Номер В, страница 6 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

B

1. Назовите формулу, определяющую электронную емкость энергетического уровня.

2. Сколько электронов вращаются на s-, p-орбиталях.

1. Как заряжены электроны, ядро?

Электроны являются элементарными частицами, обладающими отрицательным электрическим зарядом. Величина этого заряда составляет примерно $-1,602 \times 10^{-19}$ Кулон. В атомной физике и химии этот заряд условно принимают за $-1$.

Атомное ядро, напротив, имеет положительный заряд. Оно состоит из протонов, имеющих положительный заряд ($+1$), и нейтронов, которые электрически нейтральны. Таким образом, общий заряд ядра определяется суммарным зарядом всех его протонов и всегда является положительным.

Ответ: Электроны заряжены отрицательно, а ядро атома — положительно.

2. Как определяются заряд ядра атома и число электронов, вращающихся вокруг ядра?

Заряд ядра атома определяется количеством протонов ($p^+$) в нём. Поскольку условный заряд одного протона равен $+1$, то заряд ядра $q_{ядра}$ численно равен количеству протонов $Z$: $q_{ядра} = +Z$. Величина $Z$ является уникальной характеристикой каждого химического элемента и называется его атомным номером (или порядковым номером). Этот номер можно найти в Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева.

В нейтральном (неионизированном) атоме количество электронов ($e^−$) равно количеству протонов. Это связано с тем, что атом в целом электронейтрален, и суммарный положительный заряд ядра должен быть скомпенсирован суммарным отрицательным зарядом электронов. Следовательно, число электронов в нейтральном атоме также равно порядковому номеру $Z$.

Ответ: Заряд ядра атома численно равен его порядковому номеру в Периодической системе. Число электронов в нейтральном атоме равно заряду ядра, то есть тоже порядковому номеру элемента.

3. Дайте определение следующих понятий: электронное облако, энергетический уровень, ячейка, спин.

Электронное облако — это модель, описывающая область пространства вокруг ядра атома, в которой наиболее вероятно нахождение электрона. В соответствии с принципами квантовой механики, электрон не движется по определённой траектории, и его положение в каждый момент времени неопределённо. Электронное облако является визуальным представлением плотности вероятности нахождения электрона.

Энергетический уровень (или электронный слой) — это совокупность состояний электронов в атоме, характеризующихся близкими значениями энергии. Электроны могут занимать только дискретные энергетические уровни, и переход между ними связан с поглощением или излучением кванта энергии. Уровни нумеруются целыми числами $n = 1, 2, 3, \dots$, называемыми главным квантовым числом.

Ячейка (или атомная орбиталь) — это часть пространства в атоме, в которой вероятность нахождения электрона максимальна (как правило, около 90–95%). В графических электронных формулах ячейку изображают в виде квадрата. Согласно принципу Паули, в одной ячейке (на одной орбитали) может находиться не более двух электронов, причём они должны иметь противоположные спины.

Спин — это собственный, внутренний момент импульса электрона, являющийся его фундаментальной квантовомеханической характеристикой. Это свойство не имеет аналога в классической физике, но его условно можно представить как вращение электрона вокруг своей оси. Спин электрона может принимать одно из двух возможных значений, которые описываются спиновым квантовым числом $m_s$ ($+1/2$ и $-1/2$) и условно изображаются стрелками, направленными вверх (↑) и вниз (↓).

Ответ: Электронное облако — область вероятного нахождения электрона в атоме; энергетический уровень — совокупность состояний электронов с близкими значениями энергии; ячейка — графическое представление атомной орбитали, вмещающей до двух электронов; спин — собственный момент импульса электрона.