Rakenne atomi. Energiatasoja atomin. Protonit, neutronit, elektronit

Nimi "atomi" Kreikan tarkoittaa "jakamaton". Ympärillämme - kiinteitä aineita, nesteitä ja ilmaa - on rakennettu miljardien näitä hiukkasia.

Ulkonäkö version atomin

Ensimmäinen atomien selvisi V vuosisadalla eKr, kun kreikkalainen filosofi Demokritos ehdotti, että asia muodostuu pieniä hiukkasia liikkuvat. Mutta sitten se ei ollut mahdollista tarkistaa version niiden olemassaolosta. Ja vaikka kukaan ei voisi nähdä nämä hiukkaset, idea keskusteltiin, koska ainoa tapa tiedemiehet voisi selittää tapahtuvien prosessien reaalimaailmassa. Näin ollen, he uskoivat, että on olemassa mikro-hiukkasten kauan ennen aikaa pystyivät todistaa tämän tosiasian.

Vain XIX vuosisadalla. analysoitiin ne tuli pienin aineosa alkuaineita, joilla on spesifisiä ominaisuuksia atomia - on mahdollista yhdistää muiden yhdisteiden kanssa tiukan määritetyn summan. Alussa XX vuosisadan uskottiin, että atomit - pienin ainehiukkasten, ei ole vielä todistettu, että ne koostuvat jopa pienempiä yksiköitä.

Mikä on kemiallinen alkuaine?

Atomi alkuaine - mikroskooppisen rakennuspalikka asia. Ominaispiirre mikropartikkelien tullut molekyylimassa atomin. Vain löytö määräajoin lain Mendelejevin kohtuullista, että heidän näkemyksensä ovat erilaisia muotoja yhdestä materiaalista. Ne ovat niin pieniä, että niitä ei voi nähdä perinteisillä mikroskoopit vain tehokkain elektronisia laitteita. Vertailun vuoksi hiukset miehen käsi on miljoona kertaa suurempi.

Elektroninen rakenne atomin on ydin koostuu protonit ja neutronit, ja elektroneja, joka pyörii ympäri keskustaa säännöllisen ratoja planeettojen ympärillä tähteä. Ne kaikki pidetään yhdessä sähkömagneettisen voiman, joka on yksi alkuun neljä maailmankaikkeudessa. Neutronit - neutraali maksu hiukkasia, jolla on positiivisesti varautuneita protoneja ja elektroneja - negatiivinen. Viimeaikaiset puoleensa positiivisesti varautuneet protonit, joten niillä on taipumus pysyä kiertoradalla.

Rakenne atomin

Keskeinen osa on keskeinen osa, joka täyttää vähintään koko atomi. Mutta tutkimukset osoittavat, että lähes koko massa (99,9%) sijaitsee siinä. Kukin atomi sisältää protoneja, neutroneja, elektroneja. Määrä pyörivä elektronien on sama kuin positiivisen Keski maksu. Hiukkasia, joilla on sama varaus Z ydin, mutta eri atomimassa A ja määrä neutroneja tumassa kutsutaan N isotoopit ja samalla A ja eri Z ja N - isobaarit. Elektroninen - vähintään hiukkasen aine, jolla on negatiivinen sähkövaraus e = 1,6 x 10-19 coulombia. Ion maksu määrää, kuinka monta kadonnut tai saamassa elektroneja. Menetelmä muodonmuutos neutraali atomin varautuneiden ionien kutsutaan ionisaatiota.

Uusi versio mallin atomin

Fyysikot ovat löytäneet tähän mennessä monia muita alkeishiukkasten. Elektronisen rakenteen atomin on uusi versio.

Uskotaan, että protonit ja neutronit, ei väliä kuinka pieni se voi olla, koostuvat pienimpien hiukkasten, joita kutsutaan - kvarkkien. Ne muodostavat uuden mallin atomin. Heti kun tutkijat kerätä todisteita olemassaolon edellisen mallin, ja nyt he yrittävät todistaa olemassaolo kvarkkien.

RTM - tulevassa välineessä

Nykyaikaiset tutkijat voivat nähdä tietokoneen monitori atomi ainehiukkasten sekä siirtämällä niitä pinnan poikki käyttämällä erityistä työkalua, jota kutsutaan tunnelointimikroskoopilla (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Se on tietokoneistettu työkalu, jossa on kärki, joka liikkuu erittäin huolellisesti lähellä materiaalin pinnan. Kun koetin on liikkuva, elektronit liikkuvat välisen raon läpi kärjen ja pinnan. Vaikka materiaali näyttää erittäin sileä, itse asiassa se on epätasainen atomitasolla. Tietokone tekee kortin materiaalin pintaan, kuvan luomiseksi sen hiukkasten, ja tutkijat, jotta voidaan nähdä ominaisuuksia atomin.

radioaktiivisia hiukkasia

Negatiivisesti varautuneita ioneja käännetään ytimen ympärille riittävän suuri etäisyys. Atomin rakenne siten, että se on täysin neutraali ja ei ole sähkövarausta koska kaikki hiukkaset (protonit, neutronit, elektronit) ovat tasapainossa.

Radioaktiivinen atomi - on elementti, joka voidaan helposti lohkaista. Sen keskus koostuu monista protonit ja neutronit. Ainoa poikkeus on kaavio vetyatomi, joka on yksi protoni. Tuma ympäröi pilvi elektronien on niiden vetovoima saadaan pyörimään ympäri keskustaa. Protonit samanlaiset maksut hylkivät toisiaan.

Tämä ei ole ongelma useimmille pieniä hiukkasia, joissa on useita. Mutta jotkut heistä ovat epävakaita, varsinkin suuri koko, kuten uraani, jossa on 92 protonia. Joskus sen keskus eivät kestä sellaisia kuormia. Radioaktiivinen, niitä kutsutaan, koska se tosiasia, että tuottavat enemmän hiukkasia sen ydin. Vapauduttuaan epävakaista ydin protonien, loput muodostavat uuden tytäryhtiön. Se voi olla stabiili lukumäärästä riippuen protonien uusi ydin, ja voidaan jakaa edelleen. Tämä prosessi jatkuu, kunnes ei enää ole vakaita tytär ydin.

Ominaisuudet atomien

Fysikaalis-kemialliset ominaisuudet atomin luonnollisesti vaihdella elementistä toiseen. Ne määritellään seuraavat perusparametrit.

Atomimassa. Koska perus-paikka mikropartikkelit miehittää protonit ja neutronit, niin summa kytkentöjen määrä, joka on ilmaistu atomimassayksikköä (amu) Kaava: A = Z + N.

Atomi säde. Säde on riippuvainen sijainnin elementin jaksollisen järjestelmän kemiallisen sidoksen, määrät viereisten atomien ja kvanttimekaniikan toimintaa. säde ydin on satatuhatta kertaa pienempi kuin säde elementin. Rakenne atomi voi menettää elektroneja ja muuntaa positiivinen ioni tai lisätä elektroneja ja tulla negatiivisia ioneja.

On jaksollisen Mendeleev kaikkia alkuaineita vie sen määritettyjä paikka. Taulukko atomi koko kasvaa, kun liikkuu alaspäin, ja pienenee siirryttäessä vasemmalta oikealle. Seuraavat tästä, pienin yksikkö - on helium, ja korkein - cesiumia.

Valence. Ulomman elektroni kuori atomin kutsutaan valenssivyön, ja elektronien se kutsutaan vastaavasti - valenssi elektroneja. Niiden määrä määrittää, kuinka atomi on kytketty muihin kautta kemiallisia sidoksia. Tapa luoda mikrohiukkasten viimeinen yritys täyttää heidän ulomman valenssi kuori.

Gravity vetovoima - on voima, joka pitää planeettojen kiertoradalla, koska se antoi käsistä esineiden putoaminen lattialle. Mies ei enää näe painovoimaa, mutta sähkömagneettinen vaikutus on monta kertaa tehokkaampi. Voima, joka houkuttelee (tai hylkii) varautuneiden hiukkasten atomi, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 kertaa tehokkaampi kuin painovoima siihen. Mutta keskellä ydin on edelleen vahva voima, joka pystyy pitämään protonit ja neutronit yhdessä.

Reaktiot ytimet tuottaa energiaa ydinreaktorissa, jossa atomit ovat pilkotaan. Raskaampi elementti, sitä suurempi määrä hiukkasia rakennettu sen atomia. Jos täsmää kokonaismäärän protonien ja neutronien elementti, opimme hänen painosta. Esimerkiksi, uraani, raskain osa luonnossa olevat, on atomipaino 235 tai 238.

Fissiolla atomin tasojen

Energiatasoja atomin - on paljon tilaa ytimen ympärille, jossa elektronin on liikkeessä. Yhteensä on 7 orbitaaleja vastaa jaksojen määrä jaksollisen järjestelmän. Kauempana sijainnin elektronin tumasta, sitä merkittävämpi energiavarastoja hallussaan. Ajanjakso, numero osoittaa, kuinka monta atomiorbitaali ympärille ydin. Esimerkiksi kalium - elementti 4 ajan, sitten se on 4 atomi energiatasot. Määrä alkuainetta vastaa sen varaus ja elektronien lukumäärä ytimen ympärille.

Atom - energialähde

Ehkä tunnetuin tieteellinen kaava löysi saksalainen fyysikko Einstein. Hänen mukaansa massa on vain energian muoto. Tämän teorian pohjalta, on mahdollista kääntää asia energiaksi, ja laskettava kaavalla kuin se voi saada. Ensimmäinen käytännön tulos tällaisen muuntamisen tullut atomi pommeja, jotka testattiin ensin autiomaassa Los Alamos (USA), ja sitten räjäytetään yli japanilainen kaupungeissa. Ja vaikka vain seitsemäsosa räjähdysaineen muuntaa energia, tuhoava voima atomipommi oli kamala.

Ydin julkaisi energiaa, se on hävitettävä. Jakaa, se on välttämätöntä toimia ulkopuolella neutroni. Sitten ydin hajoaa kahteen muuhun, kevyempi, tarjoaa valtavan vapauttaa energiaa. Romahdus johtaa vapauttamista muiden neutronien ja he jatkavat jakaa muille ytimiin. Prosessi muunnetaan ketjureaktion, joka johtaa luoda valtava määrä energiaa.

Hyödyt ja haitat käyttäminen ydinreaktioon meidän aikanamme

Tuhovoima, joka vapautuu muutosta asiaan, ihmiskunta on yrittänyt kesyttää ydinvoimaloita. Jossa ydinmateriaali reaktio tapahtuu ei muodossa räjähdyksen, mutta asteittainen lämpöhäviö.

Ydinvoima on hyvät ja huonot puolensa. Tiedemiesten mukaan säilyttämiseksi sivilisaatiomme korkealla tasolla, sinun on käytettävä tätä suurta energialähde. Mutta pitää muistaa, että jopa kaikkein uusinta kehitystä ei voi taata täydellistä turvallisuutta ydinvoimaloita. Myös saatu energian tuotannossa radioaktiivisen jätteen alle virheellinen varastointi voi vaikuttaa jälkeläiset kymmeniä tuhansia vuosia.

Tshernobylin onnettomuuden jälkeen enemmän ihmisiä on ydinenergian tuotantoon on erittäin vaarallinen ihmisille. Ainoa turvallinen kasvi tämäntyyppinen aurinko sen valtava ydinenergian kapasiteettia. Tutkijat kehittävät erilaisia malleja aurinkoparistojen ja mahdollisesti lähitulevaisuudessa, ihmiskunta pystyy tarjoamaan itselleen turvallisen ydinenergian.