Совет 1: Как определить заряд ядра атома

Строение атома – это одна из базовых тем курса химии, которая основана на умении пользоваться таблицей «Периодическая система химических элементов Д.И.Менделеева». Это не только систематизированные и расположенные по определенным законам химические элементы, но и кладезь информации, в том числе и о строении атома. Зная особенности чтения этого уникального справочного материала, можно дать полную качественную и количественную характеристику атому.
Как определить заряд ядра атома
Вам понадобится
  • Таблица Д.И.Менделеева
Инструкция
1
В таблице Д.И.Менделеева, как в многоэтажном многоквартирном доме «живут» химические элементы, каждый из которых занимает свою собственную квартиру. Таким образом, каждый из элементов имеет определенный порядковый номер, указанный в таблице. Нумерация химических элементов начинается слева направо, причем сверху. В таблице горизонтальные ряды называются периодами, а вертикальные столбцы – группами. Это немаловажно, потому что по номеру группы или периода можно также дать характеристику некоторым параметрам атома.
2
Атом представляет собой химически неделимую частицу, но при этом состоящую из более мелких составных частей, к которым можно отнести протоны (положительно заряженные частицы), электроны (заряжены отрицательно) и нейтроны (нейтральные частицы). Основная масса атома сосредоточена в ядре (за счет протонов и нейтронов), вокруг которого вращаются электроны. В целом атом электронейтрален, то есть в нем количество положительных зарядов совпадает с количеством отрицательных, следовательно, число протонов и электронов одинаково. Положительный заряд ядра атома имеет место быть как раз за счет протонов.
3
Необходимо запомнить, что порядковый номер химического элемента количественно совпадает с зарядом ядра атома. Поэтому, чтобы определить заряд ядра атома необходимо посмотреть, под каким номером находится данный химический элемент.
4
Пример № 1. Определить заряд ядра атома углерода (С). Начинаем анализировать химический элемент углерод, ориентируясь на таблицу Д.И.Менделеева. Углерод находится в «квартире» № 6. Следовательно, он имеет заряд ядра +6 за счет 6 протонов (положительно заряженных частиц), которые располагаются в ядре. Учитывая, что атом электронейтрален, значит, электронов тоже будет 6.
5
Пример № 2. Определить заряд ядра атома алюминия (Al). Алюминий имеет порядковый номер - № 13. Следовательно, заряд ядра атома алюминия +13 (за счет 13 протонов). Электронов также будет 13.
6
Пример № 3. Определить заряд ядра атома серебра (Ag). Серебро имеет порядковый номер - № 47. Значит, заряд ядра атома серебра + 47 (за счет 47 протонов). Электронов также 47.
Обратите внимание
В таблице Д.И.Менделеева в одной клетке для каждого химического элемента указаны два числовых значения. Не путайте порядковый номер и относительную атомную массу элемента

Совет 2 : Как определить заряд атома

Заряд атома, наряду с его квантовыми числами, является одной из важнейших числовых характеристик атома. Знание заряда атома необходимо для решения различных задач электростатики, электродинамики, атомной и ядерной физики.
Как определить заряд атома
Вам понадобится
  • Знание структуры атома, атомный номер
Инструкция
1
Атом любого вещества состоит из электронной оболочки и ядра. Ядро состоит из двух типов частиц - нейтронов и протонов. Нейтроны не имеют электрического заряда, то есть электрический заряд нейтронов не равен нулю. Протоны являются положительно заряженными частицами и имеют электрический заряд, равный +1. Количество протонов характеризует атомный номер данного атома..
Электронная оболочка ядра состоит из электронных орбиталей, на которых расположено разное количество электронов. Электрон - отрицательно заряженная элементарная частица. Ее электрический заряд равен -1.
2
Для того чтобы определить заряд атома, необходимо знать его структуру - количество протонов в ядре и количество электронов в электронной оболочке. Суммарный заряд атома получается в результате алгебраического суммирования зарядов входящих в него протонов и электронов.
Как правило, атом является электронейтральным, то есть количество протонов в нем равно количеству электронов. Заряд такого атома, очевидно, равен нулю. Пример - атом водорода H состоит из одного протона и одного электрона. Q = 1+(-1) = 0 - заряд электронейтрального водорода.
3
В силу некоторых причин количество протонов и электронов в атоме может не совпадать. В этом случае атом является положительно или отрицательно заряженным ионом. Например, положительный ион натрия имеет 11 протонов и 10 электронов. Его заряд Q = 11+(-10) = 1.

Совет 3 : Как определить заряд иона

В силу определенных причин атомы и молекулы могут либо приобретать, либо терять свои электроны. В этом случае образуется ион. Таким образом, ион - это одноатомная или многоатомная заряженная частица. Очевидно, важнейшей характеристикой иона будет его заряд.
Как определить заряд иона
Вам понадобится
  • Таблица химических элементов Д.И. Менделеева
Инструкция
1
Атом любого вещества состоит из электронной оболочки и ядра. Ядро состоит из двух типов частиц - нейтронов и протонов. Нейтроны не имеют электрического заряда, то есть электрический заряд нейтронов равен нулю. Протоны являются положительно заряженными частицами и имеют электрический заряд, равный +1. Количество протонов характеризует атомный номер данного атома.
2
Электронная оболочка атома состоит из электронных орбиталей, на которых расположено разное количество электронов. Электрон - отрицательно заряженная элементарная частица. Ее электрический заряд равен -1.
При помощи связей атомы могут также соединяться в молекулы.
3
В нейтральном атоме количество протонов равно количеству электронов. Поэтому его заряд равен нулю.
Чтобы определить заряд иона, необходимо знать его структуру, а именно количество протонов в ядре и количество электронов на электронных орбиталях.
4
Суммарный заряд иона получается в результате алгебраического суммирования зарядов входящих в него протонов и электронов. Число электронов в ионе может превышать число протонов, и тогда ион будет отрицательным. Если число электронов меньше числа протонов, то ион будет положительным.
5
Зная химический элемент, по таблице Менделеева мы можем определить его атомный номер, который равен количеству протонов в ядре атома этого элемента (например 11 у натрия). Если один из электронов покинул атом натрия, то у атома натрия будет уже не 11, а 10 электронов. Атом натрия станет положительно заряженным ионом с зарядом Z = 11+(-10) = +1.
Обозначаться такой ион будет символом Na с плюсом сверху, в случае заряда +2 - двумя плюсами и.т.д. Соответственно для отрицательного иона используется знак «минус».

Совет 4 : Как определять ионы

Впереди лабораторная работа, а нужные навыки и умения по распознаванию химических веществ не наработаны. А может в химической лаборатории случайно отклеились этикетки с названиями соединений. Умение правильно определять химические вещества в силу своей специфичности может уже не потребоваться после окончания учебных заведений. Но зато эти знания могут понадобиться собственному ребенку, который придет за помощью. Что тогда ему ответить?
Как определять ионы
Вам понадобится
  • Штатив с пробирками, реагенты для определения веществ, спиртовка, проволочка с петелькой, индикаторы
Инструкция
1
Химические вещества состоят из положительно и отрицательно заряженных ионов, образуя в целом электронейтральное соединение. Чтобы определить состав вещества необходимо руководствоваться качественными реакциями на различные ионы. И не обязательно их учить наизусть, а достаточно знать, что существуют такие реагенты, с помощью которых можно определить практически любое химическое соединение.
2
Кислоты. Все кислоты объединяет то, что в их состав входит ион водорода. Именно его присутствие обусловливает кислые свойства. Качественной реакцией на эту группу веществ можно считать индикаторы, то есть в кислой среде лакмус становится красным, а метиловый оранжевый - розовым.
3
Основания. Вещества этой группы также можно определить с помощью индикатора. Характерную реакцию дает фенолфталеин, который в щелочной среде становится малиновым. Это происходит за счет присутствия гидроксид-ионов.
4
Металлы. Чтобы определить ионы металлов, для этого нужно воспользоваться спиртовкой или горелкой. Возьмите медную проволочку, на одном конце сделайте петельку 6-10 мм в диаметре и внесите в пламя. Практически сразу увидите, что оно приобрело окраску красивого зеленого цвета. Это происходит как раз за счет ионов меди. Тот же самый результат будет наблюдаться, если проволочку сначала обмакнуть в соли меди (хлорид меди, нитрат меди, сульфат меди), а потом внести в пламя.
5
Чтобы определить наличие ионов щелочных металлов (натрия и калия) и щелочно-земельных (кальция и бария) нужно также внести соответствующие растворы солей в пламя спиртовки. Ионы натрия окрасят пламя в ярко-желтый цвет, ионы кальция – в кирпично-красный. Ионы бария, входящие в состав веществ дадут желто-зеленое окрашивание, а ионы калия – фиолетовое.
6
Для определения ионов кислотных остатков существует целый ряд качественных реакций. Сульфат-ион можно определить, выбрав в качестве реагента ион хлора, что в результате даст белый осадок. Чтобы узнать, что в пробирке находится карбонат-ион, возьмите любую разбавленную кислоту и в итоге увидите вскипание. Дополнительно пропустите образовавшийся углекислый газ через известковую воду, наблюдая при этом помутнение.
7
Чтобы определить ортофосфат-ион, достаточно прилить в пробирку с ним нитрат серебра, в результате реакции будет наблюдаться выпадение желтого осадка. Для распознавания солей аммония нужно провести реакцию с растворимыми щелочами. Визуального наблюдения не будет, но зато появится неприятный запах мочевины за счет образовавшегося аммиака.
8
Для распознавания галоген-ионов (хлора, брома, йода) реагентом для всех трех является нитрат серебра и во всех случаях произойдет выпадение осадка. В результате ион хлора с нитратом серебра даст белый осадок (хлорида серебра), ион брома – бело-желтый осадок (бромида серебра), а ион йода – осадок желтого цвета (образуется йодид серебра).
Видео по теме
Обратите внимание
При выполнении даже самых простых опытов обязательно соблюдайте правила техники безопасности
Полезный совет
Имеется достаточно много реакций, в которых реагентом выступает нитрат серебра. Если это вещество попадет на поверхность стола или одежду, то удалить пятна не удастся.

Совет 5 : Как найти заряд

В задачах по физике иногда нужно найти заряд какого-либо тела на основе его взаимодействия с электрическим полем или другими телами. В большинстве случаев размерами самого тела пренебрегают, чтобы не рассчитывать распределение элементарных зарядов по его массе или поверхности.
Нахождение величины элементарного заряда
Инструкция
1
Например, как найти заряд пылинки массой 1 мг, которая влетела в однородное электрическое поле напряженностью 100 кВ/м, пролетела 4 см и при этом ее скорость увеличилась с 1 м/с до 3 м/с?
2
Сделайте краткую запись условий поставленной задачи: m=1 мг,V1=1 м/с, V2=3 м/с, S=4см, E=кВ/м, q-?
3
Приравняйте силу, сообщающую пылинке ускорение, к силе, действующей на пылинку со стороны однородного электрического поля. Из этого равенства алгебраически выразите заряд пылинки: получается, что произведение массы пылинки и ускорения пылинки равно произведению напряженности электрического поля и заряда; в итоге заряд пылинки находится как отношение произведения массы пылинки и ускорения к величине напряженности электрического поля.
4
Запишите кинематическое уравнение для определения ускорения пылинки: ускорение определяется как отношение разности квадратов конечной и начальной скорости к удвоенному значению пройденного пылинкой пути.
5
Подставьте это уравнение в выражение для определения заряда пылинки. В окончательном варианте заряд пылинки равен отношению произведения массы пылинки и разности квадратов конечной и начальной скоростей к удвоенному произведению пройденного пути и напряженности электрического поля.
6
Проверьте размерность искомой величины: для этого в конечную формулу для определения заряда вместо букв, обозначающих физические величины, подставьте единицы физических величин, выраженные в системе СИ: единица измерения заряда определится как отношение произведения кг•(м/с)2 к произведению м•В/м; сократите в этой дроби одинаковые единицы измерения; используйте определение физических величин 1 Ньютон и 1 Джоуль и замените ими определенные комбинации физических величин.
7
Подставив числовые значения, вычислите заряд пылинки. Получится q=10 нКл
Видео по теме
Полезный совет
Пояснения: согласно второму закону Ньютона ускорение пылинке сообщает равнодействующая всех сил, действующих на пылинку; так как о сопротивлении движению пылинки не упомянуто, на нее действует единственная сила – со стороны электрического поля.

1 Ньютон: [1Н] = [кг∙м/с2]; [Дж] =[Н∙м]; [Дж/В]=[Кл]

При подстановке числовых значений переведите значения всех физических величин в систему СИ; при переводе некоторых величин для исключения очень громоздких чисел или неудобных десятичных дробей используйте в качестве множителя число 10 в положительной или отрицательной степени.

Совет 6 : Как найти заряд конденсатора

В технике и задачах по физике иногда требуется найти заряд конденсатора. Непосредственное измерение заряда конденсатора – задача довольно трудоемкая. Поэтому на практике используются более доступные способы нахождения заряда конденсатора.
Как найти заряд конденсатора
Вам понадобится
  • конденсатор, вольтметр
Инструкция
1
Чтобы найти заряд конденсатора, подключенного к источнику постоянного напряжения, умножьте емкость конденсатора на величину напряжения, т.е. воспользуйтесь формулой:
Q=UC, где:
Q – заряд конденсатора, в кулонах,
U – напряжение источника напряжения, в вольтах,
С – емкость конденсатора, в фарадах.
Учтите, что вышеприведенная формула определяет величину заряда полностью заряженного конденсатора. Но так как зарядка конденсатора происходит достаточно быстро, то на практике пользуются именно этой закономерностью.
2
Напряжение источника питания можно измерить вольтметром. Для этого переключите его в режим измерения постоянного напряжения и подключите клеммы прибора к источнику напряжения. Запишите показания прибора в вольтах.
3
Узнать емкость конденсатора можно прочитав маркировку на его корпусе. Учтите, что единица емкости фарада (Ф)– очень большая, поэтому на практике используется редко. Для обозначения емкости конденсаторов используются более мелкие единицы. Это микрофарада (мкФ), равная одной миллионной фарады и пикофарада (пФ), равная одной миллионной микрофарады.
1 мкФ=10-6 Ф, 1 пФ = 10-12 Ф.
Иногда используется и промежуточная единица емкости – нанофарада, равная одной миллиардной части фарады.
1 нФ = 10-9 Ф.
4
Если конденсатор малогабаритный, то его емкость указывается с помощью условных обозначений.
Внимательно прочтите маркировку конденсатора, обратив внимание на его цвет.Если на конденсаторе указаны всего две цифры, то это его емкость в пикофарадах.
Так, например, надпись «60» будет означать емкость 60 пФ.
5
Если на конденсаторе указана одна прописная латинская буква или цифра, то найдите в нижеприведенной таблице соответствующее числовое значениеA 1.0 I 1.8 R 3.3 Y 5.6
B 1.1 J 2.0 S 3.6 Z 6.2
C 1.2 K 2.2 T 3.9 3 6.8
D 1.3 L 2.4 V 4.3 4 7.5
E 1.5 N 2.7 W 4.7 7 8.2
H 1.6 O 3.0 X 5.1 9 9.1и, в зависимости от цвета конденсатора, умножьте его на соответствующий множитель:Оранжевый - 1
Черный - 10
Зеленый - 100
Голубой - 1.000
Фиолетовый - 10.000
Красный - 100.000Например:
H на оранжевом конденсаторе - 1,6 * 1 = 1,6 пФ
E на зеленом конденсаторе - 1,5 * 100 = 150 пФ
9 на голубом конденсаторе - 9,1 * 1000 = 9100 пФ
6
Если на конденсаторе обнаружится надпись, состоящая из одной заглавной латинской буквы и стоящей рядом цифры, то найдите в нижеприведенной таблице соответствующее (этой букве) числовое значение и умножьте его на 10 в той степени, которая указана после буквы.A 10 G 18 N 33 U 56
B 11 H 20 P 36 V 62
C 12 J 22 Q 39 W 68
D 13 K 24 R 43 X 75
E 15 L 27 S 47 Y 82
F 16 M 30 T 51 Z 91Например:
B1 - 11 * (10) = 110 пФ
F3 - 16 * (10*10*10) = 16 000 пФ=16нФ=0,016 мкФ

Совет 7 : Как посчитать заряд

Определить заряд можно в том случае, если внести его в электрическое поле с известной напряженностью и измерить силу, которая на него подействует. Можно найти заряд, измерив его силу взаимодействия с известным зарядом. А заряд, прошедший по проводнику, за некоторое время можно найти через значение силы тока.
Как посчитать заряд
Вам понадобится
  • - чувствительный динамометр;
  • - электроскоп;
  • - секундомер;
  • - тестер.
Инструкция
1
Внесите заряд в электрическое поле и известной напряженностью. Если напряженность в данной точке неизвестна, измерьте ее с помощью известного заряда или электроскопа. На внесенный неизвестный заряд со стороны поля подействует кулоновская сила, которую измерьте при помощи чувствительного динамометра. Посчитайте величину заряда q, поделив силу, действующую со стороны поля F измеренную в Ньютонах, на его напряженность E, измеренную в вольтах на метра или Ньютонах на Кулон q=F/E. Результат получите в Кулонах.
2
Если неизвестный заряд взаимодействует с известным зарядом, с помощью динамометра измерьте силу их взаимодействия. Учитывайте, что разноименные заряды притягиваются, а одноименные отталкиваются. Для этого лучше возьмите чувствительный крутильный динамометр. Измерьте расстояние между зарядами, которые взаимодействуют. Силу измеряйте в Ньютонах, а расстояние в метрах. Для того чтобы посчитать неизвестный заряд q, измеренную силу F умножьте на квадрат расстояния между зарядами r. Полученное число поделите на величину известного заряда q0 и коэффициент k=9∙10^9 (q=F∙r²/(q∙k)). Результат получится в Кулонах.
3
Током называется упорядоченное движение зарядов в проводнике. Поэтому через поперечное сечение проводника за определенное время проходит некоторое количество заряда. Чтобы найти его, определите силу тока, присоединив тестер, переключенный в режим амперметра в электрическую цепь. Измерьте силу тока в ней в амперах. Если известно напряжение на проводнике и его сопротивление, то силу тока I, рассчитайте, применяя закон Ома для участка цепи, поделив напряжение U на сопротивление R (I=U/R). Определите время, которое заряд протекал по проводнику с помощью секундомера. Посчитайте величину заряда q, проходящего за время t, через поперечное сечение проводника, при силе тока I, перемножив эти величины (q=I∙t).

Совет 8 : Что такое кулоновское взаимодействие

Кулоновское взаимодействие относится к описанию электростатических явлений взаимодействия электрических зарядов или заряженных тел друг с другом. Результат данного взаимодействия определяется кулоновскими силами.
Что такое кулоновское взаимодействие
Вам понадобится
  • Учебник по физике 10 класса, лист бумаги, карандаш.
Инструкция
1
Откройте учебник по физике десятого класса на теме электрических явлений и прочитайте, как взаимодействуют друг с другом заряженные тела и частицы. Как известно, одноименные заряды, то есть заряды одного и того же знака, отталкиваются, а разноимённые заряды, имеющие различный знак заряда, отталкиваются. Причина их взаимодействия и кроется в так называемом кулоновском взаимодействии зарядов.
2
Вспомните, что заряды создают в пространстве вокруг себя электростатическое поле. Нарисуйте на листе бумаги жирную точку, изображающую заряд. Проведите от нее радиально несколько лучей. Данные лучи демонстрируют линии электрического поля, образованного зарядом. Укажите, например, положительный знак нарисованного вами заряда. Тогда можно на линиях поля указать стрелки в направлении от заряда. Таким образом, теперь любая точка пространства (двумерного в вашем случае) находится под влиянием силового поля нарисованного вами заряда. Это означает, что если поместить в любую точку какой-либо второй заряд, то поле первого заряда будет действовать на него с некоторой силой. Данное взаимодействие и называется кулоновским, так как сила этого взаимодействия была определена Шарлем Кулоном.
3
Выпишите из учебника формулу, выражающую силу кулоновского взаимодействия. Данная сила прямо пропорциональна величинам взаимодействующих зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Это означает, что чем больше расстояние между зарядами, тем меньше сила кулоновского взаимодействия, и наоборот.
4
Не забывайте, что при помещении второго заряда в поле первого первый также оказывается в поле второго. Это говорит о том, что кулоновское взаимодействие одно и то же для каждого из зарядов, а не относится к отдельно каждому из них. В этом плане данное взаимодействие очень похоже на обычное гравитационное взаимодействие, если в его выражении массы заменить на величины зарядов.
5
Обратите внимание на особенность кулоновского взаимодействия, заключающуюся в том, что оно не зависит от массы зарядов. Таким образом, если, скажем, взаимодействует протон и электрон, масса которого в тысячу раз меньше массы протона, то сила кулоновского взаимодействия будет та же самая, как в случае, если бы взаимодействовали два электрона или два протона.
6
Заметьте, что именно кулоновское взаимодействие зарядов приводит к образованию атома – одной из единиц строения вещества.
Видео по теме
Совет полезен?
Поиск
Добавить комментарий к статье
Осталось символов: 500