная молекулярная масса:
Mr(AxBy)=x⋅Ar(A)+y⋅Ar(B)Mr(A_x B_y) = x \cdot Ar(A) + y \cdot Ar(B)[а.е.м.]
Объемная доля газа в смеси:
ϕ(X)=(V(X)/Vсмеси)⋅100%\phi(X) = (V(X) / V_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Массовая доля компонента в смеси:
w(X)=(m(X)/mсмеси)⋅100%w(X) = (m(X) / m_{смеси}) \cdot 100\%[%]
Следующая тема

Периодический закон и таблица Д.И. Менделеева: малые периоды и группы

Перейти к теме →