В центре атомов находится положительно заряженное ядро, очень малое по размеру: радиус атомного ядра примерно в 10 000 – 100 000 раз меньше радиуса атома.
Радиус ядра около 10⁻⁵ ангстрема, то есть 10⁻¹³см. Поэтому правильно
показать относительные пропорции ядер и электронных оболочек на рисунке невозможно.
Если бы атом увеличился до размеров Земли, то ядро имело бы всего около 60 м в диаметре.
Нельзя утверждать, что после открытия строения атома и создания его планетарной модели, физиков не интересовало – а что же там, в атомном ядре
Однако не сразу и не все ученые приняли ядерную модель атома. А те, кто не сомневался в ядерном строении атома, не имели экспериментальной базы для изучения атомного ядра.
Все упиралось в то, что для исследования атомного ядра следовало это ядро разрушить, а техники для таких исследований еще не существовало.
Поэтому первые представления об атомном ядре базировались на
умозрительной теории. Раз ядро положительно заряженное, значит, оно
состоит из положительных элементарных частиц. Такие частицы были
известны - в 1919 году был открыт протон.
Но положительно заряженные частицы должны по законам классической физики отталкиваться друг от друга и атомное ядро должно ра
Проблему строения атомного ядра удалось решить лишь после того, как в
1932 году была открыта новая элементарная частица – нейтрон.
И практически сразу возникла протонно-нейтронная модель атомного
ядра. Одну из моделей строения ядра представили российские физики
Иваненко и Гапон.
В последствие протонно-нейтронная модель атомного ядра была
подтверждена экспериментально и является сейчас общепризнанной.
И так, основу атомного ядра составляют протоны и нейтроны.
Обе эти частицы рассматриваются как два различных состояния ядерной частицы нуклона. В заряженном состоянии нуклон является протоном, а в нейтральном состоянии – нейтроном.
1. Протон. Эта частица обозначается знаком р. Она обладает
положительным зарядом qp = e и массой в 1836 раз больше массы электрона
(mp = 1,672∙10 ⁻²⁷ кг). Протон стабильная частица, время жизни протона
оценивается τ > 10³¹ лет.
Число протонов в ядре равно количеству электронов в нейтральном атоме и совпадает с порядковым номером химического элемента в Периодической системе Д.И. Менделеева.
2. Нейтрон. Эта частица обозначается буквой n. Она в отличии от протона нейтральна (qn =0) и имеет массу в 1839 раз больше массы электрона (mn = 1,675∙10 ⁻²⁷ кг). В отличие от протона нейтрон не является стабильной частицей.
В не ядра продолжительность жизни нейтрона около 15 мин.
Затем нейтрон распадается на протон и элементарную частицу пион π.
Число нейтронов в ядре N находится как разность между массовым числом всех частиц в ядре А (округленная атомная масса) и зарядом ядра Z – (количеством протонов в ядре).
N = A – Z
Массовое число – суммарное число протонов Z и нейтронов N в ядре атома:
A = Z + N.
Массовое число всегда имеет целочисленное значение. Число протонов в ядре равно атомному (порядковому) номеру элемента в Периодической системе, т. е. заряду ядра атома, число нейтронов - разности между массовым числом элементa и зарядовым числом.
N = A – Z
В ядре сосредоточена почти вся масса атома, так как масса электронов очень мала.
Масса ядра атома приблизительно в 4 •10³ раз больше всех входящих в атом электронов, но в то же время ядро почти в 10⁵ раз меньше атома (диаметр ядра приблизительно равен 1·10⁻¹² - 1·10⁻¹³ см).
Ядерное вещество атома имеет огромную плотность. Спичечный коробок, наполненный ядерным веществом или веществом подобной плотности, имел бы массу около 2,5 млрд. тонн.
Объяснение:
1. 2СН3СООН+Na2CO3 --> 2CH3COONa + H2O+ CO2
Образовались ацетат натрия (основной продукт реакции), углекислый газ СО2 и вода.
2. 2СН3СООН+Mg --> (CH3COO)2Mg+H2
основной продукт реакции ацетат магния.
при взаимодействии карбоновых кислот с щелочными и щелочно-земельными металлами образуются ацетаты металлов и выделяется водород.
3. 2СН3СООН+CuO --> (CH3COO)2Cu+H2O
Основной продукт реакции ацетат меди (II)
при взаимодействии карбоновых кислот с оксидами образуются ацетаты металлов и вода.
4. CH3COOH+C2H5OH --> CH3COOC2H5 + H2O
Образовался этиловый эфир уксусной кислоты
Реакция этерефикации - взаимодействие карбоновых кислот со спиртами
5. а) СH3COONa+H2SO4--> CH3COOH+Na2SO4
б) CH3COH+Ag2O --> 2Ag + CH3COOH
§ 1. Понятие об электролизе
Проведем следующий опыт. Поместим в раствор хлорида меди(II) две
металлические пластинки, подключенные к источнику постоянного тока. В
результате будут наблюдаться следующие явления:
1. Электрод, заряженный отрицательно (катод), постепенно покрывается
красным налетом меди.
2. На электроде, заряженном положительно (анод), образуются пузырьки
газа – хлора (см. рисунок).
Электролиз раствора хлорида меди(II)
Объясняется это следующим образом. Хлорид меди(II) CuCl2 в водном
растворе диссоциирует на ионы:
CuCl2 → Cu2+ + 2Cl
При пропускании электрического тока через этот раствор положительно
заряженные катионы меди (Cu2+) движутся к отрицательно заряженному
электроду – катоду. Достигнув катода, ионы меди принимают электроны,
превращаясь в атомы меди:
Катод( ): Cu2+ + 2ē Cu
Отрицательно заряженные анионы хлора (Cl ) движутся к
положительно заряженному электроду – аноду. Достигнув анода, ионы хлора отдают электроны, превращаясь в атомы хлора, а затем в молекулы Cl2,
который выделяется в виде газа:
Анод(+): 2Cl 2 ē 2Cl Cl2↑
Сложим записанные уравнения, и получим ионное уравнение реакции,
протекающей при пропускании электрического тока через раствор хлорида
меди(II):
Cu2+ + 2Cl
электролиз
Cu + Cl2↑
Уравнение протекающей реакции в молекулярной форме:
CuCl2
электролиз
Cu + Cl2↑
В результате пропускания электрического тока через раствор хлорида
меди(II) протекает окислительно-восстановительная реакция, в результате
которой катионы меди восстанавливаются до металла, анионы хлора –
окисляются с образованием простого вещества хлора.
Электрический ток проводят не только растворы электролитов, но также
расплавленные соли, щелочи и оксиды металлов, при этом также происходят
окислительно-восстановительные реакции. Такой процесс называется
электролизом.
Электролиз — окислительно-восстановительный процесс,
протекающий при прохождении электрического тока через раствор либо
расплав электролита
При электролизе катод(–) имеет отрицательный заряд, к нему
движутся положительно заряженные катионы, которые принимают
электроны и восстанавливаются.
Анод(+) – электрод, который имеет положительный заряд, к нему
движутся отрицательно заряженные анионы, они отдают электроны аноду и
окисляются.
§ 2. Электролиз расплавов
В расплавах солей, так же, как и в их растворах, присутствуют катионы
металла и анионы кислотного остатка. Не все соли могут образовывать
расплавы. Например, некоторые соли при нагревании разлагаются
(карбонаты, нитраты, соли аммония). В то же время для ряда солей
электролиз их расплавов вполне осуществим, и даже используется в
промышленности. Это в основном электролиз расплавов хлоридов щелочных
и щелочноземельных металлов.Рассмотрим электролиз расплава NaCl, который применяется в
процессе промышленного получения натрия и хлора. Температура плавления
NaCl составляет 801 0С. В расплаве хлорида натрия имеются катионы натрия
и анионы хлора. При пропускании электрического тока катионы натрия
движутся к катоду, принимают электроны и восстанавливаются до
металлического натрия; анионы хлора – к аноду, отдают электроны и
окисляются сначала до атомарного хлора, затем образуются молекулы Cl2.
Запишем уравнения катодного и анодного процессов.
Катод( ): Na+
+ ē Na
Анод(+): 2Cl 2ē 2Cl Cl2↑
Суммарное уравнение:
2NaCl(расплав)
электролиз
2Na + Cl2↑
Электролиз расплава хлорида кальция (tпл. = 772 0С) используется в
промышленности для получения металлического кальция:
CaCl2 (расплав)
электролиз
Ca + Cl2↑
Обратите внимание, что самопроизвольно подобные реакции протекать
не могут! Наоборот, щелочные и щелочноземельные металлы активно
соединяются с галогенами (следовательно, при обычных условиях должны
протекать обратные реакции). Таким образом, в процессах электролиза для
осуществления невозможных при обычных условиях реакций используется
энергия электрического тока.
Основной промышленный получения алюминия – электролиз
расплава оксида алюминия
2Al2O3 (расплав)
электролиз
4Al + 3O2↑
Температура плавления Al2O3 чрезвычайно высока и составляет 2050 0С.
В связи с этим в процессе промышленного получения алюминия используют
не оксид алюминия, а смесь Al2O3 с криолитом Na3AlF6, температура
плавления которой существенно ниже (950 0С).