原子は複雑な構造で、原子核の内側に陽子と中性子があり、外側を電子が回っています。原子構造を研究することは、化学における結合と化学反応の単純で深遠な概念を理解するのに役立ちます。
- 原子構造のアイデアはデモクリトスの時代を超えてさかのぼる
- デモクリトスは、宇宙のすべての物質と生物が小さな原子で構成されていることを発見しました
- ジョン・ダルトンと共に原子構造のさらなる研究を開始
原子と亜原子粒子の発見は、数え切れないほどの発明につながりました。
原子構造の研究が重要な理由
主に、任意の元素の原子構造は、その構成要素によって調べることができます。典型的な原子は、中心にある中性子と陽子からなる原子核と、その周りを回る電子で構成されています。
原子核内の陽子と外側の電子の総数は常に等しく、原子番号として知られています。元素ごとに異なる原子番号があり、それが独自の特徴をもたらします。ただし、安定性を達成するために、原子はエネルギーを得たり失ったりして、イオンと呼ばれる帯電した力の実体を形成します。
原子のさまざまなモデルとは?
18 世紀から 19 世紀にかけて、多くの科学者が原子の構造に関するアイデアを思いつきました。原子構造に関する多くの科学者の見解には、長所と短所の両方がありました。しかし、これらは現代の原子モデルの出現につながりました。最も注目すべきモデルは次のとおりです。
- John Dalton による原子モデル
- 原子のトムソン モデル
- ラザフォードの原子モデル
- 原子のボーア模型
ダルトンの原子モデルの仮説を述べてください。
英国の化学者であるジョン・ダルトンは、原子は生成も破壊もできないが、ある形から別の形に変換できるエネルギーであると説明しました.
彼の作品の仮説
- アトムは壊れたり破壊されたりすることはありません
- 宇宙のすべての存在は、原子と呼ばれる粒子で構成されています
- すべての要素には異なる種類のアトムがあります
- 原子の質量は一定で、元素ごとに異なります
- 元素の原子が積極的に参加し、化学反応に関与
陰極線実験の結論は?
英国の化学者であるジョセフ・ジョン卿は陰極線実験を行い、「電子」の発見でノーベル賞を受賞しました。
彼の実験から、彼は次のように結論付けました:
- 負に帯電した粒子は正の粒子に定着
- 原子は電気的に偏りがなく、中性です。つまり、正の陽子と負の電子は同じ大きさです
原子の構造の文脈におけるアルファ線散乱実験のラザフォードの解釈を挙げてください。
J・J・トムソンの弟子であるラザフォードは、アルファ線散乱実験を行い、「原子核」を発見しました。彼の実験では、原子は主に空のスペースで構成されていると結論付けました
- 原子核の中心に強い電荷があるため、180° で反射される 1/1000 の光線
- 原子核は原子の質量を決定します
- 原子は球状です
原子の電子配置とはどういう意味ですか?
電子配置は、電子が原子核の周りにどのように配置されているか、または原子軌道にどれだけうまく分布しているかです。電子配置は、電子殻が順番に配置された決定的な形です。たとえば、ヘリウムの電子配置は 1s² です。
電子構成に含まれるさまざまな側面を説明する
シェル
準度軌道を公転する電子は殻と呼ばれます。
- シェル (軌道) は K です。 2 番目のシェルは L
- したがって、シェルは K、L、M、N などです
- 2n² の数式で表されます。ここで、「n」はシェルの数です
サブシェル
電子が軌道の内側に存在するシェルの細分化は、サブシェルと呼ばれます。 「l」と表記します。 「l」は「n」の値に依存します。
- n =3 の場合、サブシェルには l =0、l =1、l =2 の 3 つの値があります。この場合、サブシェルの名前は s、p、d です
- n =4 の場合、サブシェルには 4 つの値 (l =0、1、2、3) があります。この場合、サブシェルの名前は s、p、d、f です。
- 2 (2l + l) で表されます
原子の電子配置における必須要素は何ですか?
電子構成は、サブシェルにラベルを付けることで書き込むことができます。シェル番号 (n)、サブシェル名 (s、p、d、f) が含まれ、電子の総数が上付き文字の形式で書き込まれます。
たとえば、ヘリウムの電子配置は 1s² と書かれ、原子番号 10 の元素の電子配置は 1s²、2s²、2p⁶ です。
原子の電子配置を記述する際に使用される原則を挙げてください
以下の 3 つの規則は、電子構成を記述する適切な方法を示しています。
- アウフバウの原理 – 軌道は昇順で電子によって占められています。電子は、高エネルギー軌道に到達する前に、まず低エネルギー軌道を占有します
- パウリの排他原理 – 元素の同じ軌道に属する 2 つの電子は、常に反対のスピンを持ちます
- フントの法則 – 2 つ目の電子が同じ軌道に入る前に、1 つの電子がその軌道を占有する必要があります
電子構成の意義と重要性は何ですか?
- 要素の電子構成は、コンポーネントの動作を指定します
- 元素の特性は、電子配置の助けを借りて研究されます
- 電子配置は、元素の化学的、物理的、電気的、および磁気的挙動を決定します
- 要素が参加できる化学反応を決定します
- 完全な電子配置を持つ元素は、他の元素と反応しません
- 原子範囲の配置に役立ちます
- 周期表で元素を分類するのに役立ちます
電子構成の主な重要性と目的は、次の点を参考にして理解を深めることができます:
- 2 つの原子が接触すると、最外殻が最初に反応します
- 満たされた原子価殻内の元素の電子配置は、その元素の化学的挙動の理由です
- 電子配置は電子の安定性の予測に役立ちます
- 電子配置は、基本的な水素やヘリウムから非常に複雑な人体タンパク質まで、元素の化学的挙動を理解するのに役立ちます
結論
原子は、物質の基本的な構成要素です。電子、陽子、および中性子は、原子の基本粒子です。それらは最小で、分離不可能で、無敵の粒子です。シュレディンガー方程式のスポッティングは、軌道間の空隙をエネルギー準位として特徴付けます。原子の電子配置の発見は、技術と化学に大きな変化をもたらしました。原子構造と電子組成は、身の回りの物質をよりよく理解するのに役立ちます。これらの元素を理解することは、合金や化合物の形成、さらには部品の発明にも役立ちます。
