Значение теории строения атома в химии и биологии

Представления о строении атома совершенно необходимы при изучении периодического закона Д. И. Менделеева, химической связи и свойств молекул, ионов, комплексных соединений, кристаллов. Без знания строения атома невозможно правильное понимание химии, биохимии, бионеорганической химии и молекулярных принципов биологических наук.

Одним из важных результатов изучения строения атома является разработка меченых соединений, которые служат эффективным средством исследования обмена веществ в растительных и животных организмах, а также в экологических системах.

Меченые соединения содержат изотопные индикаторы («метки») — радиоактивные атомы или стабильные атомы, отличающиеся массовыми числами от атомов, которые преобладают в естественной изотопной смеси. Например, в качестве «метки» для соединений водорода можно использовать радиоактивные атомы трития или стабильные атомы дейтерия ^Н.

Вопросы и задания для самоконтроля

1. Объясните физический смысл графических изображений s- и /7-орбиталей.

• 2. Изобразите электронно-структурные формулы атомов углерода, азота и кислорода. Подсчитайте суммы спиновых квантовых чисел электронов в этих атомах. Как изменяются эти суммы при нарушении правил Хунда? Проанализируйте справедливость такой формулировки правил Хунда: «Заполнение электронами орбиталей с одинаковой энергией происходит таким образом, чтобы сумма спиновых квантовых чисел была максимальной».
• 3. Элемент № 105 назван дубнием в честь Объединенного института ядерных исследований, находящегося в подмосковном городе Дубна. Напишите его электронную формулу, используя способ записи, в котором для электронной структуры атомного остова используется символ соответствующего благородного газа.
• 4. Сравните электронную и электронно-структурную формулы атома бора. Какую дополнительную информацию содержит электронно-структурная формула по сравнению с электронной?
• 5. Почему трудно наглядно изобразить правильную картину строения атома на основании его квантово-механической модели?
• 6. Каково основное отличие р-орбиталей от ^/-орбиталей?