naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru naf-st.ru
 
Поиск по сайту
 

Образование молекул


репетитор,гдз,преподователь,учитель
Внутри атома К содержанию Междусловие
Page copy protected against web site content infringement by Copyscape

Как известно, атомы любят соединяться в молекулы. Большинство из окружающих нас веществ состоит именно из молекул. Даже простейшее вещество - газ водород, и тот состоит из молекулы, причем каждая молекула водорода в свою очередь состоит из двух атомов.

Как же устроена молекула водорода? Очень просто. Два протона и при каждом по электрону. Вот и все, как говорится, проще не придумаешь. Но возникает вопрос, почему эти два атома водорода держатся вместе, а не разбредаются в разные стороны? Ведь как мы уже знаем, вне атома электромагнитного поля почти что нет. Раз нет поля, значит, действовать атомы друг на друга не могут. Даже если бы и могли, протон одного атома заряжен положительно, соответственно может притягивать к себе электрон другого атома и с такой же точно силой отталкивать протон другого атома. Электрон первого атома заряжен отрицательно, он притягивает к себе протон второго атома и с такой же силой отталкивает электрон второго атома. Силы притяжения и отталкивания в точности равны. Т.е. никакой силы, удерживающей атомы водорода друг возле друга, быть не может.

Можно было бы предположить, что каким-то образом расстояние между протоном первого атома и электроном второго атома стало чуть поменьше, чем расстояние между протонами. Тогда, вероятно, могла бы возникнуть сила притяжения. Но ведь сказать, что между двумя электронами или между электроном и протоном имеется какое-то расстояние, это то же самое, что эти самые электроны находятся в определенных местах. А мы уже знаем, что, по крайней мере, среди атомов говорить о каком-то месте, где находится электрон, совершенно бессмысленно.

Но атомы водорода все-таки удерживаются друг возле друга и причина вот в чем. Представьте, что есть два атома водорода, находящиеся очень далеко друг от друга. Каждый атом обладает определенной энергией, и система, состоящая из двух атомов, также обладает энергией, равной в точности сумме энергий обоих атомов. Теперь постепенно сближаем эти атомы. Поначалу ничего вроде бы не происходит. Но если приблизить атомы друг к другу на расстояние в несколько ангстрем, произойдет следующее. Оба электрона образуют вокруг обоих протонов общее электромагнитное поле. Почему бы и нет, в атоме гелия такое же есть.

Посмотрите на рисунок, точнее, на график ниже. По горизонтальной оси отложено расстояние между протонами, по вертикальной - энергия системы, состоящей из двух атомов водорода. График энергии для электронов изображен синей линией. Расстояние уменьшается, электроны начинают занимать пространство вокруг обоих протонов, потенциальная энергия электронов уменьшается. Красной линией показан график энергии протонов. Эта энергия убывает с расстоянием. Если просуммировать ординаты двух построенных графиков, то получится полная энергия системы, состоящей из двух атомов. Сплошной черной линией такая сумма и показана на рисунке. А дальше все очень просто. Видите, есть расстояние, при котором энергия системы минимальна. Поскольку природа ленива, если есть возможность получить систему с минимальной энергией, она (природа) обязательно использует эту возможность.


Получается молекула, система из двух атомов водорода, расположенных друг относительно друга так, что их общая энергия минимальна. Но не любые два атома водорода могут образовать молекулу. В молекуле водорода оба электрона вывернуты наизнанку вокруг обоих протонов., т.е. находятся в одинаковых состояниях. А мы теперь хорошо знаем, что в одинаковых состояниях два электрона могут находиться только тогда, когда их спины направлены в противоположные стороны. Следовательно, молекула водорода может образоваться только из таких двух атомов, электроны которых имеют противоположно направленные спины.

Примерно то же самое происходит при образовании любых молекул, составленных из атомов различных веществ. Какая-то часть электронов этих атомов становится общей и обеспечивает минимум общей энергии системы, состоящей из нескольких атомов. Общим может стать не любое количество, а лишь такое, при котором в одном и том же энергетическом состоянии оказывается не больше двух электронов с противоположно направленными спинами.

Связь между атомами, обеспечиваемая общими электронами, называется ковалентной связью. А количество электронов, которое атом может отдать на общее благо, или наоборот, количество электронов, которое атом может принять от другого атома, называется валентностью данного вещества. Что такое валентность, усиленно мусолится на химии, а здесь мы уяснили, отчего она зависит.

Кстати, бывает и по-другому. Встречаются, к примеру, два атома, и электрон от одного атома уходит к другому - ему там больше нравится, ну или простора больше. Соответственно меньшей становится общая энергия системы. Но раз электрон ушел, то все, что осталось от покинутого атома, заряжено положительно, а атом, к которому ушел электрон, заряжен отрицательно. Возникает сила притяжения, которая удерживает атомы в молекуле. Такая связь между атомами называется ионной. При такой связи законы валентности сохраняются.

Page copy protected against web site content infringement by Copyscape
Внутри атома К содержанию Междусловие
репетитор,гдз,преподователь,учитель
Новости:




 

Error. Page cannot be displayed. Please contact your service provider for more details. (26)


copyright © 2003-2017 naf-st.ru, info@naf-st.ru
При полном, либо частичном цитировании материалов сайта naf-st.ru ссылка (для интернет изданий гиперссылка) обязательна!!! Будьте взаимовежливы!

Хостинг «Джино»
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь
Карта сайта
Поиск по сайту
Помощь
Новости
Обратная связь