Štruktúra atómu. Energetické hladiny atómu. Protóny, neutróny, elektróny

Meno "atóm" z gréčtiny znamená "nedeliteľný". Všade okolo nás - pevné, kvapalné a vzduch - je postavený z miliárd týchto častíc.

Vzhľad verzia atómu

Prvý z atómov vyšlo najavo vo V. storočí pred naším letopočtom, kedy grécky filozof Demokritos navrhol, že záležitosť je zložená z malých častíc pohybujúcich sa. Ale to nebolo možné skontrolovať verziu svojej existencie. A hoci nikto nevidel tieto častice, nápad bol prerokovaný, pretože jediný spôsob, ako môžu vedci vysvetliť procesy prebiehajúce v reálnom svete. Z tohto dôvodu, oni verili v existenciu mikročastíc dlho pred časom boli schopní túto skutočnosť preukázať.

Iba v XIX storočí. analyzovať stali najmenšie tvoriaci chemické prvky, ktoré majú špecifické vlastnosti, atómy - schopnosť spojiť sa s inými zlúčeninami v presne určenom množstve. Na začiatku XX storočia sa verilo, že atómy - minimálna častice hmoty, doteraz nebolo preukázané, že sa skladajú z ešte menších jednotiek.

Aký je chemický prvok?

Atóm chemického prvku - mikroskopický stavebným kameňom hmoty. Charakteristickým znakom mikročastíc stať molekulová hmotnosť atómu. Až objav periodickej práva primeraných, že ich názory sú rozmanité formy Mendelejev je z jedného materiálu. Sú tak malé, že ich nemožno považovať za použitia bežných mikroskopov, tak najsilnejší elektronické zariadenia. Pre porovnanie, vlasy mužská ruka je miliónkrát väčší.

Elektronická štruktúra atómu má jadro zložené z protónov a neutrónov a elektrónov, ktoré sa točí okolo stredu v pravidelnej ovály ako planéty okolo svojej hviezdy. Tí všetci držia pohromade elektromagnetickej sily, jeden z vrcholu štyri vo vesmíre. Neutróny - neutrálny náboj častice, obdarení pozitívne protóny a elektróny - negatívne. Nedávna priťahované k pozitívne nabitých protónov, takže majú tendenciu zostať na obežnej dráhe.

štruktúra atómu

V strednej časti má hlavnú časť, ktorá vypĺňa minimálny celkový atóm. Ale štúdie ukazujú, že takmer celá hmotnosť (99,9%) je umiestnený v ňom. Každý atóm obsahuje protóny, neutróny, elektróny. Počet revolvingových elektróny v ňom sa rovná pozitívnemu centrálneho náboja. Častice s rovnakým nábojmi z jadra, ale inú atómovú hmotnosť A a počet neutrónov v jadre sa nazývajú N izotopy a súčasne A a rôzne Z a N - Isobar. Elektronický - minimálna látka častice s negatívnym elektrického náboja e = 1,6 x 10 - 19 coulomboch. Ion náboj určuje počet stratených alebo získavajú elektróny. Spôsob premena neutrálne atóm v nabitý ión sa nazýva ionizácie.

Nová verzia modelu atómu

Fyzici objavili doposiaľ mnoho ďalších elementárnych častíc. Elektrónová štruktúra atómu má novú verziu.

Predpokladá sa, že protóny a neutróny, bez ohľadu na to, ako malé, že môžu byť, sa skladajú z najmenších častíc, ktoré sa nazývajú - kvarkov. Predstavujú nový model atómu. Akonáhle sa vedci zhromažďovať dôkazy o existencii predchádzajúceho modelu, a teraz sa snažia dokázať existenciu kvarkov.

RTM - budúci nástroj

Moderné vedci môžu vidieť na monitore počítača atómové častice hmoty, rovnako ako ich pohybe po povrchu pomocou špeciálneho nástroja, ktorý sa nazýva skenovací tunelový mikroskop (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Jedná sa o počítačový nástroj s hrotom, ktorý sa pohybuje veľmi starostlivo v blízkosti povrchu materiálu. Keď je sonda v pohybe, elektróny sa pohybujú cez medzeru medzi špičkou a povrchom. Hoci je materiál vyzerá veľmi hladký, v skutočnosti, to je nerovný na atomárnej úrovni. Počítač je povrch karty materiálu, vytvára obraz jeho častíc, a vedcov, takže možno vidieť vlastnosti atómu.

rádioaktívne častice

Negatívne nabité ióny sú otočené okolo jadra v dostatočne veľkej vzdialenosti. Atómová štruktúra, takže je to naozaj neutrálny a nemá elektrický náboj, pretože všetky častice (protóny, neutróny, elektróny) sú v rovnováhe.

Rádioaktívne atóm - je prvok, ktorý môže byť ľahko odštiepenie. Jeho centrum sa skladá z mnohých protónov a neutrónov. Jedinou výnimkou je schéma atómu vodíka, ktorý má jeden protón. Jadro je obklopená oblakom elektrónov, to je ich príťažlivosť je do otáčavého pohybu okolo stredu. Protóny rovnaké náboje navzájom odpudzujú.

To nie je problém pre väčšinu malých častíc, v ktorých existuje niekoľko. Ale niektoré z nich sú nestabilné, zvlášť vo veľkých rozmerov, ako je urán, ktorý má 92 protónov. Niekedy jej stred nemôže vydržať také zaťaženie. Rádioaktívne, sa nazývajú preto, že na to, že vyžarujú viac častíc z jeho jadre. Akonáhle sa zbaví nestabilné jadra protónov, zostávajúce predstavujú novú dcérsku spoločnosť. To môže byť stabilný, v závislosti od počtu protónov v nové jadro, a môže byť ďalej rozdelený. Tento proces pokračuje, kým nie sú k dispozícii žiadne stabilnejšie dcérske jadro.

vlastnosti atómov

Fyzikálno-chemické vlastnosti atómu prirodzene sa líši od jedného prvku do druhého. Sú definované nasledujúce základné parametre.

Atómová hmotnosť. Vzhľadom k tomu, že základná miesto mikročastice zaberajú protóny a neutróny, potom je súčet počtu vodičov, ktorý je exprimovaný v atómových hmotnostných jednotiek (AMU) Vzorec: A = Z + N.

Polomer atómu. Polomer je závislá na umiestnenie prvku v periodickej sústavy chemické väzby, množstvo susedných atómov a kvantovej mechanického pôsobenia. Polomer jadra je sto tisíckrát menšia ako polomer prvku. Štruktúra atóm stratiť elektróny a premenený na kladný ion alebo pridanie elektróny a stať sa záporné ióny.

V periodickej tabuľky Mendelejev akýkoľvek chemický prvok zaberá svoju vyhradenom mieste. Veľkosť atóm Tabuľka zvyšuje pri pohybe smerom nadol, a znižuje sa pri pohybe zľava doprava. Vyplývajúce z toho, najmenší prvok - je hélium, a najvyššie - cézium.

Valence. Vonkajší elektrónový obal atómu sa nazýva valencie skupina, a elektróny v ňom nazýva v tomto poradí - valenčných elektrónov. Ich počet určuje, ako je atóm pripojený k druhej pomocou chemickej väzby. Spôsob, ako vytvárať mikročastice posledný pokus, ako naplniť svoje vonkajšie valenčné šupku.

Gravitačné príťažlivosť - je sila, ktorá drží planéty na obežnej dráhe, pretože vychádzal z rúk pádu predmetov na podlahe. Človek už vidí gravitáciu, ale elektromagnetický účinok je mnohonásobne silnejšie. Sila, ktorá priťahuje (alebo odpudzuje) nabitých častíc v atóme, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 krát silnejšie ako gravitácia v ňom. Ale v stredu jadra, stále existuje silná sila schopná držať protóny a neutróny dohromady.

Reakcie v jadrách výrobe energie v jadrovom reaktore, kde sa odštiepi atómy. Čím ťažšie je prvok, tým väčšie množstvo častíc postavený jeho atómov. Ak pridáte sa celkový počet protónov a neutrónov v elementu, sa dozvedáme o jeho hmotnosti. Napríklad, urán, najťažšie prvok existujúce v prírode, má atómovú hmotnosť 235 alebo 238.

Štiepenie atómu sa úrovňou

Tieto energetické hladiny atómu - je množstvo priestoru okolo jadra, kde sa elektrón v pohybe. Celkovo je 7 orbitály zodpovedajúci počtu periód v periodickej tabuľke. Čím viac vzdialená umiestnenie elektrónu od jadra, tým výraznejšie energetické rezervy platí. Obdobie, číslo udáva počet atómových orbitálov okolo jeho jadra. Napríklad, draselný - doba prvok 4, potom to má energetickej hladiny 4 atóm. Počet chemický prvok zodpovedá jeho náboja a počtom elektrónov okolo jadra.

Atom - zdroj energie

Pravdepodobne najslávnejší vedecký vzorec objavil nemecký fyzik Einstein. Tvrdí, že hmota nie je nič iné ako forma energie. Založený na tejto teórii, je možné sa obrátiť hmota v energiu, a vypočíta podľa vzorca, ako to môže dostať. Prvým praktickým výsledkom tejto premeny stane atómovej bomby, ktorá bola prvýkrát testovaná v púšti v Los Alamos (USA), a potom vybuchla nad japonských miest. A aj keď len sedmina výbušniny premenený na energiu, deštruktívna sila atómovej bomby bolo hrozné.

Pre jadro uvoľní svoju energiu, musí byť zničený. Ak ho chcete rozdeliť, je potrebné konať mimo neutrónu. Potom sa jadro rozpadne na dve časti druhej, zapaľovač, ktorý poskytuje obrovské uvoľnenie energie. Kolaps vedie k uvoľneniu ďalších neutrónov, a oni pokračujú rozdeliť ďalších jadier. Tento proces sa prevedie na reťazovej reakcie, čo má za následok vytvorenie obrovské množstvo energie.

Klady a zápory pomocou jadrovej reakcie v našej dobe

Ničivú silu, ktorá sa uvoľňuje pri premene hmoty, ľudstvo sa snaží skrotiť jadrových elektrární. V prípade, že jadrová reakcia neprebieha vo forme výbuchu, ale ako postupné straty tepla.

Jadrová energia má svoje klady a zápory. Podľa vedcov za účelom udržania našej civilizácie na vysokej úrovni, je nutné použiť tento skvelý zdroj energie. Ale majte na pamäti, že aj najmodernejšie vývoj nemožno zaručiť úplnú bezpečnosť jadrových elektrární. Tiež získané pri výrobe energie rádioaktívneho odpadu pod nesprávnym skladovaním môže mať vplyv na naše potomkov na desiatky tisíc rokov.

Po černobyľskej havárie viac ľudí je výroba jadrovej energie je pre ľudstvo veľmi nebezpečné. Jediný bezpečný závod tohto druhu je slnko s obrovským jadrovej kapacity energie. Vedci vyvíjajú rôzne modely slnečných batérií, a prípadne v blízkej budúcnosti, ľudstvo bude môcť poskytnúť sami s bezpečnej jadrovej energie.