Атоми різних хімічних елементів відрізняються за їхньою масою, і атомна маса певною мірою визначає періодичність повторення хімічних властивостей різних атомів, проте масове число A не є однозначною характеристикою атомів будь-яких речовин.
Дійсною характеристикою, що визначає фізико-хімічну індивідуальність атома речовини, є його атомний номер (z) у відкритій Д. І. Менделєєвим Періодичній системі елементів. Називаючи атомний номер елемента z, ми фактично називаємо сам цей елемент, про атоми якого йдеться.
Наприклад, якщо z = 6, нам ясно, що йдеться про вуглець (C), а якщо z = 92, це рівносильно тому, що елемент названо ураном (U), і т.д.
Отже, масове число A й атомний номер z елемента - пара характеристик, що повністю визначають фізико-хімічну індивідуальність атомів будь-якої речовини.
Атомна теорія розкриває фізичний зміст цих характеристик
у таких основних положеннях:
а) Усі атоми складаються з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених частинок - електронів, що обертаються навколо нього.
б) Електричний заряд електрона qe = - 1.6022 .10-19 Кл - найменший електричний заряд, виявлений експериментально, і це дало підставу назвати його елементарним зарядом, а заряди інших частинок і структур на мікрорівні - вимірювати в елементарних зарядах.
в) Атомний номер елемента z - це не що інше, як сумарна кількість електронів в атомі.
г) Оскільки стійкий атом будь-якого хімічного елемента електронейтральний, негативний заряд електронних оболонок в атомі нейтралізується рівним за величиною позитивним зарядом ядра. Тому інше уявлення про атомний номер полягає в тому, що атомний номер хімічного елемента - це позитивний заряд ядра його атома, виражений у величинах елементарних електричних зарядів (тобто в зарядах електрона).
д) Маса спокою одиночного електрона me = 9.1095.10-28 г, що відповідає приблизно 5.486.10-4 а. о. м. Різниця в порядках величин мас усього атома (від одиниці до сотень а. о. м.) і електронів у ньому (від 5.486.10-4 до величин порядку 10-2 а. о. м.), яка, як видно з наведених цифр, становить чотири порядки, призводить до висновку, що практично вся маса атома зосереджена в його ядрі.
е) Розміри атомів, знайдені в експериментах, виконаних за різними методиками, мають порядок 10-8 см, тоді як розміри їхніх ядер - величини порядку 10-13 см. Ці цифри свідчать про те, що ядро займає мізерну частину об'єму атома.
Якщо під об'ємом ядра розуміти сферу, у межах якої ефективно діють ядерні сили, радіус цієї сфери можна оцінити за напівемпіричною формулою:
Rя ≈ 1.21.10-13 A1/3, см,. (1.4)
де А, а. о. м. - атомна маса елемента.
Дійсною характеристикою, що визначає фізико-хімічну індивідуальність атома речовини, є його атомний номер (z) у відкритій Д. І. Менделєєвим Періодичній системі елементів. Називаючи атомний номер елемента z, ми фактично називаємо сам цей елемент, про атоми якого йдеться.
Наприклад, якщо z = 6, нам ясно, що йдеться про вуглець (C), а якщо z = 92, це рівносильно тому, що елемент названо ураном (U), і т.д.
Отже, масове число A й атомний номер z елемента - пара характеристик, що повністю визначають фізико-хімічну індивідуальність атомів будь-якої речовини.
Атомна теорія розкриває фізичний зміст цих характеристик
у таких основних положеннях:
а) Усі атоми складаються з позитивно зарядженого ядра і негативно заряджених частинок - електронів, що обертаються навколо нього.
б) Електричний заряд електрона qe = - 1.6022 .10-19 Кл - найменший електричний заряд, виявлений експериментально, і це дало підставу назвати його елементарним зарядом, а заряди інших частинок і структур на мікрорівні - вимірювати в елементарних зарядах.
в) Атомний номер елемента z - це не що інше, як сумарна кількість електронів в атомі.
г) Оскільки стійкий атом будь-якого хімічного елемента електронейтральний, негативний заряд електронних оболонок в атомі нейтралізується рівним за величиною позитивним зарядом ядра. Тому інше уявлення про атомний номер полягає в тому, що атомний номер хімічного елемента - це позитивний заряд ядра його атома, виражений у величинах елементарних електричних зарядів (тобто в зарядах електрона).
д) Маса спокою одиночного електрона me = 9.1095.10-28 г, що відповідає приблизно 5.486.10-4 а. о. м. Різниця в порядках величин мас усього атома (від одиниці до сотень а. о. м.) і електронів у ньому (від 5.486.10-4 до величин порядку 10-2 а. о. м.), яка, як видно з наведених цифр, становить чотири порядки, призводить до висновку, що практично вся маса атома зосереджена в його ядрі.
е) Розміри атомів, знайдені в експериментах, виконаних за різними методиками, мають порядок 10-8 см, тоді як розміри їхніх ядер - величини порядку 10-13 см. Ці цифри свідчать про те, що ядро займає мізерну частину об'єму атома.
Якщо під об'ємом ядра розуміти сферу, у межах якої ефективно діють ядерні сили, радіус цієї сфери можна оцінити за напівемпіричною формулою:
Rя ≈ 1.21.10-13 A1/3, см,. (1.4)
де А, а. о. м. - атомна маса елемента.