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 ${\displaystyle {\mathrm{E}}_{\mathrm{n}}=-\mathrm{h}\mathrm{c}\mathrm{R}\frac{{\mathrm{Z}}^2}{{\mathrm{n}}^2}}$ , 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

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

АТАМІ́СТЫКА, атамізм,

вучэнне пра дыскрэтную (перарыўную) будову матэрыі. Узнікла ў антычнай філасофіі. Адзін з яе стваральнікаў Дэмакрыт сцвярджаў, што першапачаткам усяго існага з’яўляюцца атамы (быццё) і пустата (небыццё). Атам — самая малая, непадзельная, непранікальная, неўспрымальная органамі пачуццяў частка рэчыва. Існуе бясконцая колькасць атамаў, якія адрозніваюцца сваёй формай, парадкам і размяшчэннем, чым і тлумачыцца разнастайнасць з’яў у свеце. Атамістыка Дэмакрыта была натурфіласофскай гіпотэзай. З развіццём прыродазнаўчых навук, фізікі і хіміі атамістыка становіцца вучэннем, калі ў канцы 19 ст. была выяўлена складаная структура атама, а вучэнне пра атам дапоўнена вучэннем пра малекулу. З развіццём у 20 ст. квантавай тэорыі ўяўленне пра атам, яго структуру і ўласцівасці яго элементаў істотна змянілася.

Т.І.Адула.

т. 2, с. 67

КВАНТ ЭНЕ́РГІІ,

вызначаная колькасць энергіі, якую можа вылучыць ці паглынуць мікрасістэма (атамнае ядро, атам, малекула) у элементарным акце ўзаемадзеяння. Гл. таксама Квантаванне, Квантавая механіка.

т. 8, с. 207

ДО́НАР у фізіцы,

дэфект крышт. рашоткі паўправадніка (напр., дамешкавы атам), здольны аддаваць электроны ў зону праводнасці. Тыповыя Д. для германію Ge і крэмнію Si — атамы элементаў V групы перыядычнай сістэмы (фосфар Р, мыш’як As, сурма Sb). Гл. таксама Акцэптар, Паўправаднікі.

т. 6, с. 183

КРЭМНІЙАРГАНІ́ЧНЫЯ ЗЛУЧЭ́ННІ,

рэчывы, малекулы якіх маюць атамы крэмнію (Si), злучаныя з атамам вугляроду непасрэдна або праз атам інш. элемента. Падзяляюць на манамерныя (у малекуле адзін ці некалькі атамаў Si) і высокамалекулярныя — крэмнійарганічныя палімеры.

Вядомы розныя групы К з.: з адным атамам Si (звычайна іх разглядаюць як вытворныя сілану SiH₄) — арганагалагенсіланы [напр., (CH₃)₃SiCl трыметылхлорсілан], алкоксісіланы [напр., (C₂H₅O)₃SiH трыэтоксісілан], арганасіланолы [напр., (C₆H₅)₂Si(OH)₂ дыфенілсіландыол] і інш.; з некалькімі атамамі Si — арганасілаксаны ці сілаксаны [напр., (CH₃)₃SiOSi(CH₃)₃ гексаметылдысілаксан], маюць у малекуле групоўку Si—O—Si, арганасілазаны з групоўкай Si—N—Si у малекуле [напр., (CH₃)₃SiNHSi(CH₃)₃ гексаметылдысілазан] і інш.; крэмнійэлементаарганічныя злучэнні — К.з., у малекуле якіх ёсць сувязь Si—M i Si—Y—M, дзе M — атам металу ці неметалу (напр., літый, алюміній, бор, фосфар), Y — група, якая мае атам вугляроду, кіслароду, азоту, серы, злучаны з Si. Большасць К.з. — бясколерныя вадкасці; дыэлектрыкі. Раствараюцца ў арган. растваральніках, некат. (напр., арганасіланолы) — і ў вадзе. Біялагічна актыўныя рэчывы. Выкарыстоўваюць у сінтэзе крэмнійарган. палімераў, лек. сродкаў, вытв-сці крэмнійарган. вадкасцей і каўчукоў, смол і лакаў, у якасці гідрафабізатараў, антыадгезіваў, напаўняльнікаў пластмас, цепланосьбітаў (да 400 °C) і інш.

Я.Г.Міляшкевіч.

т. 8, с. 539

І́РНШАЎ ТЭАРЭ́МА,

адна з асн. тэарэм электрастатыкі, паводле якой сістэма нерухомых засяроджаных (кропкавых) зарадаў, што знаходзяцца на канечных адлегласцях адзін ад аднаго, не можа быць устойлівай. Сфармулявана англ. вучоным С.Ірншаў (1839). З І.т. вынікае, што атам павінен быць дынамічнай сістэмай (не можа складацца з нерухомых зарадаў).

т. 7, с. 325

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

БОРАРГАНІ́ЧНЫЯ ЗЛУЧЭ́ННІ,

хімічныя злучэнні, у якіх атам бору звязаны з арган. радыкаламі непасрэдна ці праз гетэраатам (кісларод, сера, азот, фосфар). Найб. вывучаны злучэнні агульнай формулы R_nBX_3-n (арганабараны), дзе R — арган. радыкал, X — галаген, вадарод, гідраксільная група, амінагрупа і інш.; n = 1, 2, 3. Выкарыстоўваюць як дабаўкі да маторнага і рэактыўнага паліва, змазак і фарбавальнікаў, як каталізатары палімерызацыі, антыаксіданты, бактэрыцыды, фунгіцыды, пры нейтроннай тэрапіі злаякасных пухлін.

т. 3, с. 216