Ізотопи, електронні оболонки - уявлення про атомах як неподільних найдрібніших частинках речовини
Атоми одного елемента, які мають різні масові числа, називаються ізотопами. Атоми ізотопів одного елемента мають однакове число протонів (Z) і відрізняються один від одного числом нейтронів (N).
Ізотопи різних елементів не мають власних назв, а повторюють назву елемента; при цьому атомна маса даного ізотопу - його єдина відмінність від інших ізотопів цього ж елемента - відбивається за допомогою верхнього індексу в хімічній формулі елемента: наприклад, для ізотопів урану - 235 U, 238 U. Єдиним винятком з правил номенклатури ізотопів є елемент № 1 - водень. Всі три відомих на даний момент ізотопу водню мають не тільки власні спеціальні хімічні символи, а й власну назву: 1 Н - проти, 2 D - дейтерій, 3 Т - тритій; при цьому ядро протію - це просто один протон, ядро дейтерію містить один протон і один нейтрон, ядро тритію - один протон і два нейтрони. З назвами ізотопів водню так історично склалося тому, що відносне розходження мас ізотопів водню, викликане додаванням одного нейтрона, є максимальним серед всіх хімічних елементів.
Всі ізотопи можна поділити на стабільні (стійкі), тобто не піддаються мимовільного розпаду ядер атомів на частини (розпад в такому випадку називається радіоактивним), і нестабільні (нестійкі) - радіоактивні, тобто схильні до радіоактивного розпаду. Більшість широко поширених в природі елементів складається з суміші двох або більшого числа стабільних ізотопів: наприклад, 16 О, 12 С. З усіх елементів найбільше число стабільних ізотопів має олово (10 ізотопів), а, наприклад, алюміній існує в природі у вигляді тільки одного стабільного ізотопу - інші його відомі ізотопи нестійкі. Ядра нестабільних ізотопів мимовільно розпадаються, виділяючи при цьому б-частинки і в-частинки (електрони) до тих пір, поки не утвориться стабільний ізотоп іншого елемента: наприклад, розпад 238 U (радіоактивного урану) завершується утворенням 206 Pb (стабільного ізотопу свинцю). При вивченні ізотопів встановлено, що вони не розрізняються за хімічними властивостями, які, як нам відомо, визначаються зарядом їх ядер і не залежать від маси ядер. [3, ст.98-99]
Електронна оболонка атома - область простору ймовірного місцезнаходження електронів, що характеризуються однаковим значенням головного квантового числа n і, як наслідок, розташованих на близьких енергетичних рівнях. Кожна електронна оболонка може мати певне максимальне число електронів.
Починаючи зі значення головного квантового числа n = 1, енергетичні рівні (шари) позначаються К, L, М і N. Вони підрозділяються на підрівні (підшари), що відрізняються один від одного енергією зв'язку з ядром. Число підрівнів дорівнює значенню головного квантового числа, але не перевищує чотирьох: 1-й рівень має один підрівень, 2-й - два, 3-й - три, 4-й - чотири підрівні. Підрівні, в свою чергу, складаються з орбіталей. Прийнято підрівні позначати латинськими літерами, s - перший, найближчий до ядра підрівень кожного енергетичного рівня; він складається з однієї s-орбіталі, р - другий підрівень, складається з трьох р-орбіталей; d - третій підрівень, він складається з п'яти d-орбіталей; f - четвертий підрівень, містить сім f-орбіталей. Таким чином, для кожного значення n є n 2 орбіталей. У кожній орбіталі може знаходитися не більше двох електронів - принцип Паулі. Якщо в орбіталі знаходиться один електрон, то він називається неспареним, якщо два - то це спарені електрони. Принцип Паулі пояснює формулу N = 2n 2. Якщо на першому рівні K (n = 1) міститься 1 2 = 1 орбиталь, а в кожній орбіталі по 2 електрони, то максимальне число електронів складе 2 * 1 2 = 2; L (n = 2) = 8; M (n = 3) = 18; N (n = 4) = 32. [4, ст.54-55]