Химическое поведение - атом
Cтраница 3
 |
Элементарные частицы материн. [31] |
Число протонов в ядре атома принято называть порядковым ( атомным) номером и обозначать буквой Z. Оно совпадает с числом электронов, окружающих ядро, поскольку атом должен быть электрически нейтральным. Массовое число атома равно полному числу содержащихся в нем тяжелых частиц: протонов и нейтронов. Когда два атома сближаются на достаточное расстояние, чтобы между ними возникло химическое взаимодействие-или, как принято говорить, химическая связь-каждый атом ощущает главным образом наличие самых внешних электронов другого атома. Поэтому именно эти внешние электроны играют определяющую роль в химическом поведении атомов. Нейтроны в составе ядра оказывают ничтожное влияние на химические свойства атомов, а протоны важны постольку, поскольку они определяют число электронов, которые должны окружать ядро нейтрального атома. Все атомы с одинаковым порядковым номером ведут себя в химическом отношении практически одинаково и рассматриваются как атомы одного и того же химического элемента. Например, символ углерода - С, а символ кальция - Са. В таблице-атомных масс элементов, помещенной на внутренней стороне обложки книги, приведен алфавитный перечень элементов и их символов. [32]
Как мы уже сказали выше, атом состоит из малого положительно заряженного ядра ( диаметр порядка 10 - 13 см) и окружающего облака электронов, которое в точности нейтрализует заряд ядра. Ядро состоит из протонов и нейтронов. Протоны несут положительный заряд той же величины, что и заряд электрона, а их масса превышает массу электрона примерно в 2000 раз. Водородный атом состоит из одного протона, окружение которого составляет один электрон. Нейтрон имеет массу, примерно такую же, как протон, но, как видно из самого названия, не имеет заряда. Химическое поведение атома определяется окружающим облаком электронов, протяженность которого от ядра составляет примерно 10 - 8 см. Поэтому химические свойства атома определяются только числом протонов или электронов. Существуют ядра, в которых количества протонов одинаковы, а количества нейтронов - различны. Соответствующие атомы проявляют одни и те же химические свойства, но имеют различные массы. Такие атомы называются изотопами. Природные химические элементы представляют собой обычно смесь нескольких изотопов. [33]
Марковников пишет о предположении Кекуле относительно последовательности замещения водорода бромом в бензольном ядре: Если приведенная гипотеза Кекуле, основанная, очевидно, на остатках прежней электрохимической теории, правильна, то она, я полагаю, должна быть применима не только к ароматическим, но в той же мере и ко всем другим соединениям, что, между прочим... Полемизирует Марковников также и с Байером, который высказал мнение [ 31, стр. Байер так же, как и Кекуле, допускал, что основное влияние на химическое значение атомов оказывает непосредственное притяжение их друг к другу. По его мнению, например, в хлористом этиле дальнейшее замещение происходит в группе СН2С1 потому, что уже имеющийся атом хлора притягивает к себе водородные атомы и, следовательно, оттягивает их от углерода сильнее, чем водород. Байер отмечает, что приведенный им факт противоречит гипотезе Кекуле, но допускает, что в случае бензола имеют место другие закономерности. Говоря современным языком, и Кекуле и Байер полагали, что химическое поведение атомов определяется действующими между ними центральными силами, тогда как, по мнению Марковни-кова и Бутлерова ( в разработке этого вопроса фамилия Мар-ковникова должна, по справедливости, стоять на первом месте), определяющее значение имеют валентные силы. Как известно, оказывает влияние и пространственный фактор. Однако определяющим, как правило, является валентное взаимодействие атомов. В частности, это имеет место во всех упомянутых примерах. Центральное взаимодействие атомов так же, как и стерические препятствия, играет главную роль в относительно редких случаях. [34]
Сам факт существования общего закона, охватывающего все элементы без исключения, показывает, что вся совокупность известных нам элементов не представляет случайных, не связанных друг с другом форм материи, а нечто целостное, построенное по единому плану. Периодическое изменение свойств косвенно указывает на сложность строения атомов, на наличие внутри каждого атома таких структурных особенностей, которые, определяя химические свойства атомов, периодически повторяются в непрерывном менделеевском ряду элементов. Без этого предположения невозможно понять, каким образом может осуществиться периодическое изменение свойств элементов. Мало того, периодическое возрождение одних и тех же или близких структурных особенностей в атомах говорит о постепенном возрастании их сложности по мере возрастания порядкового номера за счет увеличения одних и тех же элементарных частиц, из которых строятся атомы. Как из них строятся те структурные особенности, которые определяют химическое поведение атома. Эти вопросы ставит перед наукой периодический закон, и они должны были решаться в соответствии с ним. [35]
Страницы: 1 2 3