Атом (от греч. atomos - неделимый), наименьшая частица химического элемента, носитель его свойств. Каждому химическому элементу соответствует совокупность определенных атомов. Связываясь друг с другом, атомы одного или разных элементов образуют более сложные частицы, например молекулы. Все многообразие химических веществ (твердых, жидких и газообразных) обусловлено различными сочетаниями атомов между собой. Атомы могут существовать и в свободном состоянии (в газе. плазме).
Свойства атома, в том числе важнейшая для химии способность атома образовывать химические соединения, определяются особенностями его строения.
Общая характеристика строения атома. Атом состоит из положительно заряженного ядра, окруженного облаком отрицательно заряженных электронов. Размеры атома в целом определяются размерами его электронного облака и велики по сравнению с размерами ядра (линейные размеры атома ~ 10~8см, его ядра ~ 10" -10" 13 см). Электронное облако атома не имеет строго определенных границ, поэтому размеры атома в значительной степени условны и зависят от способов их определения. Ядро атома состоит из Z протонов и N нейтронов, удерживаемых ядерными силами. Положит. заряд протона и отрицат. заряд электрона одинаковы по абсолютной величине и равны е= 1,60*10-19 Кл; нейтрон не обладает электрическим зарядом. Заряд ядра +Ze - основная характеристика атома, обусловливающая его принадлежность к определенному химическому элементу. Порядковый номер элемента в периодической системе Менделеева (атомный номер) равен числу протонов в ядре.
Водород – атом, стоящий в самом начале периодической таблицы Д.И. Менделеева. Его электронная конфигурация 1S1.
Атом водорода имеет простое строение: состоит из ядра (протон), и 1-го электрона, который находится на 1S - орбитали. Такое строение обуславливает специфические свойства водорода: у него всего лишь 1 валентный электрон, поэтому для устойчивой оболочки ему не хватает 1-го электрона. Это обуславливает его особое положение в периодической системе Д.И. Менделеева: он как щелочные металлы имеет 1 электрон на внешнем уровне, и как галогены – бинарный газ, имеющий 1 неспаренный электрон:
H0 – 1е = H+,
Сходство с щелочными металлами весьма условное. Если сравнить энергию ионизации (энергию полного отрыва электрона) водорода с энергией ионизации лития или натрия, то видно, что водород не принадлежит группе щелочных металлов.