Istraktura ng atom. Ang mga antas ng enerhiya ng atom. Proton, neutron electron

Ang pangalan na "atom" mula sa Griyegong nangangahulugang "hindi mahahati". Ang lahat sa paligid sa amin - solids, likido at air - ay binuo ng mga bilyun-bilyong ng mga particle.

Ang anyo ng mga bersyon ng mga atom

Una sa mga atom ito ay naging kilala sa V siglo BC, kapag ang Griyego pilosopo Democritus iminungkahi na bagay ay binubuo ng mga maliliit na particle gumagalaw. Ngunit pagkatapos ito ay hindi posible upang suriin ang mga bersyon ng kanilang pag-iral. At kahit na hindi isa ay maaaring makita ang mga particle, ang ideya ay tinalakay, dahil ang tanging paraan na siyentipiko ay maaaring ipaliwanag ang mga proseso na nagaganap sa tunay na mundo. Samakatuwid, sila ay naniniwala sa pag-iral ng micro-particle katagal bago ang oras ay able sa patunayan ang katotohanang ito.

Tanging sa siglo XIX. Pinag-aralan nila ang naging pinakamaliit na sangkap elemento ng kemikal na kinakailangang tukoy na mga katangian atoms - ang kakayahan upang sumali sa iba pang compounds sa isang mahigpit na itinalagang halaga. Sa simula ng XX siglo ito ay naniniwala na atom - ang minimum na mga particle ng matter, ay hindi pa napatunayan na ang mga ito ay binubuo ng kahit na mas maliit na yunit.

Ano ang isang kemikal na elemento?

Atom ng mga kemikal na elemento - ang microscopic bumubuo ng matter. Ang pagtukoy katangian ng microparticles maging ang molecular mass ng atom. Tanging ang pagtuklas ng pana-panahong mga batas ng ni Mendeleev makatwirang na ang kanilang mga view ay magkakaibang anyo ng isang materyal. Ang mga ito ay kaya maliit na hindi nila maaaring makita gamit maginoo microscopes, tanging ang mga pinaka-makapangyarihang mga electronic device. Para sa mga paghahambing, ang buhok ng kamay ng isang tao ay isang milyong beses na mas malaki.

Ang elektronikong istraktura ng atom ay may isang nucleus na binubuo ng protons at neutrons, at electron, na revolves sa paligid ng sentro sa mga regular na mga orbit tulad ng mga planeta sa palibot ng kanilang mga bituin. Lahat sila ay gaganapin sama-sama sa pamamagitan ng ang electromagnetic force, isa sa mga nangungunang apat sa uniberso. Neutrons - isang walang kinikilingan na singil particle, endowed na may positibong protons at electron - negatibo. Kamakailang naaakit sa positibo sisingilin protons, kaya malamang na manatili sila sa orbit.

Ang istraktura ng isang atom

Sa gitnang bahagi ay may isang pangunahing bahagi na pinupuno ang minimum kabuuang atom. Ngunit pag-aaral ipakita na ang halos ang buong masa (99.9%) ay matatagpuan sa loob nito. Ang bawat atom ay naglalaman ng protons, neutrons, electron. Ang bilang ng mga umiikot na mga electron sa loob nito ay katumbas ng positibong sentral na bayad. Particles na may parehong nucleus bayad Z subalit magkaiba ang atomic mass A at ang bilang ng neutrons sa nucleus ay tinatawag na N isotopes at kasabay A at iba't ibang Z at N - isobars. Electronic - minimum na butil sangkap na may isang negatibong electric bayad e = 1.6 x 10-19 Coulombs. Ion singil tumutukoy sa bilang ng mga nawala o pagkakaroon ng mga electron. Proseso metamorphosis neutral atom sa isang sisingilin ion ay tinatawag na ionization.

Ang bagong bersyon ng ang modelo ng atom

Physicists ay natuklasan sa petsa maraming iba pang elementarya particle. Ang elektronikong istraktura ng atom ay may bagong bersyon.

Ito ay pinaniniwalaan na ang mga protons at neutrons, gaano man kaliit sila, ay binubuo ng ang pinakamaliit na particle, na kung saan ay tinatawag na - quarks. Sila ang bumubuo ng isang bagong modelo para sa atom. Sa lalong madaling siyentipiko magtipon ng katibayan para sa pagkakaroon ng mga nakaraang modelo, at sila ngayon ay sinusubukan upang patunayan ang pagkakaroon ng quarks.

RTM - ang hinaharap ng instrumento

Modern siyentipiko ay maaaring makita sa iyong computer monitor atomic particle ng matter, pati na rin ang paglipat ng mga ito sa kabuuan ng ibabaw gamit ang isang espesyal na tool, na kung saan ay tinatawag na isang scanning tunneling mikroskopyo (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Ito ay isang computerized tool na may isang tip na gumagalaw napaka-maingat na malapit sa ibabaw ng materyal. Kapag ang probe ay gumagalaw, electron ilipat sa pamamagitan ng puwang sa pagitan ng mga tip at ibabaw. Kahit na ang materyal na mukhang napaka-makinis, sa katunayan, ito ay hindi pantay sa atomic antas. computer na gumagawa ng card ibabaw ng materyal, ang paglikha ng isang imahe ng kanyang mga particle, at mga siyentipiko, sa gayon ay maaaring makita ang mga katangian ng atom.

radioactive particles

Negatibong sisingilin ions ay naka-palibot ng core sa isang sapat na malaking distansya. Atomic istraktura tulad na ito ay talagang isang walang kinikilingan at walang electric charge dahil ang lahat ng mga particle (protons, neutrons, electron) ay nasa balanse.

Ang radioactive atom - ay isang elemento na maaaring madaling kumapit. Gitna nito ay binubuo ng maraming mga protons at neutrons. Tanging exception ay isang diagram ng isang hydrogen atom, na kung saan ay may isang solong proton. Ang nucleus ay napapaligiran ng isang ulap ng mga electron, ito ay ang kanilang pagkahumaling ay sanhi upang iikot sa paligid ng center. Protons parehong mga singil maitaboy sa bawat isa.

Ito ay hindi isang problema para sa karamihan ng mga maliliit na particle, kung saan may ilang mga. Subalit ang ilan sa kanila ay hindi matatag, lalo na sa mga malalaking sukat, tulad ng uranium, na kung saan ay may 92 protons. Minsan gitna nito ay hindi maaaring makatiis tulad na naglo-load. Radioactive, sila ay tinatawag na dahil sa ang katunayan na naglalabas ng mas maraming mga particle mula sa nucleus. Sa sandaling napalaya mula sa hindi matatag na nucleus ng protons, ang natitira ay bumubuo ng isang bagong subsidiary. Maaaring ito ay matatag na depende sa bilang ng mga protons sa bagong kernel, at maaaring nahahati pa. Ang prosesong ito ay nagpatuloy hanggang sa wala mas matatag anak na babae nucleus.

Ang mga katangian ng mga atom

Physico-kemikal na mga katangian ng ang atom natural nag-iiba mula sa isang elemento sa iba. Ang mga ito ay tinukoy sa pamamagitan ng mga sumusunod na mga pangunahing mga parameter.

Atomic masa. Dahil ang pangunahing lugar microparticles sumakop sa protons at neutrons, pagkatapos ay ang kabuuan ng bilang ng mga lead, na kung saan ay ipinahayag sa atomic mass unit (amu) Formula: A = Z + N.

Ang atomic radius. radius ay nakasalalay sa mga lokasyon ng mga elemento sa periodic sistema ng kemikal bono, ang halaga ng mga kalapit na mga atoms at kabuuan ng makina aksyon. radius ng nucleus ay isang daang libong beses na mas maliit kaysa sa radius ng elemento. Istraktura atom maaaring mawala electron at convert sa isang positibong ion o magdagdag ng mga electron at maging negatibong ions.

Sa periodic table of Mendeleev anumang uri ng sangkap kimiko sumasakop mismong itinalagang lugar. Table atom laki ay nagdaragdag kapag ang paglipat ng pababa, at nababawasan kapag lumilipat mula kaliwa papuntang kanan. Sumusunod na ito mula sa, ang pinakamaliit na elemento - ay helium, at ang pinakamataas na - tsesiyum.

Valence. Ang panlabas elektron shell ng isang atom ay tinatawag na valence band, at ang mga electron sa loob nito na tinatawag ayon sa pagkakabanggit - ang valence electron. Ang kanilang mga numero ay tumutukoy kung paano atom ay konektado sa iba pang mga sa pamamagitan ng chemical bonding. Way upang lumikha ng microparticles huling pagtatangka upang punan ang kanilang mga panlabas na valence shell.

Gravity akit - ang puwersa na mapigil ang mga planeta sa orbit, sapagkat ito inisyu mula sa mga kamay ng mga bagay na bumabagsak sa sahig. Man ay hindi na nakikita gravity, ngunit ang electromagnetic epekto ay maraming beses na mas makapangyarihan. Ang lakas na umaakit (o repels) ang sisingilin particles sa atom, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 beses na mas malakas kaysa gravity sa loob nito. Ngunit sa gitna ng core, mayroong pa rin ng isang malakas na puwersa na may kakayahang may hawak na protons at neutrons sama-sama.

Ang mga reaksyon sa nuclei lumikha ng enerhiya sa isang nuclear reactor, kung saan ang mga atoms ay dumidikit. Ang mas mabibigat na elemento, mas malaki na halaga ng mga particle built kanyang atoms. Kung ikaw magdagdag ng hanggang ang kabuuang bilang ng protons at neutrons sa isang elemento, alamin natin ang kanyang timbang. Halimbawa, uranium, ang heaviest elemento umiiral sa kalikasan, ay may isang atomic bigat ng 235 o 238.

Fission ng atom na ang mga antas

Ang mga antas ng enerhiya ng mga atom - ay ang halaga ng puwang sa palibot ng core, kung saan ang electron ay sa paggalaw. Sa kabuuan, may 7 orbitals naaayon sa bilang ng mga panahon sa periodic table. Ang mas maraming mga remote na lokasyon ng mga elektron mula sa nucleus, ang mas makabuluhang Taglay ng enerhiya na ito humahawak. Period, ang bilang ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga atomikong orbital sa paligid ng nucleus nito. Halimbawa, ang Potassium - element 4 na panahon, at pagkatapos ay ito ay may mga antas 4 atom enerhiya. Bilang chemical element ay tumutugon sa kanyang mga singil at ang bilang ng mga electron sa paligid ng nucleus.

Atom - ang enerhiya ang pinagmulan

Marahil ang pinaka-tanyag na pang-agham na formula natuklasan sa pamamagitan ng Aleman pisisista Einstein. Siya argues na mass ay walang anuman kundi isang anyo ng enerhiya. Batay sa teorya na ito, ito ay posible upang i-matter sa enerhiya, at kinakalkula sa pamamagitan ng formula bilang maaari itong makuha. Ang unang praktikal na resulta ng naturang conversion maging atomic bomb na kung saan ay unang sinubok sa disyerto Los Alamos (USA), at pagkatapos ay detonated sa paglipas ng Hapon mga lungsod. At bagaman lamang ng pitong araw ng sumasabog na-convert sa enerhiya, mapanirang kapangyarihan ng atomic bomba ay kakila-kilabot.

Sa core pinakawalan ng enerhiya, dapat itong nawasak. Upang hatiin ito, ito ay kinakailangan upang kumilos sa labas ng neutron. Pagkatapos ng nucleus decays sa dalawang iba pang, mas magaan, na nagbibigay ng isang malaking release ng enerhiya. Ang pagbagsak ay humantong sa ang release ng iba pang mga neutrons, at patuloy nilang hatiin ibang nuclei. Ang proseso ay convert sa isang chain reaction, na nagreresulta sa ang paglikha ng isang malaking halaga ng enerhiya.

Kalamangan at kahinaan ng paggamit ng isang nuclear reaksyon sa ating panahon

Mapanirang kapangyarihan, na kung saan ay inilabas sa pagbabago ng bagay, ang sangkatauhan ay sinusubukan upang malinang ang nuclear power halaman. Kung saan ang mga nuclear reaksyon tumatagal ng lugar hindi sa anyo ng isang pagsabog, ngunit bilang isang unti-unting pagkawala ng init.

Nuclear kapangyarihan ay may kalamangan at kahinaan. Ayon sa mga siyentipiko, upang mapanatili ang aming sibilisasyon sa isang mataas na antas, kailangan mong gamitin ang mahusay na pinagkukunan ng enerhiya. Ngunit tandaan ang katunayan na kahit na ang pinaka-modernong pag-unlad ay hindi maaaring magarantiya ang kumpletong seguridad ng nuclear halaman kapangyarihan. Gayundin nakuha sa produksyon ng enerhiya radioactive basura sa ilalim ng di-wastong imbakan ay maaaring makaapekto sa aming mga kaapu-apuhan ng sampu-sampung libo-libong taon.

Matapos ang aksidente sa Chernobyl mas maraming mga tao ay ang produksyon ng mga nuclear enerhiya ay lubhang mapanganib para sa sangkatauhan. Ang tanging ligtas na planta ng ganitong uri ay ang araw sa kanyang malaking nuclear enerhiya kapasidad. Siyentipiko ay pagbuo ng iba't-ibang mga modelo ng solar baterya, at posibleng sa malapit na hinaharap, ang sangkatauhan ay magagawang magbigay ng kanilang sarili sa ligtas na nuclear enerhiya.