Основные сведения о строении атомов. Состав атомных ядер. Изотопы и изобары

Атом любого элемента состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, в целом же атом – система электронейтральная. Атомное ядро состоит из нуклонов: протонов (заряд +1, относительная атомная масса 1) и нейтронов (заряд 0, относительная атомная масса 1). Заряд ядра, равный порядковому номеру элемента в таблице Д.И. Менделеева (Z), совпадает с числом протонов: относительная атомная масса (массовое число) равна суммарному количеству протонов и нейтронов.

У одного элемента возможно существование атомов с различным массовым числом ядер – изотопов, т.е. атомов с различным числом нейтронов и одинаковым числом протонов. Изотопы имеют одинаковое строение электронных оболочек и занимают одно и то же место в периодической системе химических элементов. Относительные атомные массы элементов, приводимые в периодической системе – есть средние массовые числа природных смесей изотопов. Поэтому они и отличаются от целочисленных значений.

Например, элемент хлор встречается в виде двух изотопов: хлор-35 и хлор-37. Их содержание составляет 75,53 % и 24,47 %. Если общее содержание двух изотопов в сумме принять за единицу, то одного из них – примерно 0,75 и другого – примерно 0,25. Тогда атомный вес природной смеси двух изотопов хлора округленно равен: 34,97·0,75 + 36,96·0,25 = 35,5 а.е.м.

В природе так же встречаются изобары – атомы с одинаковым Ar, но разнымиZ (⁴⁰₁₈Ar, ⁴⁰₁₉К, ⁴⁰₂₀Са); изотоны – атомы с одинаковым N, но разными Ar (²²⁸₈₈Ra- радий, ²³⁰₉₀Th-торий). Верхний индекс – атомная масса, нижний – число протонов.