Atom es ist der Hauptbaustein aller Substanzen im Universum. Es besteht aus einer kleinen Kernenergiequelle, die als Kern bekannt ist und von einer Elektronenwolke umgeben ist. Es ist interessant zu wissen, wie viele Elektronen tatsächlich in den Atomen einer Materie sind?
Die Anzahl der Elektronen in einem Atom hängt von seiner Ordnungszahl ab. Die Ordnungszahl wird durch die Anzahl der Protonen im Kern eines Atoms bestimmt. Wenn Sie die Ordnungszahl kennen, können Sie die Anzahl der Elektronen in einem Atom bestimmen, da die Atome normalerweise eine neutrale Ladung haben.
In jedem Atom der Materie ist die Anzahl der Elektronen und Protonen gleich, wodurch das Atom elektrisch neutral wird. Zum Beispiel würde ein Kohlenstoffatom, das die Ordnungszahl 6 hat, 6 Elektronen in einer Wolke um seinen Kern herum haben. Die Ordnungszahlen anderer Elemente variieren, was zu einer unterschiedlichen Anzahl von Elektronen im Atom führt.
Materie-Atome: Die wichtigsten Fakten
- Die Atome der Materie sind für das bloße Auge unsichtbar. Sie sind so klein, dass Millionen von Atomen auf die Spitze der Nadel gelegt werden können.
- Atome verschiedener Elemente haben eine unterschiedliche Anzahl von Elektronen. Zum Beispiel hat Wasserstoff nur ein Elektron, Sauerstoff hat acht, Eisen hat sechsundzwanzig.
- Elektronen drehen sich in Umlaufbahnen um den Kern. Diese Umlaufbahnen werden Energieniveaus oder Hüllen genannt. Die Schale, die dem Kern am nächsten ist, hat weniger Energie als die entfernteren Schalen.
- Die Anzahl der Elektronen auf jeder Schale ist begrenzt. Die erste Schale darf nicht mehr als 2 Elektronen haben, die zweite nicht mehr als 8 Elektronen.
- Wenn sich ein Elektron auf einer höheren Energiehülle befindet, kann das Atom chemisch aktiv sein und Verbindungen zu anderen Atomen bilden.
- Atome kombinieren sich, um Moleküle zu bilden. Moleküle können aus identischen Atomen (z. B. Sauerstoffmolekülen - O2) oder verschiedenen Atomen (z. B. Wassermolekülen - H2O) bestehen.
Das Studium von Atomen und ihrer Struktur ist die Grundlage für Chemie und Physik. Wenn wir verstehen, wie Atome miteinander interagieren, können wir die Welt um uns herum besser verstehen und neue Materialien und Technologien entwickeln.
Die Struktur des Atoms der Materie
Protonen haben eine positive elektrische Ladung, Neutronen haben keine Ladung und Elektronen haben eine negative Ladung. Protonen und Neutronen befinden sich im Kern eines Atoms und Elektronen befinden sich in einer Wolke um den Kern herum.
Die Anzahl der Protonen in einem Atom bestimmt seine Ordnungszahl und bestimmt seine chemischen Eigenschaften. Neutronen haben keinen Einfluss auf die chemischen Eigenschaften eines Atoms, sie dienen dazu, das elektrische Gleichgewicht im Kern zu halten.
Die Anzahl der Elektronen in einem Atom ist auch gleich der Anzahl der Protonen, um die Ladungen auszugleichen und ein elektrisch neutrales Atom zu erzeugen. Elektronen befinden sich auf Energieniveaus, die elektronische Hüllen bilden.
Jede Elektronenschale kann eine bestimmte Anzahl von Elektronen enthalten. Die erste Hülle kann nicht mehr als 2 Elektronen enthalten, die zweite Hülle nicht mehr als 8 Elektronen und die dritte Hülle nicht mehr als 18 Elektronen. Diese Regel bestimmt die Reihenfolge, in der elektronische Paare auf den Energieniveaus eines Atoms gefüllt werden.
Das Verständnis der Struktur eines Atoms ermöglicht es Wissenschaftlern, chemische Reaktionen und Eigenschaften verschiedener Substanzen zu untersuchen und vorherzusagen.
Elektronenladungen in einem Atom
Die Elektronen, die sich im Atom befinden, haben eine negative elektrische Ladung. Die Elektronenladung beträgt -1,6 × 10 -19 Cl (Anhänger) und gilt als elementare Ladung. In einem Atom werden die Elektronenladungen durch Ladungen positiv geladener Protonen ausgeglichen, die sich im Kern des Atoms befinden.
Ein Atom ist normalerweise ein elektrisch neutrales Teilchen, was bedeutet, dass es insgesamt keine elektrische Ladung hat. Die Gesamtzahl der Elektronen im Atom entspricht der Anzahl der Protonen im Kern und liefert elektrische Neutralität. Zum Beispiel begleitet ein Elektron in einem Wasserstoffatom ein positiv geladenes Proton und bildet ein neutrales Atom.
Verschiedene Elemente enthalten eine unterschiedliche Anzahl von Elektronen in ihren Atomen. Die Anzahl der Elektronen, die sich auf den Energiehüllen (Ebenen) befinden, variiert von Element zu Element und bestimmt ihre Eigenschaften und chemische Aktivität.
Zum Beispiel hat Wasserstoff eine Energiehülle mit einem Elektron, Sauerstoff hat zwei Energiehüllen mit acht Elektronen und Eisen hat vier Energiehüllen mit vierundzwanzig Elektronen.
Die Elektronenladungen in einem Atom spielen eine wichtige Rolle bei der Bildung von Bindungen zwischen Atomen und bestimmen ihre chemischen Eigenschaften. Das Verständnis von Elektronenladungen ermöglicht es Ihnen, verschiedene chemische Phänomene zu untersuchen und zu erklären und sie in verschiedenen Technologien und industriellen Prozessen anzuwenden.
Quantitative Eigenschaften von Elektronen
elektrische Ladung: Jedes Elektron hat eine negative Elementarladung, die ungefähr -1.6 × 10 ^ -19 Cl entspricht.
Masse: Die Masse des Elektrons ist ungefähr 9.1 × 10 ^-31 kg. Es ist nur etwa 0.05% der Masse des Protons und des Neutrons.
Spin: Elektronen sind Fermionen und haben einen halbteiligen Spin, der 1/2 in den Einheiten der resultierenden Planck-Konstante entspricht.
Orbitalverteilung: Elektronen füllen die Energieniveaus eines Atoms nach dem Pauli-Prinzip aus - jeder Orbital kann mit nicht mehr als zwei Elektronen mit gegenüberliegenden Spins gefüllt werden.
Anzahl unabhängiger elektronischer Zustände: Die quantitativen Eigenschaften von Elektronen bestimmen die maximale Anzahl unabhängiger elektronischer Zustände, die die Umlaufbahnen in einem Atom einnehmen können.
Energieniveau: Die Energieniveaus eines Atoms sind durch eine bestimmte Anzahl von Elektronen gekennzeichnet, die jede Ebene füllen. Sie bilden Energiehüllen, die in Unterebenen und Atomorbitale unterteilt sind.
magnetisches Moment: Elektronen besitzen auch ein magnetisches Moment, das sich in Gegenwart eines externen Magnetfeldes manifestiert.
Wechselwirkungen mit anderen Teilchen: Elektronen interagieren mit anderen Elektronen, Protonen und Neutronen im Atom und liefern Kräfte, die das Atom in einem stabilen Zustand halten.
Anmerkung: Diese Eigenschaften beziehen sich auf Elektronen in Atomen einer nichtionisierten Substanz. Im ionisierten Zustand kann sich die Anzahl der Elektronen ändern.
Externe elektronische Atom-Hüllen
Die äußeren elektronischen Hüllen von Atomen spielen eine wichtige Rolle bei chemischen Reaktionen und Wechselwirkungen zwischen Substanzen. Die Anzahl der Elektronen in der äußeren Hülle bestimmt die chemischen Eigenschaften eines Atoms und seine Fähigkeit, chemische Bindungen zu bilden.
Die äußere Hülle eines Atoms wird als Valenzhülle bezeichnet und besteht aus Elektronen, die sich auf der am weitesten vom Kern entfernten Energieniveau befinden. Normalerweise werden diese Elektronen durch die letzten Ziffern der elektronischen Konfiguration eines Atoms bestimmt. Valenzelektronen können während chemischer Reaktionen zwischen Atomen übertragen oder getrennt werden, was zur Bildung chemischer Bindungen und zur Bildung komplexerer Strukturen führt.
Die Anzahl der Elektronen in der äußeren Hülle unterscheidet sich bei verschiedenen Atomen und wird durch ihre Position im Periodensystem der Elemente bestimmt. Atome mit der gleichen Anzahl von Elektronen in der Valenzhülle gehören zur gleichen Gruppe von Elementen und haben ähnliche chemische Eigenschaften.
Zum Beispiel hat ein Wasserstoffatom nur ein Elektron in der äußeren Hülle, wodurch es bereit ist, eine chemische Bindung zu bilden. Ein Sauerstoffatom hat sechs Elektronen in der äußeren Hülle, die es ihm ermöglichen, zwei Bindungen zu bilden. Dies bewirkt die Möglichkeit der Bildung von Wasser (H2O), bei der ein Sauerstoffatom mit zwei Wasserstoffatomen verbunden ist.
Wenn Sie die Anzahl der Elektronen in der äußeren Hülle eines Atoms kennen, können Sie seine chemischen Eigenschaften und Wechselwirkungen mit anderen Substanzen vorhersagen. Dies ist in der Chemie von großer Bedeutung und ermöglicht es Ihnen, Muster und Trends in der chemischen Aktivität der Elemente festzulegen.
Elektronische Ebenen und Unterebenen im Atom
Die Atome der Materie haben elektronische Ebenen, auf denen sich Elektronen befinden. Die Ebenen sind mit Zahlen von 1 bis 7 nummeriert, wobei Stufe 1 dem Kern am nächsten ist und Stufe 7 am weitesten vom Kern entfernt ist.
Jede Ebene hat elektronische Unterebenen, die mit den Buchstaben s, p, d und f gekennzeichnet sind. Für jede Ebene ist die Anzahl der Unterebenen gleich der Nummer der Ebene. Zum Beispiel gibt es auf der ersten Ebene nur eine Unterstufe - s, auf der zweiten Ebene gibt es zwei Unterstufen - s und p, auf der dritten Ebene gibt es drei Unterstufen - s, p und d und so weiter.
Jede Unterebene kann eine bestimmte Anzahl von Elektronen enthalten. Die Unterebene s kann nicht mehr als 2 Elektronen aufnehmen, die Unterebene p kann nicht mehr als 6 Elektronen aufnehmen, die Unterebene d ist nicht mehr als 10 Elektronen und die Unterebene f ist nicht mehr als 14 Elektronen.
Die Verteilung von Elektronen auf Unterebenen und Ebenen im Atom entspricht der Regel zum Füllen von Elektronenschalen. Gemäß dieser Regel füllen Elektronen Ebenen und Unterebenen in der Reihenfolge, in der ihre Energie zunimmt, aus.
Das Füllen von Unterebenen und Ebenen mit Elektronen in einem Atom ist notwendig, um chemische Bindungen zu bilden und die chemischen Eigenschaften einer Substanz zu bestimmen.
