Ядро атома

Как известно, при химических реакциях атомы химических элементов не изменяются. Они лишь переходят из одного вещества в другое. Долгое время считалось, что атомы неделимы вообще. Однако позже было выяснено, что атомы также состоят из отдельных более мелких частиц.

Д. И. Менделеев, составляя периодическую таблицу, брал за основу атомную массу. Однако было непонятно, почему атомы с близкой массой отличаются по свойствам (в периодах), но атомы с разными массами близки по свойствам (в группах). Следовательно, свойства атома зависят не только от его массы, а от чего-то еще, что есть в его строении.

В конце XIX века было открыто, что некоторые вещества при сильном освещении испускают лучи из потоков электронов, которые являются отрицательно заряженными частицами. После была открыта радиоактивность, когда некоторые вещества даже в темноте испускают электроны и другие частицы. Следовательно, в состав атомов входят элементарные частицы.

Электрон имеет наименьшую массу и наименьший заряд из всех известных элементарных частиц. Электрический заряд электрона называется элементарным, и его принимают равным -1. Заряды остальных частиц, как положительных так и отрицательных, кратны элементарному заряду.

Однако атомы не имеют электрического заряда, хотя содержат отрицательно заряженные электроны. Это значит, что в атоме есть положительно заряженные частицы. Все они сосредоточены в центральной части атома, в его ядре. Ядро намного меньше самого атома, однако в нем сосредоточена почти вся его масса. Следовательно, вещество в ядре обладает очень высокой плотностью.

Ядра атомов, в свою очередь, также имеют сложное строение. Они состоят из протонов и нейтронов. Именно протоны имеют положительный заряд, заряд каждого протона в составе ядра равен +1. Заряд всего ядра определяется количеством протонов в нем. Нейтроны не имеют заряда. Массы протона и нейтрона примерно равны 1 а.е.м.

Поскольку атомы не имеют заряда, значит в них количество протонов равно количеству электронов.

Число протонов в атоме обозначают буквой Z, а число нейтронов — N. В атомах одного химического элемента число Z всегда одно и то же, т. е. количество протонов неизменно. А вот число нейтронов (N) может незначительно отличаться.

Именно заряд ядра, т. е. количество протонов, и соответствующее ему количество электронов определяют свойства химических элементов.

Поэтому современная формулировка Периодического закона выглядит так: свойства химических элементов, а также образованных ими веществ находятся в периодической зависимости от заряда атомных ядер.