Номер 8, страница 9 - гдз по химии 11 класс учебник Габриелян, Остроумов

Используйте дополнительную информацию. Параграф 1. Основные сведения о строении атома. Глава I. Строение веществ - номер 8, страница 9.

Условие.

8. Рассмотрите рисунок 1 «Уровни строения вещества». Подготовьте небольшие сообщения о каждом из уровней, используя возможности Интернета.

Решение.

Решение 2.

В современной науке выделяют несколько фундаментальных уровней организации материи, от мельчайших элементарных частиц до макроскопических тел. Каждый следующий уровень строится на основе предыдущего, обладая при этом новыми, качественными свойствами.

Кварк-лептонный уровень

Это самый глубокий из изученных уровней строения вещества. На этом уровне рассматриваются фундаментальные, то есть бесструктурные, частицы, которые являются «первокирпичиками» всей материи. Согласно Стандартной модели физики элементарных частиц, все вещество состоит из двух типов фундаментальных частиц: кварков и лептонов. Существует шесть «ароматов» кварков (верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный и истинный) и шесть типов лептонов (электрон, мюон, тау-лептон и три соответствующих им нейтрино). Эти частицы считаются точечными, их экспериментальный размер не превышает $10^{-18}$ м. Взаимодействия между ними осуществляются через обмен калибровочными бозонами (фотоны, глюоны, W- и Z-бозоны), которые переносят фундаментальные силы: электромагнитную, сильную и слабую.

Ответ: Кварки и лептоны являются фундаментальными, неделимыми частицами, из которых, согласно Стандартной модели, строится вся материя во Вселенной.

Адронный уровень

На этом уровне материя существует в виде адронов — составных частиц, состоящих из кварков. Кварки не существуют в свободном состоянии из-за явления конфайнмента и объединяются в группы под действием сильного ядерного взаимодействия. Самыми известными и стабильными адронами являются протоны и нейтроны, которые относятся к классу барионов (состоят из трех кварков). Протон имеет состав (uud — два верхних и один нижний кварк), а нейтрон — (udd — один верхний и два нижних кварка). Протоны и нейтроны, в свою очередь, являются строительными блоками для следующего уровня — атомных ядер. Размер адронов составляет порядка $10^{-15}$ м.

Ответ: Адронный уровень представлен составными частицами (например, протонами и нейтронами), образованными из кварков, связанных сильным взаимодействием.

Ядерный уровень

Этот уровень представлен атомными ядрами — центральными, массивными частями атомов. Ядра состоят из протонов и нейтронов, которые удерживаются вместе остаточными сильными ядерными взаимодействиями, преодолевающими электростатическое отталкивание между положительно заряженными протонами. Масса ядра составляет более 99.9% от массы всего атома. Количество протонов в ядре (зарядовое число Z) определяет принадлежность атома к определенному химическому элементу, а общее число протонов и нейтронов (массовое число A) определяет его изотоп. Размеры ядер варьируются от $1.7 \times 10^{-15}$ м для ядра водорода до $15 \times 10^{-15}$ м для ядер тяжелых элементов.

Ответ: Атомные ядра, состоящие из протонов и нейтронов, представляют собой компактные, положительно заряженные центры атомов, определяющие их элементную принадлежность и массу.

Атомный уровень

Атом — это наименьшая частица химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов, которые образуют электронные оболочки вокруг него. В нейтральном атоме число электронов равно числу протонов в ядре, что обеспечивает его электронейтральность. Строение электронных оболочек, подчиняющееся законам квантовой механики, определяет химические свойства атома: его способность вступать в реакции, образовывать химические связи и формировать молекулы. Размер атома составляет величину порядка $10^{-10}$ м (ангстрем).

Ответ: Атомы, состоящие из ядра и электронов, являются основными строительными блоками химических элементов, а их химические свойства определяются конфигурацией электронных оболочек.

Молекулярный уровень

На этом уровне атомы объединяются в более сложные структуры — молекулы — посредством химических связей (ковалентных, ионных, металлических). Молекула — это наименьшая частица вещества, обладающая его основными химическими свойствами. Молекулы могут состоять из двух атомов (например, $O_2$, $H_2$) или включать миллионы атомов, как в случае полимеров и биомолекул (белки, ДНК). Свойства вещества (например, агрегатное состояние, температура плавления и кипения) зависят не только от состава молекул, но и от сил межмолекулярного взаимодействия. На этом уровне происходят химические реакции — процессы разрыва старых и образования новых химических связей.

Ответ: Молекулярный уровень характеризуется объединением атомов в молекулы через химические связи, что определяет химические свойства и агрегатное состояние вещества.

Макроскопический уровень

Это уровень вещества, который мы воспринимаем в повседневной жизни. Он представлен макроскопическими телами, состоящими из огромного числа атомов или молекул. На этом уровне проявляются свойства вещества как единого целого: плотность, температура, давление, упругость, цвет, теплопроводность. Эти свойства являются результатом усредненного, коллективного поведения составляющих его частиц. Макроскопические тела могут находиться в различных агрегатных состояниях (твердом, жидком, газообразном, плазменном), которые определяются балансом между кинетической энергией частиц и силами взаимодействия между ними.

Ответ: На макроскопическом уровне материя существует в виде тел и сред, свойства которых (температура, плотность, агрегатное состояние) описываются как результат коллективного поведения гигантского ансамбля атомов и молекул.