Struktura atoma. Razina energije iz atoma. Protoni, neutroni, elektroni

Naziv „atom” s grčkog znači „nedjeljiv”. Svuda oko nas - krute tvari, tekućine i zraka - izgrađen je od milijardi tih čestica.

Pojava verziji atoma

Prije atoma je postao poznat u V. stoljeću prije Krista, kada je grčki filozof Demokrit je predložio da je materija sastavljena od sitnih čestica kreću. No, tada nije bilo moguće provjeriti verziju svog postojanja. I premda nitko nije mogao vidjeti ove čestice, ideja se raspravljalo, jer je jedini način znanstvenici mogu objasniti procese koji nastaju u stvarnom svijetu. Dakle, oni su vjerovali u postojanje mikro-čestica dugo prije vremena bili u stanju dokazati tu činjenicu.

Tek u XIX stoljeću. analizirani kao što su postali su najmanje sastavne kemijski elementi imaju specifična svojstva atoma - sposobnost pridružiti s drugim spojevima u strogo određenog iznosa. Početkom XX stoljeća vjerovalo se da atomi - minimalne čestice materije, još nije dokazano da su sastavljene od čak manje jedinice.

Što je kemijski element?

Atom u kemijskom elementu - mikroskopski gradbeni blok materije. Definiranje karakteristika mikročestica postati molekulska masa atoma. Samo otkriće periodnog zakona Mendeljejev je razumno da su njihovi pogledi su različitih oblika jednog materijala. Oni su toliko mali da ih se ne može vidjeti koristeći uobičajene mikroskope, samo najmoćniji elektronski uređaji. Za usporedbu, kosa čovjekove ruke je milijun puta veća.

Elektronska struktura atoma ima jezgru sastavljenu od protona i neutrona i elektrona koji se vrti oko centra na redovitim orbitama poput planeta oko svojih zvijezda. Oni svi drže zajedno elektromagnetske sile, jedan od najboljih četiri u svemiru. Neutroni - neutralni naboj čestice, obdareni pozitivnim protona i elektrona - negativne. Nedavna privlače pozitivno nabijenih protona, tako da oni imaju tendenciju da ostanu u orbiti.

Struktura atoma

U središnjem dijelu ima osnovni dio koji ispunjava minimalne ukupne atom. No, istraživanja pokazuju da gotovo cijela masa (99,9%) se nalazi u njemu. Svaki atom sadrži protone, neutrone, elektrone. Broj revolving elektrona u njoj jednaka je pozitivnom središnjem naknade. Čestica s istim punjenja jezgre Z, ali različite atomske mase A i broju neutrona u jezgri nazivaju N izotope i isto A i različiti Z i N - izobare. Elektronička - minimalna tvar čestica s negativnom električnom naboju e = 1.6 x 10-19 coulombs. Ion punjenja određuje broj izgubljenih ili dobivanjem elektrona. Postupak metamorfoze neutralan atom u nabijen ion naziva ionizacija.

Nova verzija modela atoma

Fizičari su otkrili do sada mnoge druge elementarne čestice. Elektronska struktura atoma ima novu verziju.

Smatra se da su protoni i neutroni, bez obzira kako mali oni mogu biti sastavljeni od najmanjih čestica, koje se zovu - kvarkova. Oni predstavljaju novi model za atomu. Čim znanstvenici prikupljanje dokaza za postojanje prethodnog modela, a sada pokušavaju dokazati postojanje kvarkova.

RTM - budućnost s instrumentima

Moderni znanstvenici mogu vidjeti na monitoru računala atomske čestice materije, kao i da ih se kreće po površini pomoću posebnog alata, koji se zove skeniranje tuneliranje mikroskop (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. To je računalni alat sa vrhom koji se kreće vrlo pažljivo blizu površine materijala. Kada je sonda kreće, elektroni se kreću kroz prostor između vrha i površine. Iako je materijal izgleda vrlo glatka, u stvari, to je neujednačena na atomskoj razini. Računalo čini površinu kartice materijala, stvarajući sliku svojih čestica i znanstvenika, tako da mogu vidjeti svojstva atoma.

radioaktivne čestice

Negativno nabijeni ioni se okrene oko jezgre na dovoljno velikoj udaljenosti. Atomska struktura, kao da je to zaista neutralan i nema električnog naboja, jer su sve čestice (protona, neutrona, elektrona) u ravnoteži.

Radioaktivni atom - je element koji se može lako odcijepiti. Njegov centar se sastoji od mnogo protona i neutrona. Iznimka je dijagram atoma vodika, koji ima jedan proton. Jezgra je okružena oblakom elektrona, to je njihova privlačnost će se rotiranjem oko centra. Protoni isti naboji odbijaju jedni druge.

To nije problem za većinu malih čestica, u kojima postoji nekoliko. No, neki od njih su nestabilni, posebno u velike veličine, kao što su uran, koji ima 92 protona. Ponekad njegovo središte ne može izdržati takva opterećenja. Radioaktivni, oni su pozvani zbog činjenice da emitiraju više čestica iz njegove jezgre. Jednom oslobođen nestabilne jezgre protona, preostali predstavlja novu podružnicu. To može biti stabilan, ovisno o broju protona u novom kernelu, a može se dalje podijeliti. Ovaj proces se nastavlja sve dok više ne postoje stabilni kći jezgra.

Svojstva atoma

Fizikalno-kemijska svojstva atomom naravno varirati od jednog elementa na drugi. Oni su definirani sljedećim osnovnim parametrima.

Atomska masa. Budući da su osnovni mjesto zauzimaju mikročestice protona i neutrona, zatim zbroj broju vodi, koja se izražava u atomskih jedinica mase (amu), formula: A = Z + N.

Atomska radijus. Polumjer ovisi o položaju elementa u periodnom sustavu kemijske veze, količina susjednih atoma i kvantni mehaničkim djelovanjem. radijus jezgre je sto tisuća puta manji od radijusa elementa. Struktura atoma može izgubiti elektrone i pretvoriti u pozitivan ion ili dodati elektrone i postaju negativni ioni.

U periodnom sustavu Mendeljejev bilo koji kemijski element koji zauzima svoje dodijeljena mjesto. Veličina Tablica atom povećava kada se kreće prema dolje, a smanjuje kada se kreće s lijeva na desno. Polazeći od toga, najmanji element - je helij, a najviša - cezij.

Valencija. Vanjska školjka elektron atoma naziva valencija sastav i elektroni u njemu nazvan odnosno - valencija elektrona. Njihov broj određuje koliko atom je povezan s drugima putem kemijskog vezivanja. Način za stvaranje mikročestice posljednji pokušaj da ispuni svoju vanjsku valentni ljuske.

Gravitacija atrakcija - je sila koja drži planete u orbiti, jer izdana od ruke predmeta koji padaju na pod. Čovjek više ne vidi ozbiljnost, ali elektromagnetski efekt je mnogo puta snažnije. Sila koja privlači (ili odbija) nabijenih čestica u atomu 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 puta snažniji od gravitacije u njemu. No, u središtu jezgre, još uvijek moćna sila sposoban za držanje protona i neutrona zajedno.

Reakcije u jezgri stvaranje energije u nuklearnom reaktoru, gdje se cijepa atomi. Teži element, veća količina čestica izgrađena na atome. Ako zbrojiti ukupan broj protona i neutrona u elementu, doznajemo od njegove težine. Na primjer, urana, najteži element koji postoji u prirodi, ima atomsku masu od 235 ili 238.

Fisija atoma na razine

Razina energije atomom - je količina prostora oko jezgre, gdje je elektron u pokretu. Ukupno ima 7 orbitale odgovaraju broju razdoblja u periodnom sustavu. Više daljinski položaj elektrona iz jezgre, više značajne energetske rezerve drži. Razdoblje, broj označava broj orbitale oko njegove jezgre. Na primjer, kalijev - vrijeme elementa 4, onda ima razinu 4 atoma energije. Broj kemijski element odgovara na naknadu i broju elektrona oko jezgre.

Atom - izvor energije

Vjerojatno najpoznatiji znanstveni formulu otkrio njemački fizičar Einstein. Ona tvrdi da je masa ništa drugo nego oblik energije. Na temelju ove teorije, moguće je pretvoriti stvar u energiju, a izračunava se pomoću formule kao što mogu dobiti. Prva praktična posljedica takve pretvorbe postaju atomske bombe koje su prvo ispitani u pustinji Los Alamos (SAD), a zatim detonirao nad japanskim gradovima. I iako je samo jedna sedmina od eksploziva pretvara u energiju, destruktivna snaga atomske bombe bio je strašno.

Za jezgra izdao svoju energiju, ona mora biti uništen. Da biste ga podijeliti, potrebno je djelovati izvan neutrona. Tada je jezgra se raspada na dva druga, lakša, pružajući veliku oslobađanje energije. Kolaps dovodi do oslobađanja drugih neutrona, a oni i dalje podijeljena druge jezgre. Postupak se pretvara u lančane reakcije, što rezultira u stvaranju velike količine energije.

Pro i kontra od korištenja nuklearne reakcije u našem vremenu

Destruktivna snaga, koji je objavljen u transformaciji materije, čovječanstvo je pokušavao ukrotiti nuklearnih elektrana. Ako je nuklearna reakcija odvija ne u obliku eksplozije, ali kao postupni gubitak topline.

Nuklearna energija ima svoje prednosti i mane. Prema znanstvenicima, kako bi održali našu civilizaciju na visokoj razini, morate koristiti ovaj veliki izvor energije. No, imajte na umu činjenicu da je čak i najmoderniji razvoj ne može jamčiti potpunu sigurnost nuklearnih elektrana. Isto tako dobiveni u proizvodnji energije radioaktivnog otpada pod nepravilnog skladištenja može utjecati na naše potomke za nekoliko desetaka tisuća godina.

Nakon nesreće u Černobilu više ljudi je proizvodnja nuklearne energije je vrlo opasno za čovječanstvo. Jedina sigurna biljka ove vrste je sunce sa svojim ogromnim kapacitetom nuklearne energije. Znanstvenici razvijaju različite modele solarnih baterija, a možda u bliskoj budućnosti, čovječanstvo će biti u mogućnosti da se pružiti sigurnu nuklearnu energiju.