Verbum

А́ТАМ

(ад грэч. atomos непадзельны),

часціца рэчыва, найменшая частка хім. элемента, якая з’яўляецца носьбітам яго ўласцівасцяў. Кожнаму элементу адпавядае пэўны род атама, якія абазначаюцца сімвалам хім. элемента і існуюць у свабодным стане або ў злучэнні з інш. атамамі, у складзе малекул. Разнастайнасць хім. злучэнняў абумоўлена рознымі спалучэннямі атамаў у малекулах. Фіз. і хім. ўласцівасці свабоднага атама вызначаюцца яго будовай. Атам мае дадатна зараджанае цэнтр. атамнае ядро і адмоўна зараджаныя электроны і падпарадкоўваецца законам квантавай механікі.

Асн. характарыстыка атама, што абумоўлівае яго прыналежнасць да пэўнага элемента, — зарад ядра, роўны +Ze, дзе Z = 1, 2, 3, ... — атамны нумар элемента, e — элементарны эл. зарад. Ядро з зарадам +Ze утрымлівае вакол сябе Z электронаў з агульным зарадам -Ze. У цэлым атам электранейтральны. Пры страце электронаў ён ператвараецца ў дадатна зараджаны іон. Маса атама ў асноўным вызначаецца масай ядра і прапарцыянальная яго атамнай масе, якая прыблізна роўная масаваму ліку. Пры яго павелічэнні ад 1 (для атама вадароду, Z = 1) да 250 (для атама трансуранавых элементаў, Z>92) маса атама мяняецца ад 1,67·10​^-27 да 4·10​^-25 кг. Памеры ядра (парадку 10​^-14—10​^-15 м) вельмі малыя ў параўнанні з памерамі ўсяго атама (10​^-10 м). Паводле квантавай тэорыі, для электронаў у атаме магчымы толькі пэўныя (дыскрэтныя) значэнні энергіі, якія для атама вадароду і вадародападобных іонаў вызначаюцца формулай ${\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}$ , дзе h — Планка пастаянная, c — скорасць святла, R — Рыдберга пастаянная, n = 1, 2, 3 ... цэлы лік, які вызначае магчымае значэнне энергіі і наз. галоўным квантавым лікам. Велічыня hcR=13,60 эВ ёсць энергія іанізацыі атама вадароду, г. зн. энергія, неабходная на тое, каб перавесці электрон з асн. ўзроўню (n=1) на ўзровень n=∞, што адпавядае адрыву электрона ад ядра. Электроны ў атаме пераходзяць з аднаго ўзроўню энергіі на другі паводле квантавага закону ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$. Кожнаму значэнню энергіі адпавядае 2n​² розных квантавых станаў, што адрозніваюцца значэннямі трох дыскрэтных фізічных велічыняў: арбітальнага моманту імпульсу M_e, яго праекцыі M_ez на некаторы напрамак z і праекцыі (на той жа напрамак) спінавага моманту імпульсу M_sz. M_e вызначаецца азімутальным квантавым лікам 1, які прымае n значэнняў (1=0, 1, 2 ..., n-1); M_ez — арбітальным магнітным квантавым лікам m_e, які прымае 21+1 значэнняў (m₁ = 1, 1-1, ..., -1); Msz спінавым магнітным квантавым лікам ms, які мае значэнні ½ і −½ (гл. Спін, Квантавыя лікі). Агульны лік станаў з аднолькавай энергіяй (зададзена n) наз. ступенню выраджэння ці статыстычнай вагой. Для атама вадароду і вадародападобных іонаў ступень выраджэння ўзроўняў энергіі ${\mathrm{g}}_{\mathrm{n}}=2{\mathrm{n}}^2$. Зададзенаму набору квантавых лікаў n, 1, m_e адпавядае пэўнае размеркаванне электроннай шчыльнасці (імавернасці знаходжання электрона ў розных месцах атама). Паводле Паўлі прынцыпу, у атаме не можа быць двух (або больш) электронаў у аднолькавым стане, таму максімальны лік электронаў у атаме з зададзенымі n і 1 роўны 2 (21 + 1). Электроны ўтвараюць электронную абалонку атама і цалкам яе запаўняюць. На аснове ўяўлення пра паступовае запаўненне, з павелічэннем Z, усё больш аддаленых ад ядра электронных абалонак можна растлумачыць перыядычнасць хім. і фіз. уласцівасцяў элементаў. Гл. таксама Перыядычная сістэма элементаў Мендзялеева.

Літ.:

Шпольский Э.В. Атомная физика. Т. 1—2. М., 1984;

Борн М. Атомная физика. М., 1970;

Гольдин Л.Л., Новикова Г.И. Введение в квантовую физику. М., 1988;

Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика. Т. 3. Квантовая механика;

Нерелятивистская теория. 4 изд. М., 1989.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 2, с. 66

БО́РА ТЭО́РЫЯ,

першая тэорыя атама і яго спектраў. Прапанавана Н.Борам у 1913 як аб’яднанне ідэі М.Планка аб квантаванні энергіі і планетарнай мадэлі атама Э.Рэзерфарда. Грунтуецца на двух пастулатах. Атамы могуць доўга знаходзіцца, не выпраменьваючы святла, ва ўстойлівых (стацыянарных) станах, адпаведных пэўным дыскрэтным (перарыўным) значэнням энергіі E₁, E₂, E₃... (1-ы пастулат Бора). Выпрамяненне ці паглынанне святла адбываецца пры скачкападобных пераходах з аднаго стану ў другі паводле формулы ${\mathrm{E}}_{\mathrm{i}}-{\mathrm{E}}_{\mathrm{k}}=\mathrm{h\nu }$, дзе hν — энергія святла частаты ν, што выпрамяняецца ці паглынаецца, h — Планка пастаянная (2-і пастулат Бора, ці ўмова частот).

Пастулаты Бора пацверджаны эксперыментальна і выконваюцца для ўсіх мікрасістэм (атамных ядраў, атамаў, малекул і інш.). Каб знайсці магчымыя значэнні энергіі і інш. характарыстыкі стацыянарных станаў атама, Бор разглядаў рух электронаў вакол ядра паводле законаў механікі Ньютана (класічнай механікі), пры дапаўняльных, т.зв. квантавых, умовах. Пры гэтым электрон у найпрасцейшым выпадку атама вадароду можа рухацца вакол ядра па кругавых ці эліптычных арбітах пэўных памераў, якія павялічваюцца з павелічэннем энергіі атама ў адпаведных стацыянарных станах. Канкрэтныя мадэльныя ўяўленні пра рух электрона ў атаме па строга вызначаных арбітах заменены ўяўленнямі квантавай механікі.

Літ.:

Ельяшевич М.А. Развитие Нильсом Бором квантовой теории атома и принципа соответствия // Успехи физ. наук. 1985. Т. 147, вып. 2.

М.А.Ельяшэвіч.

т. 3, с. 215

А́ТАМНАЯ АДЗІ́НКА МА́СЫ

(а.а.м.),

адзінка масы атамаў, малекул і элементарных часціц. Вызначаецца як ​¹/₁₂ масы атама ізатопа вугляроду ​¹²C. 1 а.а.м. = (1,66053±0,00031)·10​^-27 кг.

т. 2, с. 67

БОР (Bohr) Нільс Хенрык Давід

(7.10.1885, Капенгаген — 18.11.1962),

дацкі фізік-тэарэтык, адзін са стваральнікаў квантавай механікі. Чл. Дацкай АН (1918), замежны чл. АН СССР (1929) і інш. акадэмій. Скончыў Капенгагенскі ун-т (1908), з 1916 праф. гэтага ун-та. З 1920 дырэктар створанага ім Ін-та тэарэт. фізікі (Ін-т Нільса Бора). У 1943—45 працаваў у ЗША. Навук. працы па квантавай тэорыі атама, ядз. фізіцы, па філас. праблемах прыродазнаўства і тэорыі пазнання. Прапанаваў (1913) квантавую мадэль атама (гл. Бора тэорыя), якая адыграла важную эўрыстычную ролю ў стварэнні квантавай механікі. Прадказаў спантаннае дзяленне ядраў урану, прапанаваў кропельную мадэль і тэорыю састаўнога ядра атама (1936). Сфармуляваў адпаведнасці прынцып і дапаўняльнасці прынцып. Удзельнік барацьбы з атамнай пагрозай. Нобелеўская прэмія 1922.

Тв.:

Рус. пер. — Избр. науч. труды. [Т.]1—2. М., 1970—71.

Літ.:

Мур Р. Нильс Бор — человек и ученый. М., 1969;

Кляус Е.М., Франкфурт У.И., Френк А.М. Нильс Бор, 1885—1962. М., 1977.

т. 3, с. 215

ВАЛЕ́НТНАСЦЬ

(ад лац. valentia сіла),

здольнасць атама хім. элемента ўтвараць пэўную колькасць хімічных сувязяў з інш. атамамі. Паняцце «валентнасць» увёў англ. хімік Э.Франкленд (1853). Велічыня валентнасці атама хім. элемента вызначаецца колькасцю атамаў вадароду (прынята лічыць аднавалентным), якія ён далучае пры ўтварэнні гідрыдаў (злучэнні з вадародам). Напр., атам хлору далучае 1 атам вадароду (хлорысты вадарод HCl), атам кіслароду — 2 атамы (вада H₂O), таму валентнасць хлору і кіслароду ў гэтых злучэннях адпаведна 1 і 2. Паняцце «валентнасць» атрымала развіццё ў квантава-хім. тэорыі хім. сувязі. Паводле гэтай тэорыі велічыня валентнеасці атама (спін-валентнасць) вызначаецца колькасцю электронных пар, якія фарміруюцца пры ўтварэнні хім. сувязяў паміж дадзеным і інш. атамамі за кошт абагульнення іх электронаў з няспаранымі спінамі. Электроны атама, якія могуць удзельнічаць у фарміраванні агульных электронных пар, наз. валентнымі (электроны вонкавых электронных слаёў). У атамах элементаў з недабудаваным перадапошнім слоем (напр., у атамаў жалеза Fe, марганцу Mn, вальфраму W) валентнымі могуць быць і некаторыя электроны гэтага слоя. Многія элементы маюць пераменную валентнасць (напр., у серавадародзе H₂S, аксідах SO₂ і SO₃ валентнасць серы адпаведна 2, 4, 6).

Валентнасць вызначаецца толькі колькасцю кавалентных сувязяў. Для злучэнняў з іоннай сувяззю выкарыстоўваецца паняцце акіслення ступень, якая колькасна роўная валентнасці, але дадаткова характарызуецца дадатным ці адмоўным знакам. У комплексных злучэннях і іонных крышталях каардынацыйны лік атамаў (іонаў) перавышае велічыню спін-валентнасці, таму карыстаюцца паняццем каардынацыйнай валентнасці, якая колькасна роўная суме спін-валентнасці і колькасці атамаў (іонаў), дадаткова звязаных з валентнанасычаным атамам. Напр., у комплексным злучэнні гексафтораалюмінат (III) натрыю Na₃[AlF₆] спін-валентнасць атама алюмінію 3, ступень акіслення +3, але пры ўтварэнні злучэння з AlF₃ і NaF атам валентнанасычанага Al дадаткова хімічна звязваецца з 3 іонамі F​^-, таму каардынацыйная валентнасць алюмінію ў гэтым злучэнні 6. Гл. таксама Комплексныя злучэнні, Малекула, Крышталі.

Літ.:

Чаркин О.П. Проблемы теории валентности, химической связи, молекулярной структуры. М., 1987.

В.В.Свірыдаў.

т. 3, с. 479

А́ТАМНЫ РА́ДЫУС,

характарыстыка атама, якая дазваляе ацэньваць міжатамную адлегласць у малекулах і крышталях. Паводле квантавай механікі атаму прыблізна прыпісваюць некаторы памер — атамны радыус (каля 0,1 нм); адлегласць паміж 2 атамамі вызначаюць як велічыню, блізкую да сумы іх радыусаў (т.зв. адытыўнасць атамнага радыуса).

т. 2, с. 68

А́ЛЬФА-ЧАСЦІ́ЦА, α-часціца,

ядро атама гелію ​⁴₂He. Выпрамяняецца некаторымі радыеактыўнымі ядрамі (нуклідамі) і складаецца з 2 пратонаў і 2 нейтронаў, звязаных ядзернымі сіламі. Зарад альфа-часціцы +2, маса 6,644·10​^-27 кг, магн. момант і спін роўныя 0. Метады назірання альфа-часціц заснаваны на іанізацыі.

т. 1, с. 287

А́ТАМНАЯ МА́СА,

маса атама хімічнага элемента, выражаная ў атамных адзінках масы. Як асн. характарыстыка элементаў выкарыстана ў перыядычнай сістэме элементаў Мендзялеева. Прыродныя элементы ўтвараюцца з сумесі ізатопаў, таму за атамную масу элемента прымаецца сярэдняе значэнне атамных мас яго ізатопаў, а атамная маса з’яўляецца дробавай велічынёй. Адзін з метадаў вызначэння атамнай масы — мас-спектраметрыя.

т. 2, с. 67

ГЛЮКАЗАМІ́Н,

C₆H₁₃O₅N, амінацукар, вытворнае глюкозы, у малекуле якой гідраксільная група другога атама вугляроду замешчана амінагрупай (-NH₂). У выглядзе N-ацэтыл-D-глюказаміну вельмі пашыраны ў прыродзе: уваходзіць у састаў алігацукрыдаў малака, групаспецыфічных поліцукрыдаў чалавека, жывёл і бактэрый, гліказамінагліканаў (гіялуронавай к-ты, гепарынсульфату), гепарыну, кератансульфату, хіціну, які ўтварае вонкавы шкілет членістаногіх і клетачныя сценкі грыбоў.

т. 5, с. 310

ВАДАРОДАПАДО́БНЫЯ А́ТАМЫ,

1) іоны лёгкіх элементаў, якія, як вадарод, маюць ядро і адзін электрон. Напр., аднаразова іанізаваны атам гелію He​⁺, двойчы іанізаваны атам літыю Li​²⁺ і да т.п.

2) Нестабільныя часціцы, т.зв. новыя атамы. Напр., мезаатамы, якія маюць ядро атама вадароду (пратон) і адмоўна зараджаную элементарную часціцу (μ​^--мезон, π​^--мезон і інш.).

т. 3, с. 434