Электронная конфигурация – тайны строения атома

Осенью 1910-го года Эрнст Резерфорд, обуреваемый раздумьями, мучительно пытался понять внутреннее строение атома. Его эксперименты по рассеиванию альфа-частиц разнообразными веществами убедительно доказывали – внутри атома наличествует некое, доселе неизученное, массивное тело. В 1912-м году Резерфорд назовет его атомным ядром. В голове ученого роились тысячи вопросов. Какой заряд имеет это неизвестное тело? Какое число электронов необходимо для обеспечения его весомости?

В мае 1911-го года Резерфорд публикует статью о структуре атома, которую предваряет весьма существенной оговоркой о том, что устойчивость атомной структуры, вероятно, зависит от тонкостей внутреннего строения атома и движения заряженных частиц, которые являются его важной структурной составляющей. Так родилась электронная конфигурация – ядерно-электронная атомная модель. Этой модели суждено было сыграть неоценимую роль в ядерной физике.

Электронная конфигурация – это порядок распределения электронов по атомным орбитам. Благодаря пытливому уму и настойчивости Эрнста Резерфорда, сумевшего отстоять свою идею, наука обогатилась новыми знаниями, значение которых переоценить невозможно.

Электронная конфигурация атома такова. В центре всей структуры расположено ядро, состоящее из различного для каждого вещества количества нейтронов и протонов. Чем и обусловлен положительный заряд ядра. Вокруг него по соответствующим концентрическим орбитам движутся электроны – отрицательно заряженные элементарные частицы. Эти атомные орбиты также называются оболочками. Внешняя орбита атома называется валентной. А количество электронов на ней – валентностью.

Каждая электронная конфигурация элементов различается количеством электронов, в ней содержащихся. Например, атом самого простого вещества во Вселенной – водорода – содержит всего один единственный электрон, атом кислорода – восемь, а электронная конфигурация железа насчитывает двадцать шесть электронов.

Но определяющее значение в электронной модели атома имеет вовсе не число электронов, а то, что держит их вместе и заставляет всю систему исправно функционировать – ядро и его состав. Именно ядро придает веществу индивидуальные качества и характеристики. Электроны иногда покидают атомную модель, и тогда атом приобретает положительный заряд (благодаря заряду ядра). При этом вещество не меняет своих свойств. Но если изменить состав ядра, то это будет совсем другое вещество с иными качествами. Сделать это непросто, но все же возможно.

Поскольку электронная конфигурация невозможна без своего основного структурного элемента – атомного ядра, ему следует уделить особое внимание. Именно этот центральный элемент атомной модели формирует индивидуальные свойства и характеристики любого химического вещества. Протоны, которые, собственно, и придают ядру положительный заряд, в 1840 раз тяжелее любого электрона. А вот сила заряда протона равна аналогичной величине любого электрона. В состоянии баланса число протонов в атоме равно количеству электронов. В этом случае ядро является носителем нулевого заряда.

Еще одна важнейшая частица атомного ядра называется нейтроном. Именно этот элемент, не имеющий заряда, сделал возможной цепную ядерную реакцию. Так что переоценить значение нейтрона просто невозможно.