Strukturo atomon. La energio niveloj de la atomo. Protonoj, neŭtronoj, elektronoj

La nomo "atomon" de greka signifas "nedividebla". Ĉio ĉirkaŭ ni - solidaj, likvaj kaj aero - estas konstruita el miliardoj da tiuj partikloj.

La apero de la versio de la atomo

Unue atomoj ĝi iĝis konata en la V jarcento aK, kiam la greka filozofo Demokrito proponis, ke afero konsistas el etaj partikloj moviĝas. Sed tiam tio ne estas ebla por kontroli la version de ilia ekzisto. Kaj kvankam neniu povis vidi tiuj partikloj, la ideo estis diskutita, ĉar la sola maniero sciencistoj povis klarigi la procezoj okazantaj en la reala mondo. Sekve, ili kredis je la ekzisto de mikro-partikloj longe antaŭ la tempo povis pruvi tiun fakton.

Nur en la XIX jarcento. analizita kiel ili iĝis la plej malgranda ero kemiaj elementoj havi specifajn proprietojn atomoj - la kapablo kunigi kun aliaj kunmetaĵoj en strikte designado kvanto. Komence de la XX jarcento oni kredis ke atomoj - la minimumon partikloj de materio, ankoraŭ ne estis pruvita ke ili estas kunmetitaj de eĉ pli malgrandaj unuoj.

Kio estas kemia elemento?

Atom de la kemia elemento - la mikroskopa konstruaĵo bloko de materio. La difinanta karakterizo de la microparticles iĝi la molekula maso de la atomo. Nur la malkovro de la perioda leĝo de Mendelejev estas racia, ke iliaj opinioj estas diversaj formoj de unu materialo. Ili estas tiel malgrandaj ke ili ne povas vidi uzante konvencia mikroskopoj, nur la plej potencaj elektronikaj aparatoj. Por komparo, la haroj de homa mano estas milionoj da fojoj pli granda.

La elektronika strukturo de la atomo havas kernon formis de protonoj kaj neŭtronoj, kaj elektronoj, kiu rondiras ĉirkaŭ la centro de regula orbitoj kiel planedoj ĉirkaŭ la steloj. Ili ĉiuj kuntenata de la elektromagneta forto, unu el la supraj kvar en la universo. Neŭtronoj - neŭtrala zorge partikloj, dotitaj per pozitivaj protonoj kaj elektronoj - negativaj. Lastaj altiris al la pozitivaj protonoj, do ili emas resti en orbito.

La strukturo de atomo

En la centra parto havas kernon parto kiu plenigas la minimuma tuta atomo. Sed studoj montras ke preskaŭ la tuta maso (99,9%) situas en ĝi. Ĉiu atomo enhavas protonoj, neŭtronoj, elektronoj. La nombro de giratorio elektronoj en ĝi egalas la pozitiva centra zorge. Partikloj kun la sama zorge Z kerno sed malsama atompezo A kaj la nombro de neŭtronoj en la kerno nomiĝas N izotopoj kaj samtempe A kaj malsama Z kaj N - izobaroj. Elektronika - minimuma partiklo substanco kun negativa elektra ŝargo e = 1.6 x 10-19 kulomboj. Ion zorge determinas la nombron da perditaj aŭ gajnante elektronoj. Procezo metamorfosis neŭtrala atomo en ŝargita jono nomiĝas ionización.

La nova versio de la modelo de la atomo

Fizikistoj malkovris ĝis nun estas multaj aliaj elementaj partikloj. La elektronika strukturo de la atomo havas novan version.

Oni kredas ke la protonoj kaj neŭtronoj, kiel ajn malgranda ili estas, konsistas el la plej malgranda eroj, kiuj estas nomataj - kvarkoj. Ili konsistigis novan modelon por la atomo. Tuj kiam sciencistoj kolekti indicon por la ekzisto de la antaŭa modelo, kaj nun ili provas pruvi la ekziston de kvarkoj.

RTM - la estonteco instrumento

Modernaj sciencistoj vidas en via komputilo monitoro atoma partikloj de materio, kaj ankaŭ movante ilin trans la surfaco uzante specialan ilon, kiu nomiĝas skana tunelo mikroskopo (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Estas komputilizita ilo kun beko kiu moviĝas tre zorge proksime de la surfaco de la materialo. Kiam la enketo estas movanta, elektronoj movi tra la breĉo inter la pinto kaj la surfaco. Kvankam la materialo aspektas tre glata, fakte, estas malebena ĉe la atoma nivelo. La komputilo igas la karton surfaco de la materialo, krei bildon de liaj eroj, kaj sciencistoj, tiel povas vidi la proprietojn de la atomo.

radioaktivaj eroj

Negative ŝargitaj jonoj estas turniĝis la kernon ĉe sufiĉe granda distanco. Atoma strukturo tia, ke ĝi estas vere neŭtrala kaj havas neniun elektran ŝargon, ĉar ĉiuj eroj (protonoj, neŭtronoj, elektronoj) estas en ekvilibro.

La radioaktiva atomo - estas elemento kiu povas esti facile fendis. Lia centro konsistas de multaj protonoj kaj neŭtronoj. Nur escepto estas figuro de atomo de hidrogeno, kiu havas ununuran protono. La kerno estas ĉirkaŭita de nubo de elektronoj, estas ilia altiro estas kaŭzita turni ĉirkaŭ la centro. Protonojn sama akuzojn repeler alia.

Ĉi tio ne estas problemo por la plimulto malgrandaj partikloj, en kiuj estas pluraj. Sed iuj el ili estas malstabila, precipe en la granda grandeco, kiel ekzemple uranio, kiu havas 92 protonojn. Foje ĝia centro ne povas rezisti tian ŝarĝoj. Radioaktiva, ili estas nomataj pro la fakto ke ili elsendas pli eroj de ĝia nukleo. Unufoje liberigita de la malstabila kerno de protonoj, la ceteraj konsistigis novan filion. Eble stabilan depende de la nombro de protonoj en la nova kerno, kaj povas esti dividita plu. Tiu procezo daŭras ĝis estas ne pli stabilan filino nukleo.

La proprietoj de atomoj

Fizika-kemiaj proprietoj de la atomo nature varias de unu elemento al alia. Ili estas difinita de la sekva baza parametroj.

Atoma maso. Ekde la baza loko microparticles okupi protonoj kaj neŭtronoj, do la sumo de la nombro de dratoj, kiuj estas esprimita en atoma maso unuoj (amu) Formulo: A = Z + N.

La atoma radiuso. La radiuso dependas de la loko de la elemento en la perioda sistemo de la kemia ligo, la kvantoj de najbaraj atomoj kaj kvantuma mekanika ago. radiuso de la kerno estas cent mil fojojn pli malgranda ol la radiuso de la elemento. Strukturo atomon povas perdi elektronojn kaj konvertita en pozitiva jono aŭ aldoni elektronojn kaj fariĝi negativaj jonoj.

En la perioda tabelo de Mendeleev ajna kemia elemento okupas ĝia asignita loko. Tablo atomon grandeco pliigas kiam movas al sube, kaj ĝi malpliigas movinte de maldekstre dekstren. Sekvante tion, la plej malgranda elemento - estas heliumo, kaj la plej alta - cezio.

Valence. La ekstera elektrona ŝelo de atomo estas nomita la valenta bendo kaj la elektronoj en ĝi nomas respektive - la elektronoj de valencia. Ilia nombro precizigas kiel atomo estas konektita al aliaj per kemiaj ligoj. Vojo krei microparticles lasta provo por plenigi iliajn eksterajn valenta ŝelo.

Gravito altiro - estas la forto kiu tenas la planedoj en orbito, ĉar ĝi eliĝis el la manoj de objektoj falas sur la planko. Viro ne plu vidas gravito, sed la elektromagneta efiko estas multoble pli potenca. La forto, kiu altiras (aŭ efikas) la eroj ŝarĝitaj en la atomo, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 fojojn pli potenca ol gravito en ĝi. Sed en la centro de la kerno, estas ankoraŭ potencan forton kapablas tenante protonoj kaj neŭtronoj kune.

La reagoj en la kernoj produkti energion en nukleaj reaktoroj, kiuj disiĝis atomoj. La pli pezaj la elemento, la pli grandaj kvantoj de eroj konstruita lia atomoj. Se vi aldonas la tutan numeron de protonoj kaj neŭtronoj en elemento, ni lernas de sia pezo. Ekzemple, uranio, la plej peza elemento ekzistantaj en naturo, havas atoma pezo de 235 aŭ 238.

Fisio de la atomo al la nivelojn

La energio niveloj de la atomo - Estas la kvanto de spaco ĉirkaŭ la kerno, kie la elektrono estas en moviĝo. Totale estas 7 orbitales responda al la nombro de periodoj en la perioda tabelo. Ju pli foraj la lokon de la elektrono de la kerno, des pli signifa energio rezervoj ĝi tenas. Periodo, la nombro indikas la numeron de orbitales atomaj ĉirkaŭ ĝia kerno. Ekzemple, la kalio - elemento 4 periodo, do ĝi havas 4 atomon energio niveloj. Nombro kemia elemento respondas al lia mastro kaj la numero de elektronoj ĉirkaŭ la nukleo.

Atom - la energifonto

Probable la plej fama scienca formulo malkovrita de la germana fizikisto Einstein. Ŝi argumentas ke maso estas nur formo de energio. Laŭ ĉi tiu teorio, ĝi eblas turni afero en energio kaj kalkulita per la formulo kiel ĝi povas akiri. La unua praktika rezulto de tia konvertiĝo iĝi atombomboj kiuj estis unua provita en la dezerto Alamos (Usono), kaj poste detonaciis super japanaj urboj. Kaj kvankam nur seponon de la eksploda konvertitaj en energion, detrua potenco de la atoma bombo estis terure.

Al la kernon liberigis lian energion, ĝi devas esti detruita. Dividi ĝin, necesas agi ekster la neŭtrono. Tiam la nukleo diseriĝas en du aliaj, pli malpeza, provizante grandegan liberigon de energio. La kolapso kondukas al la liberigo de aliaj neŭtronoj, kaj ili daŭre disigis aliaj kernoj. La procezo estas konvertita en ĉeno reago, rezultante en kreado grandegan kvanton de energio.

Avantaĝoj kaj malavantaĝoj de uzi nuklean reagon en nia tempo

Detrua povo, kiu estas liberigita en la transformo de materio, la homaro estis klopodante dresi la nukleaj instaladoj. Kie la nuklea reago okazas ne en la formo de eksplodo, sed kiel laŭgrada liberigo de varmeco.

Nuklea energio havas liajn avantaĝojn kaj contras. Laŭ sciencistoj, por subteni nian civilizacio je alta nivelo, vi devas uzi tiun grandan fonton de energio. Sed memoru la fakto ke eĉ la plej moderna disvolviĝo ne povas garantii kompletan sekurecon de nuklea energio. Ankaŭ akiris en la produktado de energio radioaktiva rubo sub malĝustaj stokado povas tuŝi niaj posteuloj por dekoj da miloj da jaroj.

Post la Ĉernobila akcidento pli da homoj estas la produktado de nuklea energio estas tre danĝera por la homaro. La nura sekura planto de tiu speco estas la suno kun ĝia grandega nuklea energio kapacito. Sciencistoj disvolvas diversajn modelojn de sunaj baterioj, kaj eble en proksima estonteco, la homaro povos provizi sin per sekura nuklea energio.