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

РЭЗАНА́НСНАЕ ВЫПРАМЯНЕ́ННЕ,

электрамагнітнае выпрамяненне, вылучанае сістэмай зарадаў (напр., атамам), з частатой, роўнай частаце ўзбуджальнага выпрамянення. Назіраецца пры пэўных умовах, напр., у разрэджаных газах, замарожаных растворах. Адкрыта Р.​Вудам (1905) пры даследаваннях пары натрыю.

Для ўзбуджэння Р.в. атам (ці інш. сістэму звязаных зарадаў) абпрамяняюць, напр., святлом пэўнай частаты. Пры паглынанні кванта святла атам пераходзіць ва ўзбуджаны стан, пры спантанным вяртанні з якога ў асн. стан адбываюцца Р.в., — атам выпрамяняе квант святла той жа частаты і ў спектры выпрамянення выяўляецца рэзанансная лінія. Пры ўзаемадзеянні атамнага ядра з гама-выпрамяненнем назіраецца Р.в. гама-квантаў. Р.в. заўсёды палярызавана, пры гэтым ступень і характар палярызацыі вызначаецца характарам палярызацыі ўзбуджальнага выпрамянення, напрамкам назірання, уласцівасцямі выпрамяняльнага аб’екта, наяўнасцю ў ім дамешкаў, знешняга магн. поля (найб. адчувальна; у эксперыментах неабходна ўлічваць магн. поле Зямлі). Гл. таксама Вымушанае выпрамяненне, Квантавы генератар.

т. 13, с. 557

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

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 і 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

РАДЫЯЦЫ́ЙНЫЯ ДЭФЕ́КТЫ,

дэфекты структуры, якія ўтвараюцца пры апрамяненні цвёрдых цел іанізавальным выпрамяненнем (радыяцыяй). Адрозніваюць абарачальныя Рд. — назіраюцца ў працэсе апрамянення і знікаюць пасля спынення ўздзеяння радыяцыі, і астаткавыя — назапашваюцца ў працэсе апрамянення і захоўваюцца пасля яго. Паводле саставу бываюць уласныя і дамешкавыя (у іх склад уваходзяць атамы легіравальнай дамешкі), паводле памераў — кропкавыя і працяглыя (вобласці назапашвання ўласных і/ці дамешкавых дэфектаў).

Энергія, якая перадаецца пры апрамяненні цвёрдаму целу (мішэні), можа прывесці да разрыву міжатамных сувязей з утварэннем першасных Р.д. — пары міжвузельны атам — вакансія (гл. Вакансія ў фізіцы). Жорсткае эл.-магн. выпрамяненне (ультрафіялетавае выпрамяненне, рэнтгенаўскае выпрамяненне, гама-выпрамяненне) непасрэдна ўзбуджае электронную сістэму цвёрдага цела, а потым уключаюцца механізмы зрушэння атамаў са становішчаў устойлівай раўнавагі. Утварэнне Р.д. пры перадачы энергіі выпрамянення электронам рэчыва мае месца ў асноўным у дыэлектрыках і паўправадніках. Калі энергія зрушанага ў міжвузелле атама мішэні значна перавышае парогавую энергію ўтварэння Р.д., то такі атам можа пры руху ўтвараць пары міжвузельны атам — вакансія. Магчыма таксама ўтварэнне Р.д. у выніку перадачы часткі энергіі ядзерных рэакцый атаму мішэні. Колькасць і структуру Р.д. можна змяніць награваннем мішэні (тэрмічны адпал дэфектаў). Утварэнне Р.д. у спалучэнні з інш. знешнімі ўздзеяннямі (мех. нагрузкі, эл. і магн. палі, асвятленне) дае магчымасць мэтанакіравана мадыфікаваць уласцівасці матэрыялаў.

Літ.:

Гл. пры арт. Радыяцыйная фізіка.

М.​А.​Паклонскі.

т. 13, с. 244

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

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 P, мыш’як As, сурма Sb). Гл. таксама Акцэптар, Паўправаднікі.

т. 6, с. 183