Atom struktur. Tahap tenaga atom. Proton, neutron, elektron

Nama "atom" daripada bahasa Greek bermaksud "dibahagikan". Di sekeliling kita - pepejal, cecair dan udara - dibina daripada berbilion-bilion zarah ini.

Kemunculan versi atom

Pertama atom ia menjadi terkenal dalam abad V SM, apabila ahli falsafah Yunani Democritus mencadangkan perkara itu terdiri daripada zarah halus bergerak. Tetapi kemudian ia tidak mungkin untuk memeriksa versi kewujudan mereka. Dan walaupun tidak ada yang dapat melihat zarah ini, idea yang telah dibincangkan, kerana satu-satunya saintis cara boleh menjelaskan proses yang berlaku dalam dunia sebenar. Oleh itu, mereka percaya kepada kewujudan mikro-zarah lama sebelum masa yang dapat membuktikan fakta ini.

Hanya pada abad XIX. dianalisis selepas mereka berjaya menjadi unsur-unsur kimia juzuk kecil yang mempunyai sifat-sifat tertentu atom - keupayaan untuk bergabung dengan sebatian lain dalam jumlah yang ketat ditetapkan. Pada awal abad XX, ia dipercayai bahawa atom - zarah minimum perkara, belum lagi membuktikan bahawa mereka adalah terdiri daripada unit yang lebih kecil.

Apa adalah unsur kimia?

Atom unsur kimia - blok bangunan mikroskopik jirim. Ciri penentu dalam microparticles menjadi jisim molekul atom. Hanya penemuan undang-undang berkala munasabah bahawa pandangan mereka pelbagai bentuk Mendeleev satu material. Mereka begitu kecil bahawa mereka tidak boleh dilihat menggunakan mikroskop konvensional, hanya peranti elektronik yang paling berkuasa. Sebagai perbandingan, rambut tangan manusia adalah satu juta kali lebih besar.

Struktur elektronik atom mempunyai nukleus terdiri daripada proton dan neutron, dan elektron, yang berkisar tengah pada orbit biasa seperti planet-planet di bintang mereka. Mereka semua dipegang bersama oleh daya elektromagnet, salah satu daripada empat bahagian di alam semesta. Neutron - zarah caj neutral, dikurniakan dengan proton yang positif dan elektron - negatif. Baru-baru ini tertarik dengan proton bercas positif, jadi mereka lebih cenderung untuk tinggal di orbit.

Struktur atom

Di bahagian tengah mempunyai bahagian teras yang mengisi jumlah atom yang minimum. Tetapi kajian menunjukkan bahawa hampir keseluruhan massa (99.9%) terletak di dalamnya. Setiap atom mengandungi proton, neutron, elektron. Bilangan elektron berputar di dalamnya adalah sama dengan caj pusat positif. Zarah dengan sama caj Z nukleus tetapi berbeza atom massa A dan bilangan neutron dalam nukleus dipanggil N isotop dan di A sama dan Z yang berbeza dan N - isobar. Elektronik - bahan zarah minimum dengan negatif elektrik caj e = 1.6 x 10-19 coulombs. caj ion menentukan jumlah yang hilang atau mendapat elektron. Proses metamorfosis atom neutral dalam ion yang bercas dipanggil pengionan.

Versi baru model atom

Ahli fizik telah menemui setakat ini banyak zarah asas lain. Struktur elektronik atom mempunyai versi baru.

Adalah dipercayai bahawa proton dan neutron, tidak kira betapa kecil mereka berada, terdiri daripada zarah yang paling kecil, yang dipanggil - kuark. Mereka membentuk satu model baru bagi atom. Sebaik sahaja saintis mengumpul bukti bagi kewujudan model sebelumnya, dan kini mereka cuba untuk membuktikan kewujudan kuark.

RTM - instrumen masa depan

saintis moden boleh melihat pada komputer anda memantau zarah atom bahan, serta menggerakkan mereka seluruh permukaan menggunakan alat khas, yang dipanggil mikroskop imbasan terowong (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Ia adalah alat yang berkomputer dengan hujung yang bergerak dengan berhati-hati berhampiran permukaan bahan. Apabila siasatan akan berpindah, elektron bergerak melalui jurang antara hujung dan permukaan. Walaupun bahan yang kelihatan sangat licin, sebenarnya, ia adalah tidak sekata di peringkat atom. komputer menjadikan permukaan kad bahan, mewujudkan imej zarah, dan ahli-ahli sains, sehingga dapat melihat sifat-sifat atom.

zarah radioaktif

ion bercas negatif dihidupkan sekitar teras pada jarak yang cukup besar. struktur atom itu bahawa ia adalah benar-benar yang neutral dan tidak mempunyai cas elektrik kerana semua zarah (proton, neutron, elektron) berada dalam keseimbangan.

Atom radioaktif - adalah satu elemen yang boleh dengan mudah melekang. tengahnya terdiri daripada banyak proton dan neutron. Satu-satunya pengecualian ialah gambar rajah daripada atom hidrogen, yang mempunyai proton tunggal. nukleus dikelilingi oleh awan elektron, ia adalah tarikan mereka adalah disebabkan untuk berputar di sekitar pusat. Proton tuduhan yang sama menolak antara satu sama lain.

Ini bukan satu masalah bagi kebanyakan zarah kecil, di mana terdapat beberapa. Tetapi sebahagian daripada mereka adalah tidak stabil, terutama dalam saiz yang besar, seperti uranium, yang mempunyai 92 proton. Kadang-kadang pusatnya tidak boleh menahan beban tersebut. Radioaktif, mereka dipanggil kerana fakta yang mengeluarkan lebih zarah dari nukleusnya. Sebaik bebas daripada nukleus yang tidak stabil proton, selebihnya merupakan sebuah anak syarikat baru. Ia mungkin stabil bergantung kepada bilangan proton dalam kernel baru, dan boleh dibahagikan lagi. Proses ini berterusan sehingga tiada anak perempuan nukleus lebih stabil.

Sifat-sifat atom

sifat-sifat fiziko-kimia atom secara semula jadi berbeza-beza dari satu unsur yang lain. Ia ditakrifkan oleh parameter asas berikut.

Jisim atom. Sejak tempat microparticles asas menduduki proton dan neutron, maka jumlah jumlah lead, yang dinyatakan dalam unit jisim atom (amu) Formula: A = Z + N.

Jejari atom. jejari adalah bergantung kepada lokasi unsur dalam sistem berkala bon kimia, jumlah atom jiran dan tindakan mekanikal kuantum. jejari nukleus adalah seratus ribu kali lebih kecil daripada jejari unsur. Struktur atom boleh kehilangan elektron dan ditukar menjadi ion positif atau menambah elektron dan menjadi ion negatif.

Dalam jadual berkala Mendeleev sebarang unsur kimia menduduki tempat yang diberikan itu. Jadual saiz atom bertambah apabila bergerak ke bawah, dan berkurang apabila bergerak dari kiri ke kanan. Berikutan daripada ini, elemen yang paling kecil - adalah helium, dan tertinggi - sesium.

Valence. Shell elektron luar atom dipanggil jalur valens, dan elektron di dalamnya masing-masing dipanggil - elektron valens. Bilangan mereka menentukan cara atom adalah dihubungkan dengan lain melalui ikatan kimia. Cara untuk mewujudkan microparticles percubaan terakhir untuk mengisi valence shell luar mereka.

Graviti tarikan - adalah daya yang menyimpan planet-planet di orbit, kerana ia dikeluarkan dari tangan objek jatuh di atas lantai. Man tidak lagi melihat graviti, tetapi kesan elektromagnet adalah banyak kali lebih kuat. Daya yang menarik (atau menangkis) zarah bercas dalam atom, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kali lebih kuat daripada graviti di dalamnya. Tetapi di tengah-tengah teras, masih ada kuasa yang kuat mampu memegang proton dan neutron bersama-sama.

Tindak balas dalam nukleus mencipta tenaga dalam reaktor nuklear, di mana atom melekang. Yang lebih berat unsur, jumlah yang lebih besar zarah dibina atom. Jika anda menambah jumlah bilangan proton dan neutron dalam unsur, kita belajar daripada berat badan. Sebagai contoh, uranium, elemen yang paling berat yang sedia ada di alam, mempunyai berat atom 235 atau 238.

Pembelahan atom kepada tahap

Paras tenaga atom - adalah jumlah ruang sekitar teras, di mana elektron bergerak. Secara keseluruhannya, terdapat 7 orbital sepadan dengan jumlah tempoh dalam jadual berkala. lebih jauh lokasi elektron daripada nukleus, rizab tenaga yang lebih penting yang dipegangnya. Tempoh, jumlah menunjukkan bilangan orbital atom sekitar nukleusnya. Sebagai contoh, Kalium - tempoh elemen 4, maka ia mempunyai tahap tenaga 4 atom. elemen nombor kimia sepadan dengan caj dan bilangan elektron mengelilingi nukleus.

Atom - sumber tenaga

Mungkin formula saintifik yang paling terkenal ditemui oleh ahli fizik Jerman Einstein. Beliau berhujah bahawa jisim hanyalah satu bentuk tenaga. Berdasarkan teori ini, ia adalah mungkin untuk menghidupkan perkara menjadi tenaga, dan dikira oleh formula kerana ia boleh mendapatkan. Hasil praktikal pertama penukaran tersebut menjadi bom atom yang mula-mula diuji di padang pasir Los Alamos (Amerika Syarikat), dan kemudian diletupkan atas bandar-bandar Jepun. Dan walaupun hanya tujuh letupan yang diubah menjadi tenaga, kuasa pemusnah bom atom adalah dahsyat.

Kepada teras yang dikeluarkan tenaga, ia mesti dimusnahkan. Untuk berpecah, ia adalah perlu untuk bertindak di luar neutron. Kemudian nukleus mereput kepada dua yang lain, lebih ringan, memberikan kenyataan besar tenaga. keruntuhan membawa kepada pembebasan neutron yang lain, dan mereka terus berpecah nukleus lain. Proses ini ditukar kepada tindak balas rantai, menyebabkan dalam mewujudkan sejumlah besar tenaga.

Kebaikan dan keburukan menggunakan tindak balas nuklear dalam masa kita

kuasa pemusnah, yang dikeluarkan dalam transformasi perkara, manusia telah cuba untuk menjinakkan loji kuasa nuklear. Di mana tindak balas nuklear berlaku tidak dalam bentuk letupan, tetapi sebagai kehilangan haba secara beransur-ansur.

kuasa nuklear mempunyai pro dan kontra. Menurut saintis, untuk mengekalkan tamadun kita pada tahap yang tinggi, anda mesti menggunakan sumber tenaga ini. Tetapi perlu diingat hakikat bahawa walaupun pembangunan yang paling moden tidak dapat menjamin keselamatan lengkap loji kuasa nuklear. Juga diperolehi dalam pengeluaran tenaga sisa radioaktif di bawah penyimpanan yang tidak betul boleh menjejaskan keturunan kita untuk berpuluh-puluh ribu tahun.

Selepas kemalangan Chernobyl lebih ramai orang adalah pengeluaran tenaga nuklear adalah sangat bahaya kepada umat manusia. Satu-satunya tumbuhan selamat jenis ini adalah matahari dengan kapasiti tenaga nuklearnya yang besar. Para saintis membangunkan pelbagai model bateri solar, dan mungkin dalam masa terdekat, manusia akan dapat menyediakan diri mereka dengan tenaga nuklear yang selamat.