Слово " атом" переводится с древнегреческого языка как " неделимый" . Так и предполагалось почти до конца XIX века. В 1911 г. Э. Резерфорд обнаружил, что в атоме существует положительно заряженное ядро. Позже было доказано, что оно окружено электронной оболочкой.
Электронная оболочка – совокупность движущихся вокруг ядра электронов.
Таким образом, атом представляет собой материальную систему, состоящую из ядра и электронной оболочки.
Атомы очень маленькие – так, по толщине бумажного листа укладываются сотни тысяч атомов. Размеры атомных ядер – еще в сто тысяч раз меньше размеров атомов.
Ядра атомов заряжены положительно, но состоят они не только из протонов. Ядра содержат еще и нейтральные частицы, открытые в 1932 году и названные нейтронами. Протоны и нейтроны вместе носят название нуклоны – то есть ядерные частицы.
Нуклоны – общее название протонов и нейтронов.
Любой атом в целом электронейтрален, а это значит, что число электронов в электронной оболочке атома равно числу протонов в его ядре.
Таблица 11.Важнейшие характеристики электрона, протона и нейтрона
Характеристика
Электрон
Протон
Нейтрон
Год открытия
1897
1919
1932
Первооткрыватель
Джозеф Джон Томсон
Эрнест Резерфорд
Джеймс Чедвик
Символ
е–
p+
no
Масса: обозначение
значение
m(e– )
9,108. 10–31 кг
m(p+)
1,673. 10–27 кг
m(no)
1,675. 10–27 кг
Электрический заряд
–1,6. 10–19 Кл = –1е
+1,6. 10–19 Кл = +1е
0
Радиус
?
10–15 м
10–15 м
Название " электрон" происходит от греческого слова, означающего " янтарь" .
Название " протон" происходит от греческого слова, означающего " первый" .
Название " нейтрон" происходит от латинского слова, означающего " ни тот, ни другой" (имеется в виду его электрический заряд).
Знаки " –" , " +" и " 0" в символах частиц занимают место правого верхнего индекса.
Размер электрона столь мал, что в физике (в рамках современной теории) вообще считается некорректным говорить об измерении этой величины.
Image228a.gif (141 bytes)ЭЛЕКТРОН, ПРОТОН, НЕЙТРОН, НУКЛОН, ЭЛЕКТРОННАЯ ОБОЛОЧКА.
Image228b.gif (137 bytes) 1.Определите, насколько масса протона меньше массы нейтрона. Какую часть от массы протона составляет эта разница (выразите ее в виде десятичной дроби и в процентах)?
2.Во сколько раз (приближенно) масса любого нуклона больше массы электрона?
3.Определите, какую часть от массы атома составит масса его электронов, если в состав атома входят 8 протонов и 8 нейтронов. 4.Как вы думаете, удобно ли использовать единицы международной системы единиц измерений (СИ) для измерений масс атомов?
[предыдущий раздел] [содержание] [следующий раздел]
4.2. Взаимодействия между частицами в атоме. Атомные ядра
Между всеми заряженными частицами атома действуют электрические (электростатические) силы: электроны атома притягиваются к ядру и вместе с тем отталкиваются друг от друга. Действие заряженных частиц друг на друга передается электрическим полем.Image673.gif
Вам знакомо уже одно поле – гравитационное. Подробнее о том, что такое поля, и о некоторых их свойствах вы узнаете из курса физики.
Все протоны в ядре заряжены положительно и за счет электрических сил отталкиваются друг от друга. Но ядра же существуют! Следовательно, в ядре, кроме электростатических сил отталкивания, действует еще какое-то взаимодействие между нуклонами, за счет сил которого они притягиваются друг к другу, причем это взаимодействие – значительно сильнее электростатического. Эти силы называются ядерными силами, взаимодействие – сильным взаимодействием, а поле, передающее это взаимодействие – сильным полем.
В отличие от электростатического, сильное взаимодействие ощущается только на коротких расстояниях – порядка размеров ядер. Но силы притяжения, вызванные этим взаимодействием (Fя). во много раз больше электростатических (Fэ). Отсюда – " прочность" ядер во много раз больше " прочности" атомов. Поэтому в химических явлениях изменяется только электронная оболочка,
Азотная кислота — строение и химические свойства
Неорганическая химия, Теория Добавить комментарий
Азотная кислота – бесцветная гигроскопичная жидкость, c резким запахом, «дымит» на воздухе, неограниченно растворимая в воде.
tкип. = 83ºC.. При хранении на свету разлагается на оксид азота (IV), кислород и воду, приобретая желтоватый цвет:
4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2.
Азотная кислота ядовита.
В растворе — сильная кислота; нейтрализуется щелочами, гидратом аммиака, реагирует с основными оксидами и гидроксидами, солями слабых кислот. Сильный окислитель; реагирует с металлами, неметаллами, типичными восстановителями. Концентрированная кислота пассивирует Al, Be, Bi, Со, Cr, Fe, Nb, Ni, Pb, Th, U; не реагирует с Au, Ir, Pt, Rh, Та, W, Zr. Не разрушает диоксид кремния. Смесь концентрированных HNO3 и HCl («царская водка») обладает сильным окислительным действием (превосходит чистую HNO3), переводит в раствор золото и платину. Еще более активна смесь концентрированных HNO3 и HF.
Mr = 63, 01; d = 1, 503(25); tпл = -41, 6 oC; tкип +82,6 oC (разл.).
Химические свойства азотной кислоты
1. Типичные свойства кислот:
1) Взаимодействует с основными и амфотерными оксидами:
2HNO3 + CuO = Cu(NO3)2 + H2O
6HNO3 + Al2O3 = 2Al(NO3)3 + 3H2O
2) С основаниями, амфотерными гидроксидами:
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
2HNO3 + Zn(OH)2 = Zn(NO3)2 + 2H2O
3) Вытесняет слабые кислоты из их солей:
2HNO3 + Na2CO3 = 2NaNO3 + H2O + CO2
2HNO3 + Na2SiO3 = H2SiO3 ↓+ 2NaNO3
2. Специфические свойства азотной кислоты как окислителя
1) Взаимодействие азотной кислоты с металлами
В качестве окислителя выступает азот в степени окисления +5, а не водород. В результате реакций образуется продукт восстановления нитрат-иона, соль и вода. Глубина восстановления нитрат-иона зависит от концентрации кислоты и от положения металла в электрохимическом ряду напряжений металлов. Возможные продукты взаимодействия металлов с азотной кислотой приведены в таблице ниже. Чем активнее металл и выше степень разбавления кислоты, тем глубже происходит восстановление нитрат-ионов азотной кислоты.
4 HN+5O3(конц.) + Cu0 = Cu+2(NO3)2 + 2 N+4O2 + 2 H2O
N+5 + 1e → N+4 2 окислитель, пр-с восстановления
Cu0 – 2e → Cu+2 1 восстановитель, пр-с окисления
8 HN+5O3(разб.) + 3 Cu0 = 3 Cu+2(NO3)2 + 2 N+2O + 4 H2O
N+5 + 3e → N+2 2 окислитель, пр-с восстановления
Cu0 – 2e → Cu+2 3 восстановитель, пр-с окисления
2) Проявляет окислительные свойства при взаимодействии с неметаллами:
S + 6HNO3(конц) = H2SO4 + 6NO2 + 2H2O;
B + 3HNO3 = H3BO3 + 3NO2;
3P + 5HNO3 + 2H2O = 5NO + 3H3PO4.
3) Азотная кислота окисляет сложные вещества:
6HI + 2HNO3 = 3I2 + 2NO + 4H2O;
FeS + 12HNO3 = Fe(NO3)3 + H2SO4 + 9NO2 + 5H2O.
4) Ксантопротеиновая реакция:
Азотная кислота окрашивает белки в оранжево-желтый цвет (при попадании на кожу рук – «ксантопротеиновая реакция»).
Реакцию проводят для обнаружения белков, содержащих в своем составе ароматические аминокислоты. К раствору белка прибавляют концентрированную азотную кислоту. Белок свертывается. При нагревании белок желтеет. При добавлении избытка аммиака (в щелочной среде) окраска переходит в оранжевую. Появление окрашивания свидетельствует о наличии ароматических аминокислот в составе белка.
5) Окислительные свойства «царской водки»:
Смесь концентрированных азотной и соляной кислот в объемном соотношении 1 : 3 обладает еще большей окислительной активностью, они могут растворять даже золото и платину:
HNO3 + 4HCl + Au = H[AuCl4] + NO + 2H2O;
4HNO3 + 18HCl + Pt = 3H2[PtCl6] + 4NO + 8H2O
Химические реакции с азотной кислотой
4HNO3 = 4NO2 + 2H2O + O2 (комн., на свету).
HNO3 + H2O = NO3– + H3O+.
HNO3 (разб.) + NaOH = NaNO3 + H2O ,
HNO3 (разб.) + NH3 · H2O = NH4NO3 + H2O.
2HNO3 (2-3%-я) + 8H0(Zn, разб. H2SO4) = NH4NO3 + 3H2O,
2HNO3 (5%-я) + 8H0(Mg, разб. H2SO4) = N2O ↑ + 5H2O,
HNO3 (30%-я) + 3H0(Zn, разб. H2SO4) = NO2↑ H2O,
HNO3 (60%-я) + 2H0(Zn, разб. H2SO4) = HNO2 + H2O. (кат Pd)
2HNO3 (конц.) +Ag = AgNO3 + NO2 ↑ + H2O.
8HNO3 (разб.) + 3Cu = 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O
10HNO3 (разб.) + 4Mg = 4Mg(NO3)2 +N2O↑ + 5H2O (примесь H2)
12HNO3 (разб.) + 5Sn —t—5Sn(NO3)2 + N2 ↑ + 6H2O (примесь NO)
30HNO3 (оч. разб.) + 8Al = 8Al(NO3)3 + 3 NH4NO3 + 9H2O (примесь H2)
12HNO3 (оч. разб.) + 5Fe = 5Fe(NO3)2 + N2 ↑ + 6H2O (0-10 oC),
4HNO3 (разб.) + Fe = Fe(NO3)3 + NO↑ + 2H2O.
4HNO3 (конц., гор.) + Hg = Hg(NO3)2 + 2NO2 ↑ + 2H2O,
8HNO3(разб., хол) + 6Hg = 3Hg2(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O.
6HNO3 (конц.) + S = H2SO4 + 6NO2 ↑ + 2H2O (кип.),
2HNO3 (конц.) + 6HCl(конц.) = 2NO↑ + 3Cl2↑ + 4H2O (100-150 oC).
HNO3 (конц.) + 4HCl(конц.) + Au = H[AuCl4] + NO↑ + 2H2O.
4HNO3 (конц.) + 18HCl(конц.) + 3Pt = 3H2[PtCl6] + 4NO↑ + 8H2O
4HNO3 (конц.) + 18HF(конц.) + 3Si = 3H2[SiF6] + 4NO↑ + 8H2O.
4HNO3 (дымящ.) + P4O10 = 2N2O5 + 4HPO3 (в атмосфере O2+O3)