Struktuuri aatom. Energiatasemete aatomi. Prootonid, neutronid, elektronid

Nime "aatom" kreeka tähendab "jagamatu". Kõik meie ümber - tahkete ainete, vedelike ja õhu - on ehitatud miljardeid need osakesed.

Välimus versiooni aatom

Esimese aatomite ta sai teada, et V sajandil eKr, mil Kreeka filosoof Demokritos ettepaneku, et tähtis koosneb väikestest osakestest liigub. Aga siis ei olnud võimalik kontrollida versiooni oma olemasolu. Ja kuigi keegi ei näe neid osakesi, idee arutati, sest ainus viis teadlased võivad seletada toimuvate protsesside reaalses maailmas. Seetõttu nad uskusid olemasolu mikro-osakesi kaua enne kui suutsid tõestada seda fakti.

Ainult XIX sajandil. analüüsida, kui nad said väiksemaid komponendi keemilised elemendid, millel on spetsiifilised omadused aatomit - võime ühineda teiste ühendite rangelt määratud summa. Alguses XX sajandil arvati, et aatomid - minimaalne aineosakeste, ei ole veel tõestatud, et nad koosnevad isegi väiksemad üksused.

Mis on keemiline element?

Atom keemilise elemendi - mikroskoopiline ehituskivi tähtis. Omaseks tunnuseks mikroosakesi muutunud molekulmass aatom. Ainult avastamisest perioodilise seadus Mendelejevi mõistlik, et nende vaated on erinevad vormid ühest materjalist. Nad on nii väike, et nad ei saa vaadelda, kasutades tavapäraseid mikroskoobid, vaid kõige võimsam elektroonilisi seadmeid. Võrdluseks, juuksed mehe käsi on miljon korda suurem.

Elektroonilise struktuuri aatom on tuum koosneb prootonitest ja neutronite ja elektronide, mis keerleb keskus regulaarselt tiirleb nagu planeedid ümber oma tähte. Kõik nad on tagatud elektromagnetiline jõud, mis on üks top nelja universumis. Neutronit - osakesed see neutraalse laeng, prootonid on õnnistatud positiivsed ja elektronid - negatiivne. Viimased huvitatud positiivselt laetud prootonid, et nad kipuvad jääma orbiidil.

Struktuuri aatomiga

Keskosas on tuum täites minimaalne osa kogu aatom. Kuid uuringud näitavad, et peaaegu kogu mass (99,9%) asub see. Iga aatom sisaldab prootoneid, neutroneid, elektronid. Arv uuenevad elektronid on võrdne positiivse Kesk eest. Osakesi sama laenguga Z tuumas kuid erinevad aatommass A ja mitmeid neutroneid tuumas nimetatakse N isotoope ja samal A ja teist Z ja N - isobars. Electron - minimaalne osakese aine negatiivse elektrilaengu e = 1,6 × 10-19 kulonites. Ion eest määrab arvu kaotatud või saada elektronid. Meetod moondumist neutraalne aatom laetud ioonide nimetatakse ionisatsiooni.

Uus versioon mudel aatomi

Füüsikud on seni avastatud palju teisi elementaarosakeste. Elektroonilise struktuuri aatom on uus versioon.

Arvatakse, et prootonid ja neutronid, ükskõik kui väike see võib olla koosnevad väikseim osakesi, mida kutsutakse - kvarke. Nad kujutavad endast uut mudelit aatomi. Niipea kui teadlased koguda tõendeid olemasolu eelmise mudeli ja nüüd nad üritavad tõendada kvargid.

RTM - tulevase vahendi

Modern teadlased näevad arvutiekraanil aatomi aineosakeste, samuti liigub neid kogu pinnale, kasutades spetsiaalset tööriista, mida nimetatakse skaneerimine tunnelmikroskoop (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Tegemist on arvutipõhise tööriista otsa, et liigub väga hoolikalt pinna lähedal materjali. Kui otsa liigutab, elektronid liikuda vahe tipu ja pinna. Kuigi materjali tundub väga sile, tegelikult on ebaühtlane atomaarsel tasemel. Arvuti muudab kaardi materjali pind, mis tekitab kujutise osakestel ja teadlased, nii saab näha omadusi aatom.

radioaktiivsete osakeste

Negatiivselt laetud ioonid pöördus ümber tuuma piisavalt suur vahemaa. Aatomi struktuuri nii, et see on tõesti neutraalne ja ei ole elektrilaengut, sest kõik osakesed (prootonid, neutronid, elektronid) on tasakaalus.

Radioaktiivne aatom - on element, mida saab kergesti lõhustada. Selle keskus koosneb paljudest prootonid ja neutronid. Ainsaks erandiks on diagramm vesinikuaatom, millel on ühtne prootoni. Tuum on ümbritsetud pilv elektronid, see on nende atraktiivsust pöörlema ümber keskele. Prootoneid samas süüdistuses tõukuvad.

See ei ole probleem enamiku väikesed osakesed, milles on mitu. Aga mõned neist on ebastabiilne, eriti suured, nagu uraan, mis on 92 prootonit. Mõnikord keskel ei suuda taluda sellist lasti. Radioaktiivne, neid nimetatakse asjaolu tõttu, mis tekitavad rohkem osakeste eemaldamiseks selle tuuma. Kui vabastatud ebastabiilsest tuumast prootonite, ülejäänud moodustavad uue tütarettevõtte. See võib olla stabiilne sõltuvalt prootonite arv uutes tuuma ja saab jagada veelgi. See protsess jätkub, kuni ei ole enam stabiilne tütar tuuma.

Omaduste aatomit

Füüsikalis-keemilised omadused aatom looduslikult erineda ühelt elemendilt teisele. Nad on määratletud järgmised põhiparameetrid.

Aatommass. Kuna põhi koha mikroosakesi hõivata prootonite ja seejärel summa mitmeid juhtmetega, mis väljendub aatommassiühikut (amu) valemiga: A = Z + N.

Aatomimassist raadiusega. Raadius sõltub asukohast element perioodilisuse süsteemi keemilise sideme, summad naaberaatomi ja kvantmehaaniline action. raadiuses tuumas on sada tuhat korda väiksemad kui raadius element. Struktuur aatom võib kaotada elektrone ja muundada positiivne ioon või lisada elektrone ja muutuvad negatiivseid ioone.

In perioodilise tabeli Mendelejev keemilised elemendid hõivab selle määratud kohas. Tabel aatomi suuruse suurendab siirdumisel allapoole ning väheneb liikudes vasakult paremale. Pärast selle, väikseim element - on heelium ja kõrgeim - tseesium.

Valence. Välimine Elektronkiht aatomi nimetatakse valents bänd, ja elektronid nimetatakse vastavalt - valentstsoonis elektrone. Nende arv määratakse kindlaks, kuidas aatom on seotud teiste via keemilise sideme. Viis luua mikroosakesi viimane katse täita oma välimise valents kest.

Gravity atraktiivsus - on jõud, mis hoiab planeete orbiidil, sest see on välja antud käest kukkuvate esemete korrusel. Man enam näeb raskust, kuid elektromagnetilise mõju on mitu korda võimsam. Jõudu, mis meelitab (või tõrjub) Laetud osakesed aatom 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 korda võimsam kui gravitatsiooni ta. Aga kesklinnas tuum on endiselt võimas jõud, mis võimaldavad hoida prootonid ja neutronid koos.

Reaktsioonid tuumades luua energia tuumareaktorites, kus aatomid on lõhestunud. Mida raskem on element, suuremas koguses osakesi ehitatud selle aatomit. Kui lisate kuni koguarvust prootonid ja neutronid Elemendi, me õpime oma kaalu. Näiteks uraan, raskema elemendi esinevad looduses, on aatommass 235 või 238.

Lõhustumine aatomi tasemeteni

Energiatasemete aatomiga - on palju ruumi ümber tuuma, kus elektronide liikumise. Kokku on 7 orbitaalidest vastab perioodide arvu perioodilisuse tabeli. Kaugemates asukoha elektronide tuumast, seda suurem on varuenergiaks tal. Periood arv näitab, mitu orbitaalide ümber tuuma. Näiteks Kaalium - element 4 perioodi, see tähendab, et ta on 4 energia taset aatomi. Number keemilise elemendi vastab selle eest ja elektronide arvu tuuma ümbruses.

Atom - energiaallikas

Tõenäoliselt kuulsaim teaduslik valem avastas Saksa füüsik Einstein. Ta väidab, et mass on vaid energia kujul. Selle põhjal teooria, siis on võimalik pöörduda asja energiaks ja arvutatakse valemiga, sest see võib saada. Esimene praktiline tulemus sellise ümberkujundamise muutunud Aatompommiplahvatuse et testitud kõigepealt kõrbes Los Alamose (Ameerika Ühendriigid), ja siis lõhkeda üle Jaapani linnades. Ja kuigi vaid seitsmendik lõhkeaine ümber energia, hävitusjõud tuumapomm oli jube.

Et tuum avaldas energia, tuleb see hävitada. Jagada seda on vaja tegutseda väljaspool neutron. Siis tuuma laguneb kaheks muud, kergem, pakkudes tohutu energia vabanemine. Kokkuvarisemine viib vabastamist teiste neutronite ja nad jätkavad poolitama tuumade. Protsess viiakse ahelreaktsiooni, mille tulemusena luuakse tohutul hulgal energiat.

Plussid ja miinused Kasutades tuumareaktsiooni meie aja

Hävitusjõud, mis vabaneb ümberkujundamine tähtis, inimkond on püüdnud taltsutada tuumaelektrijaamad. Kui tuumareaktsiooni toimub mitte kujul plahvatus, kuid järk-järgult soojuse eraldumisega.

Tuumaenergia on oma plussid ja miinused. Teadlaste sõnul, et säilitada meie tsivilisatsiooni kõrgel tasemel, siis tuleb kasutada seda suurt energiaallikana. Kuid pidage meeles, et isegi kõige kaasaegsemat ei suuda piisavalt tagada täielikku turvalisust tuumaelektrijaamade. Ka saadud energia tootmine radioaktiivsete jäätmete all ebaõigest hoidmisest võib mõjutada meie järeltulijad kümneid tuhandeid aastaid.

Pärast Tšernobõli katastroofi rohkem inimesi on tuumaenergia tootmisel on väga ohtlik inimkonnale. Ainus ohutu taim selline on päike tema suur tuumaenergia võimsuse. Teadlased arendavad erinevate mudelite päikesepatareide, ja võib-olla lähitulevikus, inimkonna saavad pakkuda end ohutu tuumaenergia.