Протони, неутрони и електрони

Протоните, неутроните и електроните са частиците, които изграждат атома, който е най-малката част от елемента. Тези частици определят характеристиките и свойствата на химичните елементи.

Протоните и неутроните са концентрирани в атомното ядро, докато електроните са разпределени в кората или периферията на атома. Атомът има еднакъв брой електрони и протони, докато броят на неутроните е променлив.

изображение на литиев атом с 3 електрона 3 протона и 3 неутрона

След това представяме сравнителна таблица между протони, неутрони и електрони.

Протон	Неутрон	Електрон
Определение	Субатомна частица с положителен заряд	Субатомна частица с неутрален заряд	Отрицателно заредена субатомна частица
Заредете	Положителен +1	Неутрален 0	Отрицателни -1
Символ	стр⁺	н⁰	и^-
Местоположение в атома	Ядро	Ядро	Периферни орбитали
Тегло (кг)	1,673 x 10-^-27килограма	1,675 x 10-^-27килограма	9 109 x 10 -^-31килограма
Маса в сравнение с протона (amu)	1	1	0,0005
Елементарна частица	3 кварка: 2 u и 1 d	3 кварка: 2 d и 1 u	1 лептон
Откривател (година)	И. Ръдърфорд (1911)	J. Чадуик (1931)	Джей Джей Томсън (1897)

Какво е протон?

Протоните са положително заредените частици, намиращи се в ядрото на атома. Всеки атом на елемент има фиксиран брой протони, което определя неговия атомен номер, или Z. По този начин водородът има протон и Z е равно на 1.

instagram story viewer

Масата на протона е 1.673 x 10^-27 kg, което представлява 1 атомна единица маса или amu (за съкращението на английски атомна единица маса).

През 1911 г. Ърнест Ръдърфорд открива, че ядрото на атома е мъничко и положително заредено, откъдето идва и концепцията за протона.

Протонът се състои от елементарни частици, наречени кварки или кварки: 2 кварка u (на нагоре= отгоре) и 1 кварц d (от надолу= надолу).

кварков състав на протона — Схема на кварковата конституция на протон, с два кварка "нагоре" (u) и един кварк "надолу" (d).

Как да изчислим протоните на атом?

Броят на протоните в атома може да се определи от атомния му номер, който е номерът на позицията в периодичната таблица.

Например златото Au има атомен номер = 79, което означава, че златото има 79 протона в ядрото си.

Какво е неутрон?

Неутроните са частиците, намиращи се в ядрото на атома заедно с протоните. Те са обозначени с буквата н и те са неутрално заредени. Единственият елемент, който няма неутрони, е водородът.

Масата на неутроните е много подобна на тази на протоните, така че сумата от масите на протоните и неутроните определя атомната маса на даден елемент.

Атомите, които имат еднакъв атомен номер, но различен брой неутрони, се наричат изотопи. Например, деутерият е изотоп на водорода, който има неутрон и протон в ядрото.

Английският физик Джеймс Чадуик открива през 1931 г. тази субатомна частица с маса, близка до протона, но с неутрален електрически заряд, поради което е наречена неутрон.

Неутронът е съставен като протона от кварки: 1 кварк u (от нагоре= отгоре) и 2 кварца d (от надолу= надолу).

състав на неутронните кварки — Схема на състава на кварките на неутрон, с два кварка "надолу" (d) и един кварк "нагоре" (u).

Как да изчислим неутроните на атома?

Можем да изчислим броя на неутроните в атома, ако знаем атомната му маса и атомния му номер Z. Вече знаем, че атомният номер Z е броят на протоните, а атомната маса е сумата от протони и неутрони, които има атомът.

Например кислородът има атомна маса 16, а Z е 8. Броят на протоните в кислорода е равен на атомната маса минус Z:

16 - 8 = 8 неутрона

Какво е електрон?

Електроните са частиците на атома, които са в облака, който заобикаля ядрото. Докато протоните и неутроните са концентрирани в ядрото, електроните се разпределят на слоеве отвън.

Електроните в най-външната обвивка на атома могат да прескачат от един атом на друг. Това дава на атома различен електрически заряд; например, ако атомът получи електрон, зарядът му ще бъде отрицателен, докато ако загуби електрон, зарядът ще бъде положителен.

Това се случва в йони, тоест атом, който печели или губи един или повече електрони. Например, хлорът има 17 електрона, но може да спечели един електрон, за да се превърне в Cl хлориден анион.^-, с 18 електрона и отрицателен заряд.

Електронът е открит през 1897 г. от J.J. Томсън, същото от атомния модел на „пудинг със стафиди“.

Електронът е изграден от елементарна частица, която е лептонът.

Масата на електрона е почти 2000 пъти по-малка от тази на протона и неутрона. Да предположим, че протон или неутрон са с размерите на 10-килограмова топка за боулинг, тогава електронът ще бъде с размерите на малък мрамор.

Следователно, масата на електроните в атома е незначителна при изчисляване на атомната маса.

Как да изчислим електроните на атома?

Броят на електроните в неутрален атом е равен на броя на протоните в този атом. Например Au златото има 79 протона, следователно ще има 79 електрона.

Може също да ви е интересно да видите:

Катиони и аниони
Атоми и молекули.

Препратки

Майърс, R.L. (2005) Основите на физиката. Гринууд.

Peake, B.M. (1989) Откриването на електрона, протона и неутрона. J. Химическо образование 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738