Протоны, нейтроны и электроны
Протоны, нейтроны и электроны - это частицы, составляющие атом, который является самой маленькой частью элемента. Эти частицы определяют характеристики и свойства химических элементов.
Протоны и нейтроны сосредоточены в ядре атома, а электроны распределены в коре или на периферии атома. В атоме одинаковое количество электронов и протонов, а количество нейтронов может меняться.
Далее мы представляем сравнительную таблицу между протонами, нейтронами и электронами.
| Протон | Нейтрон | Электрон | |
|---|---|---|---|
| Определение | Субатомная частица положительного заряда | Субатомная нейтральная заряженная частица | Отрицательно заряженная субатомная частица |
| Нагрузка | Положительный +1 |
Нейтральный 0 |
Отрицательный -1 |
| Символ | п+ | п0 | а также- |
| Расположение в атоме | Основной | Основной | Периферические орбитали |
| Масса (кг) | 1,673 х 10--27кг | 1,675 х 10--27кг | 9,109 х 10--31кг |
| Масса по сравнению с протоном (а.е.м.) | 1 | 1 | 0,0005 |
| Элементарная частица | 3 кварка: 2 u и 1 d | 3 кварка: 2 d и 1 u | 1 лептон |
| Первооткрыватель (год) | А ТАКЖЕ. Резерфорд (1911) | Дж. Чедвик (1931) | Дж. Дж. Томсон (1897) |
Что такое протон?
Протоны - это положительно заряженные частицы, находящиеся в ядре атома. Каждый атом элемента имеет фиксированное количество протонов, которое определяет его атомный номер, или Z. Таким образом, у водорода есть протон, а Z равно 1.
Масса протона 1,673 х 10-27 кг, который представляет 1 атомную единицу массы или а.е.м. (аббревиатура на английском языке атомная единица массы).
В 1911 году Эрнест Резерфорд обнаружил, что ядро атома крошечное и заряжено положительно, отсюда и идея протона.
Протон состоит из элементарных частиц, называемых кварками или кварки: 2 кварка u (на вверх= top) и 1 кварка d (по вниз= вниз).
Как рассчитать протоны атома?
Число протонов в атоме можно определить по его атомному номеру, который является номером позиции в периодической таблице.
Например, золото Au имеет атомный номер = 79, что означает, что в ядре золота 79 протонов.
Что такое нейтрон?
Нейтроны - это частицы, находящиеся в ядре атома вместе с протонами. Обозначаются буквой п и они нейтрально заряжены. Единственный элемент, у которого нет нейтронов, - это водород.
Масса нейтронов очень похожа на массу протонов, поэтому сумма масс протонов и нейтронов определяет атомную массу элемента.
Атомы с одинаковым атомным номером, но разным числом нейтронов называются изотопами. Например, дейтерий - это изотоп водорода, в ядре которого есть нейтрон и протон.
Английский физик Джеймс Чедвик открыл в 1931 году эту субатомную частицу с массой, близкой к протонной, но с нейтральным электрическим зарядом, поэтому ее назвали нейтроном.
Нейтрон, как и протон, состоит из кварков: 1 кварк u (по вверх= верх) и 2 кварты d (по вниз= вниз).
Как рассчитать нейтроны атома?
Мы можем вычислить количество нейтронов в атоме, если мы знаем его атомную массу и атомный номер Z. Мы уже знаем, что атомный номер Z - это количество протонов, а атомная масса - это сумма протонов и нейтронов, которые есть в атоме.
Например, атомная масса кислорода равна 16, а Z равно 8. Число протонов в кислороде равно атомной массе минус Z:
16-8 = 8 нейтронов
Что такое электрон?
Электроны - это частицы атома, находящиеся в облаке, окружающем ядро. В то время как протоны и нейтроны сосредоточены в ядре, электроны распределены слоями снаружи.
Электроны во внешней оболочке атома могут перескакивать с одного атома на другой. Это придает атому другой электрический заряд; например, если атом получит электрон, его заряд будет отрицательным, а если он потеряет электрон, заряд будет положительным.
Это то, что происходит с ионами, то есть с атомом, который приобретает или теряет один или несколько электронов. Например, у хлора 17 электронов, но он может получить один электрон, чтобы стать анионом хлорида Cl.-, с 18 электронами и отрицательным зарядом.
Электрон был открыт в 1897 году Дж. Дж. Дж. Томсон, то же самое, что и атомная модель «пудинга с изюмом».
Электрон состоит из элементарной частицы - лептона.
Масса электрона почти в 2000 раз меньше массы протона и нейтрона. Предположим, протон или нейтрон имеют размер 10-фунтового шара для боулинга, тогда электрон будет размером с небольшой шарик.
Следовательно, при расчете атомной массы массой электронов в атоме можно пренебречь.
Как рассчитать электроны в атоме?
Число электронов в нейтральном атоме равно числу протонов в этом атоме. Например, золото Au имеет 79 протонов, следовательно, у него будет 79 электронов.
Вам также может быть интересно увидеть:
- Катионы и анионы
- Атомы и молекулы.
Рекомендации
Майерс, Р. (2005) Основы физики. Гринвуд.
Пик, Б. (1989) Открытие электрона, протона и нейтрона. J. Химическое образование 66: 738. DOI: 10.1021 / ed066p738