0: Здравствуйте, ребята. Мы с вами продолжаем изучение электрических явлений. Как вы знаете, существуют 2 рода электрических зарядов. Одни мы называем положительными, другие мы называем отрицательными. Где же в
1: В теле прячутся эти электрические заряды, что происходит с телом, когда оно становится наэлектризованным, например, когда мы натираем эбонитовую палочку о шерсть, или волосы, или стеклянную палочку натираем шёлком.
2: Либо полиэтиленом, где прячутся эти электрические заряды. Вы знаете, что все тела состоят из вещества. Вещество состоит из молекул, молекулы состоят из атомов, следовательно, заряды находят
3: Внутри атомов. И чтобы подробнее поговорить об этом, мы и запишем тему сегодняшнего урока. Тема строения атомов.
4: Строение атомов домашнее задание.
5: Конспект того, что вы сейчас видите.
6: По пёрышкину.
7: Прочтите внимательно параграф 29.
8: По задачнику лукашика.
9: Выполните упражнение с номерами, начиная с 1218 подряд и заканчивая 1222, естественно, письменно с
10: Рисунками это домашнее задание к следующему уроку. Ну а теперь слушайте и не говорите, что вы не слышали в 1800 девя.
11: 97 году.
12: Английский физик джозеф джон томпсон.
13: Сейчас я покажу вам его портрет.
14: Изучал электрический ток, то есть направленное движение электрических зарядов в газах. Томсон обнаружил, что при определённых условиях атомы Газа испускают частицы.
15: Заряд, которых отрицательный. Эти частицы получили название электронов. То есть в 1897 году томсон открывает электрон
16: И, как я уже сказал, заряд электрона отрицательный.
17: Но атом в целом электрически нейтрален, следовательно, если электроны вылетают из атомов, то есть они находятся внутри атома, а атом в целом электрически нейтрален, значит, внутри атома.
18: Должны содержаться и положительные заряды, и возникает вопрос что же из себя представляет положительно заряженная часть атома, как взаимодействуют между собой отрицательно заряженный электрон и положительно заряженная часть атома? Каковы
19: Размеры положительно заряженной части атома, что определяет массу атома, ответить на все эти вопросы смог.
20: Физик, он работал в англии, но по происхождению он из Новой Зеландии, которого звали Эрнст резерфорд, вот его портрет Эрнст резерфорд, блестящий эксперт.
21: Экспериментатор это буквально отец ядерной физики. Он обнаруживает то, что мы сегодня называем атомным ядром. Давайте поговорим об этом подробнее. Итак.
22: Эрнст резерфорд в 1911 году
23: Проводит знаменитый опыт, о котором я сейчас очень кратко расскажу подробнее. Мы будем говорить, когда будем изучать физику. Атома ядра в деталях проводит опыт, который приводит его к открытию.
24: Так называемого атомного ядра. Открытие атомного ядра. Каким же образом было
25: Открыто ядро опыт резерфорда состоял в следующем опыт резерфорда.
26: Существуют вещества, обладающие странным свойством. Они самопроизвольно испускают различные частицы. Такие вещества получили название радиоактивных. Эти вещества испускают
27: Частицы как положительные, так и отрицательные. И есть ещё излучение, которое носит название гамма. Излучение, оно не представляет собой. На самом деле частицы это электромагнитное излучение. И вот
28: Некоторые вещества испускают положительно заряженные частицы, которые резерфорд же и назвал альфа частицами альфа частицы.
29: Позже мы выясним, какова их природа, но сейчас нам важны их свойства имеют положительный заряд, равный 2 элементарным зарядам ку альфа равняется + 2 элемен.
30: Элементарных заряда. Что такое элементарный заряд, мы с вами уже говорили. Масса альфа частицы равна приблизительно 4 массам атома водорода. И вот резерфорд берет радиоактивный препарат, который испускает
31: Альфа частицы и потоком альфа частиц.
32: Бомбардируют тонкую плёнку золота тонкая, золотая.
33: Фольга, что же он обнаруживает? Он обнаруживает, что подавляющее большинство альфа частиц почти не отклоняется фольгой. То есть
34: Почти не изменяет своего направления, проходя через атомы золота. Но существует очень небольшое количество альфа частиц, которые
35: Отклоняются буквально назад. О чем говорит этот результат? Почему альфа? Частицы отклоняются? Потому что внутри атомов золота, как и внутри любых атомов, существуют положительные заряды.
36: Которые отталкивают альфа частицы. Но почему отталкивается только очень небольшая часть альфа частиц? Да потому что размеры положительно заряженной части атома гораздо меньше размеров.
37: Самого атома. Вот к этому выводу резерфорд и приходит, что положительно заряженная часть атома гораздо меньше размеров самого атома. Поэтому положительно заряженную часть атома
38: Резерфорд назвал атомное ядро, где же находятся электроны электроны находятся вне ядра атома, и в таком случае атом устроен следующим образом.
39: Положительно заряженная часть атома крошечных размеров ядро.
40: А электроны находятся за пределами положительно заряженной части.
41: В целом электрический электрическая нейтральность атома объясняется тем, что общий заряд электронов отрицательный равен положительному заряду ядра ку.
42: Ядра.
43: Plus que электронов.
44: Равняется нулю. Это заряд всех электронов.
45: Не 1 электрона, а всех электронов. Но подождите, вот отрицательно заряженные электроны.
46: Вот положительно заряженное ядро. Почему же электроны не падают на ядро? Ведь они же притягиваются, чтобы ответить на этот вопрос? Резерфорд предположил, что электроны враща.
47: Вокруг ядра, я это сейчас очень схематически изображаю. Многие химики могут возразить, что должны быть 2 электрона на 1 орбите, 1 электрон на другой орбите.
48: Сейчас для нас это не важно, важно то, что электроны движутся вокруг ядра, подобно тому, как планеты движутся вокруг солнца, ведь планеты не падают на солнце, хотя они притягивают.
49: К солнцу. Именно вот это движение позволяет этой системе быть стабильной. И вот такая система, такая модель атома, придуманная резерфордом, получила название планетарная модель
50: Планетарная.
51: Модель атома, если
52: Атом в целом нейтрален, а количество электронов в атоме, ведь оно обязательно должно быть целым поштучно. Мы считаем электроны. Следовательно, заряд ядра равен целому числу элементарных зарядов со знаком плюс.
53: То есть мы можем записать.
54: Заряд ядра.
55: Равняется z умножить на элементарный заряд с плюсом зет число электронов в.
56: Нейтральным.
57: Атомы.
58: В таком случае суммарный заряд всего атома равен нулю. Как же узнать число электронов в атоме? Оказывается, для этого можно воспользоваться периодической систе.
59: Темой элементов. Об этом мы чуть позже поговорим подробнее, но теперь давайте сделаем следующий шаг. Итак, планетарная модель атома выглядит приблизительно вот таким образом. Каковы размеры атома размер
60: Атома имеют порядок 10 в минус 10 степени.
61: Метра. А каковы размеры ядра?
62: Размеры ядра.
63: Оказывается, в 100000 раз приблизительно меньше 10 в минус 15 степени метра. То есть можно представить себе следующую картину. Представьте себе.
64: Что мы увеличили размеры ядра до 1 метра тогда в твёрдом теле, а там расстояние между атомами примерно равно размерам самих атомов. Например, в том же золоте, которое использовал резерфорд в своих опытах.
65: Расстояние между атомами равно размеру атомов, поэтому если мы увеличим размеры ядра до 1 метра, то размеры атома увеличатся до 10 в 5 степени метров.
66: А это 100 километров, значит, если размеры ядра увеличить до 1 метра, то ядро следующего атома располагается где-то в районе Николаева или тирасполя на расстоянии порядка сотен километров.
67: То есть atom практически состоит из пустоты, вот почему альфа частицы в основном пролетают сквозь атом, почти не отклоняясь, хотя говорить, что атом состоит из пустоты, это не совсем.
68: Верно, пространство вокруг ядра заполнено электрическим полем, и надо сказать, что это электрическое поле необычайно сильное, оказалось, что ядро тоже.
69: Имеет сложное строение, ядро состоит из частиц 2 сортов. Итак, представим себе, что мы это ядро увеличиваем.
70: Вот оно, его размеры, как я уже говорил, имеют порядок 10 в минус 15.
71: Степени метров, и ядро состоит из 2 сортов частиц.
72: Некоторые частицы.
73: Обладают положительным зарядом.
74: Плюс, плюс, плюс, поскольку мы с вами рассматриваем атом, у которого 3 электрона, то внутри, оказывается, находятся 3 частицы с положительным зарядом. Эти частицы полу.
75: Название протоны.
76: Но есть ещё частицы, которые электрическим зарядом не обладают. Эти частицы получили название не
77: Троны масса протона приблизительно равняется массе нейтрона.
78: Но и та, и другая частица имеет массу, которая гораздо больше массы электронов, масса протона.
79: Приблизительно равняется 1837 масс электрона, то есть почти в 2000 раз. Масса протона больше, чем масса нейтрона, чем масса электрона, тоже самое.
80: Можно сказать и о массе нейтрона, о чем это говорит? О том, что масса атома определяется именно массой протонов и нейтронов, входящих в состав ядра по.
81: Ядро newcleus поэтому частицы, входящие в состав ядра, то есть и протоны, и нейтроны, обозначают 1 названием их и те, и другие называют словом нуклоны.
82: Протоны, нейтроны.
83: Это.
84: Нуклоны, нуклоны, масса атома определяется количеством нуклонов, поэтому количество нуклонов часто называют массовое число.
85: Ядра или массовое число атома число нуклонов.
86: Обозначаем буквой а и называем его массовое число.
87: Теперь посмотрите число электронов в ядре мы обозначили буквой зет, но поскольку атом электрически нейтрален, то число протонов должно равняться числу.
88: Электронов в нейтральном атоме, поэтому мы буквой зет фактически обозначаем число протонов, и это число носит название протонное число.
89: Или зарядовое число.
90: Теперь смотрите, если общее количество нуклонов, массовое число, количество протонов заряженных нуклонов, зет зарядовое число, то мы
91: Можем найти и количество нейтронов, количество нейтронов. Давайте запишем это здесь.
92: Число нейтронов.
93: В ядре.
94: Обозначим буквой н, мы получим, если из массового числа, то есть из числа всех нуклонов, вычтем зарядовое число, то есть число протонов. Так можно выяснить, ко
95: Сколько, каких частиц находится в недрах ядра? А теперь возникает вопрос а как же можно узнать, например, сколько нуклонов находится в ядре атома? Ну, например, лития? Сколько протонов?
96: В ядре атома лития оказывается, это можно сделать с помощью периодической системы элементов, выводим её на экран.
97: Периодическая система элементов. Давайте покрупнее изобразим
98: Начало этой таблицы. Вот, например,
99: Начало таблицы.
100: Литий в периодической системе элементов его номер 3. А вот это число, это число представляет собой то, что химики называют относи.
101: Атомной массой, а на самом деле, если его округлить, то мы получаем ничто иное, как массовое число. Итак, давайте нарисуем клеточку периодической системы элементов. Надо
102: Доске и разберёмся, что значат те числа, которые входят в
103: Эту клеточку вот клеточка.
104: И там написано литий 3, и внизу написано 6, запятая 940.
105: 1 вот это порядковый номер химического элемента, оказывается, он представляет собой число протонов в ядре зет.
106: Если мы округлим.
107: Относительную атомную массу зетт равно 3.
108: То мы получим массовое число, то есть нуклонное число, количество нуклонов в ядре, число нуклонов а равняется 7.
109: Раз так, то число нейтронов н. Равняется, а минус z равняется 7 - 3, равняется 4, то есть в атоме, лития в.
110: В ядре находится 3 протона и 4 нейтрона если атом электрически нейтрален, то количество электронов на электронной оболочке атома.
111: Равно числу протонов, то есть равно 3. Это примерно то, что я нарисовал на доске. Правда, я нарисовал здесь 3 нейтрона, а здесь у нас получается 4
112: Нейтрона будет ли это ошибкой? Оказывается, нет, оказывается, существуют разные типы, точнее, существуют разновидности ядра, у которого число протонов одно и то же, а это значит.
113: Что это ядро 1 и того же химического элемента, в нашем случае 3 лития, но количество нейтронов может отличаться. Такие разновидности ядра 1 и того же химического элемента называются изо.
114: Топами этого химического элемента. И вот я изобразил здесь ядро изотопа лития, у которого 3 нейтрона, но большинство атомов лития в природе имеет 4 нейтрона.
115: В ядре поэтому массовое число, посмотрите, очень близко к 7, но оно дробное, потому что все-таки небольшая часть атомов имеет ядра с вот таким строением, то есть изотопы
116: С 3 нейтронами, а в природе атомы разных сортов литий 7 и литий 6 перемешались, химики измеряют массу усреднённых атомов и получают вот это
117: Дробное число. Итак, с помощью периодической системы элементов мы можем определить количество протонов в ядре, количество нейтронов в ядре и количество электронов в нейтральном
118: Но ведь атом не обязательно может быть электрически нейтральным. Давайте разберёмся, что произойдёт с нейтральным атомом, если убрать электрон с электронной оболочки или
119: Наоборот, посадить на электронную оболочку лишний электрон. Итак, нейтральный атом.
120: Допустим, тот же литий ядро.
121: И 3 электрона. Ну я уже нарисую более корректно. Вот 2 электрона. Оказываются они на 1 электронной оболочке и 3 электрон на другой электронной оболочке, нейтральный атом.
122: Число электронов 3 заряд ядра, 3 элементарных заряда, но если мы заберём 1 электрон, у нас получится положительно заряженное ядро 3.
123: Элементарных заряда и только 2 электрона.
124: Ку ядра равняется 3 элементарных заряда, ку ядра равняется 3 элементарных заряда, а
125: Электроны компенсируют только 2 из этих 3 элементарных зарядов, и мы получаем положительный Ион.
126: Положительный Ион. Вот это у нас нейтральный атом литий, а положительный Ион можно обозначить литий плюс. Итак, что такое Ион? Это атом, у кото
127: Количество электронов меньше числа протонов в ядре или больше числа протонов в ядре. Если количество электронов меньше числа протонов, мы имеем дело с положительным ионом.
128: Что будет, если мы добавим к электронной оболочке лишний электрон? Тогда у нас количество электронов будет 4.
129: И мы получим отрицательный Ион.
130: Литий минус. Ну, для лития это не характерно. Обычно отрицательные ионы находятся в правой части периодической системы элементов, но теоретически такое мы себе можем представить. Итак, нейтральный атом от иона отличается тем, что в нейтральном
131: Атоме заряд электронов компенсирует полностью заряд ядра, а в случае Ионна такой компенсации не происходит, и могут ионы иметь положительный знак и отрицательный знак. Вот как?
132: Устроен атом. Согласно модели резерфорда, надо сказать, что на самом деле атом нельзя описывать с помощью той физики, которую мы с вами называем классическая физика поведением атомов, поведением электронов в атоме управ.
133: Квантовые законы, но к их изучению мы прикоснёмся буквально только в 11 классе. Для нас сейчас существенным является только то, что я вам рассказал вот на этом уроке. Ну,
134: Давайте закрепим то, что я вам рассказал, решая несложные задачи.
135: Сейчас я выведу задачи на экран, и для того, чтобы нам удобнее было обсуждать эти задачи, мы разделим экран на 2 части внизу будет у
136: Задачи, а вверху
137: Вы будете видеть меня, давайте начнём с задачи номер 12 12. Освободим место на доске.
138: По задачнику лукашика.
139: Номер 12 12. Во сколько раз масса ядра атома углерода? Больше массы ядра атома водорода. Как отве?
140: Ответить на этот вопрос. Мы с вами знаем, что масса ядра, масса атома сосредоточена в основном в ядре. Масса атома указана в периодической системе элементов в виде массового числа. Давайте
141: Выпишем сейчас с вами клеточку периодической системы элементов для водорода и для углерода. Итак, водород.
142: Аш. Вот.
143: Аш водород единица внизу 1 запятая 0 0 79 уголь.
144: Ц это 6 элемент периодической системы и здесь у нас
145: Запятая 0 1 1. Вот так.
146: Нас просят ответить на вопрос, во сколько раз масса ядра атома углерода больше массы ядра атома водорода? Вот массы. Фактически мы можем даже сказать, что большинство атомов водорода содер.
147: В себе 1.
148: Нуклон? Что это за нуклон? Нейтрон или протон? Конечно же, это протон, потому что если бы это был нейтрон, то нейтрон электрическим зарядом не обладает. Он не мог бы удержать электрон, и атом не мог бы просто существовать.
149: Подтверждается это тем, что протонное число that равняется единице. Итак, массовое число водорода единица массовое число углерода, а
150: Равняется 12 ядро углерода состоит из 12 нуклонов. Сравнивая эти 2 числа, мы можем сказать, что масса атома углерода примерно
151: В 12 раз больше массы атома водорода. Итак, масса атома углерода приблизительно равна 12 массам атома водорода.
152: Задача решена. Следующая задача 12 13 вокруг ядра атома кислорода движется 8 электронов. Давайте напишем номер Зада.
153: 12 13.
154: Вокруг ядра атома кислорода движется 8 электронов сколько протонов имеет ядро атома, кислорода?
155: Atom если в условии задачи написано слово атом, это означает, что он электрически нейтрален, это не Ион, а если так, то количество электронов должно равнять.
156: Количеству протонов число электронов, атом.
157: Нейтральная частица.
158: Нам говорят, что в нём движется 8 электронов, значит, общий заряд электронов равняется 8 элементарных зарядов со знаком минус.
159: Частица нейтральная, поэтому q ядра.
160: Равняется + 8 элементарных зарядов, но ведь заряд 1 протона как раз равен 1 элементарному заряду, поэтому мы делаем вывод, следовательно, число протона.
161: Равняется 8, и если мы заглянем в периодическую систему элементов, мы обнаружим, что кислород находится на 8 месте.
162: Периодической системе, то есть его протонное число равняется 8. Следующая задача 12 14. Её условие довольно большое, поэтому я отведу больше места на экране. Задача
163: 12 14 шар, заряженный, положительно подвешен на шёлковой нити изменилось ли число протонов, содержащихся в шаре, когда ему сообщили дополнительный положительный заряд на это.
164: Этот вопрос были получены ответы уменьшилось, увеличилось, не изменилось. Который из этих ответов правильный ответ. Объясните, остановите сейчас это видео и подумайте.
165: А теперь ответ. Итак, шар, заряженный положительно подвешен на шёлковой нити изменилось ли число протонов, содержащих в шаре, когда ему сообщили дополнительный положительный заряд?
166: Протоны, частицы атомов. Если мы изменяем количество протонов, это означает, что мы отрываем атомы от шара. Но ведь мы этот шар, подвешенный на шёлковой нити, просто зарядили соприкасая
167: Этим атомом, с каким-то положительно заряженным телом. Что же в результате произошло?
168: Что произошло число с числом протонов? Количество атомов на шаре не изменилось, следовательно,
169: Количество протонов не изменилось, не уменьшилось, не увеличилось а как же получилось, что шар заряжен положительно просто в ходе электризации?
170: Удалили часть электронов в металле. Электроны очень легко перемещаются по всему куску металла. Их очень легко снять и очень легко добавить. Поэтому электризация тел
171: Всегда связано с изменением количества электронов на теле, а не количество протонов. Следующий вопрос.
172: Может ли атом водорода или другого вещества лишиться заряда, равного половине заряда электрона? Ну, этот вопрос, который для вас не должен представлять никаких трудностей? Вы знаете, что самый маленький
173: Электрический заряд, который может быть сообщён или удалён от тела, это элементарный заряд, заряд, который несёт на себе электрон и протон. Поэтому изменить заряд на величину, равную половине элементарного заряда, то есть
174: Половине заряда электрона невозможно, 16 задача металлический шар, имевший положительный заряд, разрядили.
175: И он стал электрически нейтральным. Можно ли сказать, что заряды в шаре исчезли? Остановите видео, подумайте.
176: Металлический шар, имевший положительный заряд, разрядили, и он стал электрически нейтральным. Можно ли сказать, что заряды в шаре исчезли? Нет, нельзя, заряды не исчезают и не появляются они всегда есть чуть позже. Мы строго
177: Формулируем закон, который называется закон сохранения электрического заряда если шар был положительно заряжен, значит, на нём не хватало электронов когда шар стал электрически нейтральным, то недостающее количество электронов было получено.
178: От каких-то сторонних тел и заряды не исчезли, заряды положительные просто оказались скомпенсированными зарядами электронов, зарядами отрицательными, и последняя на сегодня задача.
179: 1217 2 одинаковых металлических шара, заряженные по абсолютной величине одинаковыми, а по знаку разными зарядами, после соприкосновения оказались электрически нейтральными, можно
180: Ли сказать, что заряды в Шарах исчезли, какие изменения произошли внутри шара с некоторым числом их атомов, остановите и подумайте.
181: 2 одинаковых шара, заряженные одинаковыми, но противоположными по знаку заряда, оказались после соприкосновения электрически нейтральными можно ли сказать, что заряды в Шарах исчезли, какие изменения произошли внутри шара с некоторым числом их атомов?
182: Заряды не исчезли, они перераспределились. Если шар шары. Оба после соприкосновения стали электрически нейтральными, значит, и в этом шаре, и в этом шаре поровну положительных и отрицательных зарядов. Если
183: Этот шар, например, заряжен положительно, это значит, в нём не хватает, ну, допустим, миллиарда электронов, а в этом шаре лишний миллиард электронов. Когда мы их привели в соприкосновение, то миллиард электронов перешёл.
184: С этого шара на этот в результате здесь добавился недостающий миллиард электронов, а отсюда он ушёл, и процесс нейтрализации зарядов это ничто иное, как процесс перемещения электронов.
185: Того шара, где их больше к тому шару, где их меньше. На этом мы наш сегодняшний урок заканчиваем. Будьте здоровы.