Что такое атом в физике и зачем его изучать — понятие и особенности для учащихся 7 класса

Атом — это основная единица строительства всего материального мира. Он является также наименьшей составной частью вещества, которая сохраняет его химические свойства. Понятие атома возникло благодаря множеству исследований, проводимых учеными на протяжении многих веков.

Сам термин «атом» происходит от греческого слова «атомос», что означает «не разделяемый». Это название подчеркивает основную особенность атома — его неделимость. Когда атомы объединяются в молекулу, они остаются неизменными и не могут быть разделены без нанесения ущерба веществу.

Каждый атом состоит из электронов, протонов и нейтронов. Электроны обращаются вокруг ядра атома, которое содержит протоны и нейтроны. Протоны имеют положительный заряд, нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный заряд. Этот баланс зарядов является основополагающим для стабильности и устойчивости атома.

Понятие и структура атома

Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный электрический заряд.

Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, которое находится в его центре. Электроны обращаются по орбитам вокруг ядра.

Протоны и электроны имеют равный по величине, но противоположный по знаку электрический заряд, что обуславливает электрическую нейтральность атома.

Число протонов в ядре определяет химический элемент и называется атомным номером. Например, у атома водорода один протон, а у атома кислорода восемь протонов.

Число нейтронов в ядре может варьироваться, что приводит к возникновению атомов одного и того же элемента с разной массой. Атомы одного и того же элемента, но с различным числом нейтронов, называются изотопами.

Электроны организованы в энергетические уровни или оболочки, которые имеют определенные значения энергии. На первом уровне может находиться до 2 электронов, на втором – до 8, на третьем – до 18 и так далее.

Внешний энергетический уровень, на котором находятся электроны, называется валентным уровнем. Электроны на валентном уровне играют ключевую роль в химических реакциях и образовании химических связей с другими атомами.

Что такое атом в физике

Протоны имеют положительный электрический заряд, нейтроны не имеют заряда, а электроны имеют отрицательный заряд. Протоны и нейтроны находятся в ядре атома, а электроны движутся по орбитам вокруг ядра. Структура атома напоминает солнечную систему.

Количество протонов в ядре определяет химические свойства элемента и называется атомным номером. Количество нейтронов может варьироваться, что приводит к образованию изотопов. Количество электронов также равно количеству протонов в атому, что обеспечивает его электрическую нейтральность.

Атомы различных элементов имеют разные свойства, такие как масса, размер и химические реакции. Эти различия обусловлены различной структурой атомов и их внутренним строением.

Структура атома

Электрон – это элементарная отрицательно заряженная частица, которая вращается по орбитам вокруг ядра. Она имеет очень небольшую массу. Количество электронов в атоме равно количеству протонов.

Протон – это элементарная положительно заряженная частица, которая находится в ядре атома. Суммарный положительный заряд протонов компенсируется отрицательным зарядом электронов, что делает атом в целом нейтральным.

Нейтрон – это элементарная нейтрально заряженная частица, которая также находится в ядре атома. Нейтроны служат связующим звеном между протонами, создавая силу притяжения между ними.

Электроны, протоны и нейтроны взаимодействуют между собой, обеспечивая стабильность и устойчивость атома. Их взаимное расположение и количество определяют свойства вещества, а также его химические и физические свойства.

Основные части атома

Атом состоит из трех основных частей: ядра, электронной оболочки и электронов.

Ядро атома находится в его центре и содержит протоны и нейтроны. Протоны обладают положительным зарядом, а нейтроны – не имеют заряда. Количество протонов определяет химические свойства атома и его атомный номер в периодической системе. Нейтроны же влияют на массовое число атома.

Вокруг ядра находится электронная оболочка, в которой движутся электроны. Электроны обладают отрицательным зарядом и находятся на разных энергетических уровнях – сначала на ближайших к ядру уровнях, а затем на более удаленных. Количество электронов определяет электронную конфигурацию атома и его химические свойства.

Взаимодействие между протонами в ядре и электронами в оболочке обуславливает электронный строение атома и его химическую активность.

Состав атома можно представить в виде таблицы:

Ядро атома

Протоны – это положительно заряженные частицы, а нейтроны – нейтральные по заряду частицы. Обычно число протонов в ядре равно числу электронов, движущихся по орбитам вокруг ядра, что делает атом электрически нейтральным.

Масса нейтрона приблизительно равна массе протона, и обе эти частицы вместе называются нуклонами. Масса нуклона примерно в 2000 раз больше массы электрона.

Ядро атома обладает значительно меньшим объемом по сравнению с областью, занимаемой электронами. Величина атомного ядра составляет всего около 10^-5 атомного радиуса, однако оно содержит практически всю массу атома.

Ядро атома является источником энергии. Путем деления атомных ядер (ядерное деление) или соединения ядер (ядерный синтез) выделяется огромное количество энергии. Это основа работы атомной энергетики, атомной бомбы и солнечной энергии.

Электроны в атоме

Электроны – это отрицательно заряженные элементарные частицы, обладающие массой, но размерами и массой значительно меньшими, чем у ядра.

Энергетические уровни электронов в атоме называются электронными оболочками. Каждая оболочка может содержать определенное количество электронов. На ближайшей к ядру оболочке помещается до 2 электронов, на второй – до 8 электронов, на третьей – до 18 электронов и т.д.

Существует особый порядок расположения электронов на электронных оболочках, называемый правилом Клетчаткина. Согласно ему, оболочки заполняются постепенно, начиная с ближайшей к ядру.

Электроны, находящиеся на внешней электронной оболочке, называются валентными электронами. Именно они определяют химические свойства атома и его возможность соединяться с другими атомами.

Важно! Количество электронов в атоме равно количеству протонов в ядре. Благодаря этому балансу электрических зарядов атом остается нейтральным.