اتم ساختار. سطوح انرژی اتم. پروتون ها، نوترون، الکترون

نام "اتم" از یونانی به معنی "تفکیک". همه در اطراف ما - جامدات، مایعات و هوا - از میلیاردها از این ذرات ساخته شده است.

ظاهر نسخه از اتم

اول از اتم آن شناخته شده در قرن پنجم قبل از میلاد، تبدیل شد زمانی که فیلسوف یونانی دموکریتوس بیان کرد که ماده از ذرات کوچک در حال حرکت تشکیل شده است. اما پس از آن ممکن بود برای بررسی نسخه از وجود خود. و اگر چه هیچ کس نمی تواند این ذرات را مشاهده کنید، این ایده، مورد بحث قرار گرفت چرا که تنها دانشمندان راه می تواند فرآیندهای در دنیای واقعی رخ می دهد. بنابراین، آنها به وجود میکرو ذرات اعتقاد مدتها قبل از زمان قادر به اثبات این حقیقت بود.

فقط در قرن نوزدهم. تجزیه و تحلیل آنها به عنوان کوچکترین عناصر شیمیایی تشکیل دهنده داشتن ویژگی های خاص اتم شد - توانایی برای پیوستن با دیگر ترکیبات در یک مقدار تعیین شده است. در آغاز قرن XX اعتقاد بر این بود که اتمها - حداقل ذرات ماده، هنوز ثابت نشده است که آنها از واحد کوچکتری تشکیل شده.

یکی از عناصر شیمیایی چیست؟

اتم از عنصر شیمیایی - بلوک ساختمان میکروسکوپی از ماده است. از ویژگی های مشخص از میکروذرات تبدیل جرم مولکولی از اتم. فقط کشف قانون تناوبی معقول است که دیدگاه های خود را به اشکال متنوع مندلیف در مورد یک ماده. آنها فقط دستگاه های الکترونیکی قدرتمند ترین آنقدر کوچک است که آنها می توانند با استفاده از میکروسکوپ معمولی دیده نمی شود هستند. برای مقایسه، موهای دست یک مرد است یک میلیون بار بزرگتر است.

ساختار الکترونی اتم دارای یک هسته متشکل از پروتون و نوترون و الکترون، که در اطراف مرکز در مدار به طور منظم مانند سیاره به دور ستاره خود می چرخد. همه آنها با هم توسط نیروی الکترومغناطیسی، یکی از چهار تیم برتر جهان برگزار می شود. نوترون - ذرات بار خنثی، وقف با پروتون مثبت و الکترون ها - منفی است. آخرین جذب به پروتون با بار مثبت، به طوری که آنها تمایل دارند که در مدار باقی بماند.

ساختار یک اتم

در بخش مرکزی است یک بخش اصلی که پر از حداقل اتم در کل. اما مطالعات نشان می دهد که تقریبا تمام جرم (99.9٪) در آن واقع شده است. هر اتم شامل پروتون، نوترون، الکترون. تعداد گردان الکترون ها در آن را به اتهام مرکزی مثبت برابر است. ذرات با همان هسته شارژ Z اما جرم های مختلف A اتمی و تعداد نوترون در هسته ایزوتوپ N نامیده می شود و در همان A و Z و N - isobars. الکترونیک - حداقل ماده ذره با بار الکتریکی منفی E = 1.6 * 10-19 کولن. شارژ یون تعیین تعداد الکترون های از دست رفته و یا به دست آوردن. فرآیند دگردیسی اتم خنثی در یک یون با بار است که به نام یونیزاسیون.

نسخه جدید از مدل های اتم

فیزیکدانان تا به امروز کشف بسیاری دیگر از ذرات بنیادی هستند. ساختار الکترونی اتم دارای یک نسخه جدید است.

اعتقاد بر این است که پروتون ها و نوترون، مهم نیست چقدر کوچک باشند، هستند تا از کوچکترین ذرات، که به نام ساخته شده است - کوارک. آنها یک مدل جدید برای اتم تشکیل می دهند. به محض این که دانشمندان شواهد جمع آوری برای وجود مدل قبلی است، و در حال حاضر آنها در تلاش برای اثبات وجود کوارک.

RTM - ابزار آینده

دانشمندان مدرن می توانید ببینید بر روی کامپیوتر خود را مانیتور ذرات اتمی ماده، و همچنین حرکت آنها را در سراسر سطح با استفاده از یک ابزار خاص است، که یک میکروسکوپ تونلزنی روبشی (RTM) نامیده می شود.

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. این یک ابزار کامپیوتری با نوک که با دقت بسیار نزدیکی سطح ماده حرکت می کند. وقتی که کاوشگر در حال حرکت است، الکترون از طریق فاصله بین نوک و سطح حرکت می کند. اگر چه مواد بسیار صاف به نظر می رسد، در واقع، آن را ناهموار در سطح اتمی است. کامپیوتر باعث می شود سطح کارت از مواد، ایجاد یک تصویر از ذرات آن، و دانشمندان، به طوری که می توانید از خواص اتم را مشاهده کنید.

ذرات رادیو اکتیو

یونهای بار منفی در اطراف هسته در یک فاصله به اندازه کافی بزرگ تبدیل شده است. ساختار اتمی مانند آن است که واقعا یک بی طرف هیچ بار الکتریکی چرا که تمام ذرات (پروتون، نوترون، الکترون) در تعادل هستند و.

اتم رادیواکتیو - یک عنصر است که می تواند به راحتی شکافته است. مرکز آن متشکل از بسیاری از پروتون و نوترون. تنها استثنا یک نمودار از یک اتم هیدروژن، که دارای یک پروتون است. هسته است که توسط یک ابری از الکترون احاطه شده، آن است جاذبه های خود باعث به چرخش در اطراف مرکز. پروتون همان اتهامات یکدیگر را دفع میکنند.

این یک مشکل برای بسیاری از ذرات کوچک، که در آن چند وجود ندارد. اما برخی از آنها ناپایدار است، به خصوص در اندازه بزرگ، مانند اورانیوم، که دارای 92 پروتون است. گاهی اوقات مرکز آن می توانید چنین بار تحمل نیست. رادیواکتیو، آنها به دلیل این واقعیت است که از هسته از خود ساطع ذرات بیشتر به نام. هنگامی که از هسته ناپایدار از پروتون آزاد، باقی مانده های فرعی جدید تشکیل می دهند. این ممکن است پایدار بسته به تعداد پروتون ها در هسته جدید، و می توان تقسیم کرد. این روند ادامه می یابد تا زمانی که هیچ هسته دختر با ثبات تر است.

خواص اتم

خواص فیزیکی و شیمیایی اتم به طور طبیعی از یک عنصر به دیگری متفاوت است. آنها با پارامترهای اساسی زیر تعریف شده است.

جرم اتمی. از آنجا که میکروذرات جای پایه پروتون ها و نوترون اشغال می کنند، سپس مجموع تعداد منجر می شود، است که در واحد جرم اتمی ابراز (آمو) فرمول: A = Z + N

شعاع اتمی است. شعاع وابسته به محل این عنصر در سیستم تناوبی از پیوند شیمیایی، مقدار اتمهای مجاور و عمل مکانیک کوانتومی است. شعاع هسته است صد هزار بار کوچکتر از شعاع این عنصر است. اتم ساختار ممکن است الکترون از دست داده و تبدیل به یک یون مثبت و یا اضافه کردن الکترون و تبدیل شدن به یون های منفی.

در جدول تناوبی مندلیف هر عنصر شیمیایی را اشغال جای اختصاص داده است. اندازه اتم افزایش می دهد جدول که در حال حرکت رو به پایین، و در هنگام حرکت از چپ به راست کاهش می یابد. زیر از این، کوچکترین عنصر - سزیم - هلیوم، و بالاترین است.

ظرفیت. لایه الکترونی خارجی خود یک اتم است که به نام نوار ظرفیت، و الکترون ها در آن به ترتیب به نام - الکترونهای ظرفیتی. تعداد آنها مشخص میکند که چگونه اتم به دیگر از طریق اتصال شیمیایی متصل می شود. راه برای ایجاد ریز آخرین تلاش برای پر کردن لایه ظرفیت بیرونی است.

جاذبه جاذبه - نیروی است که سیارات در مدار نگه می دارد، به دلیل آن را از دست اجسام در حال سقوط بر روی زمین صادر شده است. مرد دیگر نمی خواهد شاهد گرانش، اما اثر الکترومغناطیسی چند بار قوی تر است. نیرویی که جذب (یا نیز همین طور) ذرات باردار در اتم، 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 برابر قوی تر از گرانش در آن است. اما در مرکز از هسته است، هنوز هم یک نیروی قدرتمند قادر به نگه داشتن پروتون ها و نوترون با هم وجود دارد.

واکنش در هسته ایجاد انرژی در یک راکتور هسته ای، که در آن اتم شکافته شده است. هر چه عنصر سنگین تر، مقدار بیشتری از ذرات اتم های آن ساخته شده است. اگر شما اضافه کردن تعداد کل پروتون و نوترون در یک عنصر، ما از وزن خود را یاد بگیرند. به عنوان مثال، اورانیوم، سنگین ترین عنصر موجود در طبیعت، دارای وزن اتمی 235 و یا 238.

شکافت اتم به سطوح

سطوح انرژی اتم - مقدار فضای اطراف هسته، که در آن الکترون در حرکت است. در مجموع 7 اوربیتال مربوط به تعداد دوره در جدول تناوبی وجود دارد. کنترل از راه دور تر محل الکترون از هسته، ذخایر انرژی قابل توجهی بیشتر از آن نگه می دارد. دوره، تعداد نشان دهنده تعداد اوربیتال اتمی به دور هسته آن است. به عنوان مثال، پتاسیم - دوره عنصر 4، پس از آن را به یک سطح انرژی 4 اتم. عنصر شماره شیمیایی مربوط به شارژ خود را و تعداد الکترون به دور هسته.

اتم - منبع انرژی

احتمالا فرمول معروف ترین علمی کشف توسط فیزیکدان آلمانی انیشتین. او استدلال میکند که جرم چیزی جز شکلی از انرژی است. بر اساس این نظریه، ممکن است به نوبه خود ماده به انرژی و محاسبه شده توسط فرمول به عنوان آن را می توانید دریافت کنید. اولین نتیجه عملی تبدیل چنین تبدیل بمب اتمی که برای اولین بار در بیابان لوس آلاموس (ایالات متحده آمریکا) مورد آزمایش قرار گرفتند، و سپس منفجر بیش از شهرستانها ژاپنی است. و اگر چه تنها یک هفتم از مواد منفجره را به انرژی تبدیل می شود، قدرت تخریبی بمب اتمی وحشتناک بود.

برای انرژی هسته ای خود را منتشر کرد، آن باید نابود شود. به تقسیم آن، به خارج از نوترون عمل لازم است. سپس هسته متلاشی میشود دو نفر دیگر، سبک تر، ارائه یک نسخه بسیار عظیمی از انرژی. فروپاشی منجر به انتشار دیگر نوترون، و آنها همچنان به تقسیم هسته های دیگر. این فرایند به یک واکنش زنجیره ای تبدیل شده، و در نتیجه ایجاد مقدار زیادی از انرژی است.

جوانب مثبت و منفی با استفاده از یک واکنش هسته ای در زمان ما

قدرت تخریبی است، که در انتقال از ماده منتشر شد، انسان تلاش کرده است به اهلی نیروگاه های هسته ای. که در آن واکنش های هسته ای می گیرد نه به شکل یک انفجار، اما به عنوان یک دست دادن حرارت تدریجی.

انرژی هسته ای دارای جوانب مثبت و منفی آن است. به گفته دانشمندان، به منظور حفظ تمدن ما در سطح بالا، شما باید این منبع بزرگ از انرژی استفاده کنید. اما به خاطر داشته باشید این واقعیت است که حتی توسعه مدرن ترین می تواند امنیت کامل از نیروگاه های هسته ای را تضمین نمی کند. همچنین در تولید انرژی به دست آمده زباله های رادیو اکتیو تحت ذخیره سازی نامناسب ممکن است فرزندان ما برای ده ها هزار نفر از سال را تحت تاثیر قرار.

پس از آنکه مردم از حادثه چرنوبیل است تولید انرژی هسته ای برای بشریت بسیار خطرناک است. تنها کارخانه امن از این نوع خورشید با ظرفیت انرژی هسته ای بزرگ است. دانشمندان در حال توسعه مدل های مختلف از های خورشیدی، و احتمالا در آینده ای نزدیک، انسانیت بتوانند خود را با انرژی هسته ای امن فراهم خواهد بود.