Физическая энциклопедия - атом

(от греч. atomos неделимый), часть в-ва микроскопич. размеров и массы (микрочастица), наименьшая часть хим. элемента, являющаяся носителем его св-в. Каждому хим. элементу соответствует определ. род А., обозначаемый хим. символом. А. существуют в свободном (в газе) и в связ. состояниях. Связываясь друг с другом непосредственно или в составе молекул, А.

образуют жидкие и тв. тела. Все хим. и физ. св-ва А. определяются особенностями его строения. Общая характеристика строения атома. А. состоит из тяжёлого ядра, обладающего положит. электрич. зарядом, и окружающих его лёгких ч-ц эл-нов с отрицат. электрич. зарядами, образующих электронные оболочки А. Размеры А. в целом определяются размерами его электронной оболочки и велики по сравнению с размерами ядра А.

(линейные размеры А.=10-8см, ядра =10-12-10-13 см). Электронные оболочки не имеют строго определ. границ, и размеры А. в б. или м. степени зависят от способов их определения (см. АТОМНЫЕ РАДИУСЫ). Заряд ядра осн. хар-ка А., обусловливающая его принадлежность к определ. элементу; он явл. целым кратным элементарного электрич. заряда е, равного по абс.

значению заряду эл-на е, т. е. равен +eZ, где Z ат. номер (порядковый номер элемента в периодической системе элементов). А.электрически нейтр. система: ядро с зарядом +eZ удерживает Z эл-нов с общим зарядом -eZ. А., потерявший один или неск. эл-нов, наз. положит. ионом, его заряд равен +ek, где k кратность ионизации. А., присоединивший эл-ны, явл.

отрицат. ионом. Иногда под термином А. понимают как нейтр. А., так и его ионы. Для отличия положит. и отрицат. ионов от нейтр. А. к хим. символу элемента добавляют индекс, определяющий кратность ионизации (напр., О+ , O8+, О2-). Совокупность нейтр. А. и ионов др. элементов с тем же числом эл-нов образует и з о э л е к т р о н н ы й ряд (напр., водородоподобный ряд Н, Не+ , Li'2+, .

Масса эл-на (>0,91•10-27 г) значительно меньше (примерно в 1840 раз) массы протона или нейтрона (> 1,67•10-24 г), поэтому их вклад в ат. массу незначителен . А. одного элемента могут иметь разные массовые числа (число протонов одинаково, а число нейтронов различно); такие разновидности А. одного и того же элемента наз. изотопами. Различие массы ядер почти не сказывается на хим.

и физ. св-вах изотопов одного элемента. Наибольшие отличия (изотопич. эффекты) наблюдаются у изотопов водорода вследствие большой разницы в массах обычного лёгкого водорода (протия, A=1), дейтерия (А=2) и трития (А=3). Точные значения масс А. определяются методами масс-спектроскопии. Измерения показали, что масса А. меньше суммы масс ядра и всех эл-нов на величину, наз.

А. можно рассматривать как систему N эл-нов, движущихся вокруг неподвижного притягивающего центра. Полная внутр. энергия такой системы ? равна сумме кинетич. энергий Т всех эл-нов и потенц. энергии U притяжения их ядром и отталкивания друг от друга. В простейшем случае А. водорода один эл-н с зарядом -е движется вокруг ядра с зарядом +е.

е. при приближении эл-на к ядру. Значение U(r) при гВ®? принято за нуль. Если полная энергия ?=Т+U0 движение эл-на явл. свободным он может уйти на бесконечность с энергией ?=Т=1/2mv2, т.е. при ?>0 А. водорода становится положит. ионом Н+ . А. явл. квант. системой, т. е. подчиняется квантово-механич. законам (см. КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА); его осн. хар-ка полная внутр.