Номер 7, страница 8, часть 2 - гдз по физике 9 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 2. Квантовая физика. Глава V. Строение атома и атомные спектры. Параграф 23. Строение атома - номер 7, страница 8.

Условие.

7. Как с помощью планетарной модели атома можно объяснить существование положительных и отрицательных ионов?

Решение.

Планетарная (или ядерная) модель атома, предложенная Эрнестом Резерфордом, описывает атом как систему, состоящую из положительно заряженного ядра в центре и движущихся вокруг него по орбитам отрицательно заряженных электронов. В ядре, которое состоит из протонов и нейтронов, сосредоточена практически вся масса атома. В электрически нейтральном состоянии атом содержит одинаковое количество протонов в ядре и электронов на орбитах. Суммарный положительный заряд всех протонов ($q_p = Z \cdot e$, где $\text{Z}$ – число протонов, $\text{e}$ – элементарный заряд) полностью компенсируется суммарным отрицательным зарядом всех электронов ($q_e = -Z \cdot e$), поэтому атом в целом не имеет заряда.

Процесс образования ионов связан с изменением количества электронов в атоме при неизменном составе ядра.

Если атом теряет один или несколько электронов со своей внешней электронной оболочки, то количество протонов в ядре ($\text{Z}$) становится больше, чем количество оставшихся электронов ($N_e < Z$). В этом случае положительный заряд ядра перестает полностью компенсироваться отрицательным зарядом электронов, и атом превращается в положительный ион (катион). Его заряд становится положительным и равным $q = (Z - N_e) \cdot e$.

Если же нейтральный атом, наоборот, присоединяет к себе один или несколько "лишних" электронов, то общее число электронов на его оболочках ($N_e$) становится больше, чем число протонов в ядре ($N_e > Z$). Суммарный отрицательный заряд электронов начинает превосходить по модулю положительный заряд ядра, и атом превращается в отрицательный ион (анион). Его заряд становится отрицательным и равным $q = (Z - N_e) \cdot e$.

Таким образом, именно возможность атома терять или захватывать электроны, которые в планетарной модели находятся на орбитах и относительно слабо связаны с ядром (особенно на внешних оболочках), и объясняет существование положительных и отрицательных ионов.

Ответ: В рамках планетарной модели атома существование ионов объясняется тем, что атом может терять или приобретать электроны, вращающиеся вокруг ядра. Потеря электронов приводит к избытку положительного заряда (положительный ион), а приобретение дополнительных электронов — к избытку отрицательного заряда (отрицательный ион).