АТОМ
АТОМ (от греч. atomos - неделимый), часть вещества микроскопических размеров и массы (микрочастица), наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Каждому химическому элементу соответствует определенный род атомов, обозначаемый химическим символом. Атомы существуют в свободном (в газе) и в связанном состояниях. Связываясь друг с другом непосредственно или в составе молекул, атомы образуют жидкие и твердые тела. Все химические и физические свойства атомов определяются особенностями его строения. Атом состоит из тяжёлого ядра, обладающего положительным электрическим зарядом, и окружающих его лёгких частиц - электронов с отрицательными электрическими зарядами, образующих электронные оболочки атома. Размеры атома в целом определяются размерами его электронной оболочки и велики по сравнению с размерами ядра атома. (линейные размеры атома ~10-8см, ядра ~10-12-10-13 см). Электронные оболочки не имеют строго определенных границ, и размеры атома в большей или меньшей степени зависят от способов их определения (см. Атомные радиусы). Заряд ядра - основная характеристика атома, обусловливающая его принадлежность к определенному элементу; он является целым кратным элементарного электрического заряда е, равного по абсолютному значению заряду электрона - е, т. е. равен +eZ, где Z - атомный номер (порядковый номер элемента в периодической системе элементов). Атом - электрически нейтральная система: ядро с зарядом +eZ удерживает Z электронов с общим зарядом -eZ. Атом, потерявший один или несколько электронов, называют положительным ионом, его заряд равен +ek, где k - кратность ионизации. Атом, присоединивший электроны, является отрицательным ионом. Иногда под термином «атом» понимают как нейтральный атом, так и его ионы. Для отличия положительных и отрицательных ионов от нейтрального атома к химическому символу элемента добавляют индекс, определяющий кратность ионизации (напр., О+ , O8+, О2-). Совокупность нейтральных атомов и ионов других элементов с тем же числом электронов образует изоэлектронный ряд (например, водородоподобный ряд Н, Не+ , Li'2+, . . .). Кратность заряда ядра атома элементарному заряду объясняется его строением: в его состав входит Z протонов, имеющих заряд +е, а также нейтральные частицы - нейтроны. Масса атома возрастает с увеличением Z и обусловлена в основном массой ядра, пропорциональной массовому числу А - общему числу протонов и нейтронов в ядре. Масса электрона (»0,91•10-27 г) значительно меньше (примерно в 1840 раз) массы протона или нейтрона (»1,67•10-24 г), поэтому их вклад в атомную массу незначителен. Атомы одного элемента могут иметь разные массовые числа (число протонов одинаково, а число нейтронов различно); такие разновидности атомов одного и того же элемента называют изотопами. Различие массы ядер почти не сказывается на химических и физических свойствах изотопов одного элемента. Наибольшие отличия (изотопические 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 атомов определяются методами масс-спектроскопии. Измерения показали, что масса атома меньше суммы масс ядра и всех электронов на величину, называемую дефектом масс: Dm = W/c2, где W-энергия связи атома. Для тяжёлых атомов Dm - порядка массы электрона, для лёгких ~10-4 массы электрона.