Die naam "atoom" word uit Grieks vertaal as "ondeelbaar". Alles om ons - vaste stowwe, vloeistowwe en lug - word uit biljoene van hierdie deeltjies gebou.
Die voorkoms van die weergawe oor die atoom
Atome het die eerste keer bekend geword in die 5de eeu vC, toe die Griekse filosoof Demokritus voorgestel het dat materie uit bewegende klein deeltjies bestaan. Maar toe was dit nie moontlik om die weergawe van hul bestaan na te gaan nie. En hoewel niemand hierdie deeltjies kon sien nie, is die idee bespreek, want die enigste manier waarop wetenskaplikes die prosesse wat in die werklike wêreld plaasvind, kon verduidelik. Daarom het hulle in die bestaan van mikropartikels geglo lank voordat hulle hierdie feit kon bewys.
Slegs in die 19de eeu. hulle het begin om ontleed te word as die kleinste bestanddele van chemiese elemente, met die spesifieke eienskappe van atome - die vermoë om verbindings met ander aan te gaan in 'n streng voorgeskrewe hoeveelheid. Aan die begin van die 20ste eeu is geglo dat atome die kleinste deeltjies van materie was, totdat bewys is dat hulle uit selfs kleiner eenhede bestaan het.
Waarvan is 'n chemiese element gemaak?
Atoom van 'n chemiese element is 'n mikroskopiese bousteen van materie. Die molekulêre gewig van die atoom het die bepalende kenmerk van hierdie mikropartikel geword. Slegs die ontdekking van Mendeleev se periodieke wet het gestaaf dat hulle tipes verskillende vorme van 'n enkele saak is. Hulle is so klein dat hulle nie met gewone mikroskope gesien kan word nie, net die kragtigste elektroniese toestelle. In vergelyking, 'n haar op 'n menslike hand is 'n miljoen keer wyer.
Die elektroniese struktuur van 'n atoom het 'n kern, bestaande uit neutrone en protone, sowel as elektrone, wat omwentelings om die middelpunt maak in konstante wentelbane, soos planete om hul sterre. Almal van hulle word bymekaar gehou deur elektromagnetiese krag, een van die vier hoofkragte in die heelal. Neutrone is deeltjies met 'n neutrale lading, protone is toegerus met 'n positiewe lading en elektrone met 'n negatiewe een. Laasgenoemde word aangetrokke tot positief gelaaide protone, so hulle is geneig om in 'n wentelbaan te bly.
Atoomstruktuur
In die sentrale deel is daar 'n kern wat die minimum deel van die hele atoom vul. Maar studies toon dat byna die hele massa (99,9%) daarin geleë is. Elke atoom bevat protone, neutrone, elektrone. Die aantal roterende elektrone daarin is gelyk aan die positiewe sentrale lading. Deeltjies met dieselfde kernlading Z, maar verskillende atoommassa A en die aantal neutrone in die kern N word isotope genoem, en met dieselfde A en verskillende Z en N word isobare genoem. Elektron is die kleinste deeltjie materie met 'n negatiefelektriese lading e=1.6 10-19 coulomb. Die lading van 'n ioon bepaal die aantal elektrone wat verloor of verkry word. Die proses van metamorfose van 'n neutrale atoom in 'n gelaaide ioon word ionisasie genoem.
Nuwe weergawe van die atoommodel
Fisici het tot dusver baie ander elementêre deeltjies ontdek. Die elektroniese struktuur van die atoom het 'n nuwe weergawe.
Daar word geglo dat protone en neutrone, maak nie saak hoe klein hulle is nie, bestaan uit die kleinste deeltjies wat kwarke genoem word. Hulle vorm 'n nuwe model vir die konstruksie van die atoom. Soos wetenskaplikes vroeër bewyse vir die bestaan van die vorige model versamel het, probeer hulle vandag om die bestaan van kwarke te bewys.
RTM is die toestel van die toekoms
Moderne wetenskaplikes kan atoomdeeltjies van 'n stof op 'n rekenaarmonitor sien, sowel as hulle oor die oppervlak beweeg met behulp van 'n spesiale instrument genaamd 'n skandeertonnelmikroskoop (RTM).
Dit is 'n gerekenariseerde hulpmiddel met 'n punt wat baie saggies naby die oppervlak van die materiaal beweeg. Soos die punt beweeg, beweeg elektrone deur die gaping tussen die punt en die oppervlak. Alhoewel die materiaal heeltemal glad lyk, is dit eintlik ongelyk op atoomvlak. Die rekenaar maak 'n kaart van die oppervlak van materie, wat 'n beeld van sy deeltjies skep, en sodoende kan wetenskaplikes die eienskappe van die atoom sien.
Radioaktiewe deeltjies
Negatief gelaaide ione sirkel om die kern op 'n voldoende groot afstand. Die struktuur van 'n atoom is sodanig dat dit heel isis werklik neutraal en het geen elektriese lading nie, want al sy deeltjies (protone, neutrone, elektrone) is in balans.
'n Radioaktiewe atoom is 'n element wat maklik verdeel kan word. Sy middelpunt bestaan uit baie protone en neutrone. Die enigste uitsondering is die diagram van die waterstofatoom, wat een enkele proton het. Die kern word omring deur 'n wolk elektrone, dit is hul aantrekkingskrag wat hulle om die middel laat draai. Protone met dieselfde lading stoot mekaar af.
Dit is nie 'n probleem vir die meeste klein deeltjies wat verskeie van hulle het nie. Maar sommige van hulle is onstabiel, veral grotes soos uraan, wat 92 protone het. Soms kan sy senter nie so 'n las weerstaan nie. Hulle word radioaktief genoem omdat hulle verskeie deeltjies uit hul kern uitstraal. Nadat die onstabiele kern van die protone ontslae geraak het, vorm die oorblywende protone 'n nuwe dogter. Dit kan stabiel wees afhangende van die aantal protone in die nuwe kern, of dit kan verder verdeel. Hierdie proses gaan voort totdat 'n stabiele kinderkern oorbly.
Eienskappe van atome
Fisiese en chemiese eienskappe van 'n atoom verander natuurlik van een element na 'n ander. Hulle word gedefinieer deur die volgende hoofparameters.
Atoommassa. Aangesien die hoofplek van die mikropartikels deur protone en neutrone ingeneem word, bepaal hul som die getal, wat in atoommassa-eenhede (amu) uitgedruk word Formule: A=Z + N.
Atoomradius. Die radius hang af van die ligging van die element in die Mendeleev-stelsel, chemiesebindings, aantal naburige atome en kwantummeganiese aksie. Die radius van die kern is honderdduisend keer kleiner as die radius van die element self. Die struktuur van 'n atoom kan elektrone verloor en 'n positiewe ioon word, of elektrone byvoeg en 'n negatiewe ioon word.
In die periodieke stelsel van Mendeleev neem enige chemiese element sy toegewese plek in. In die tabel neem die grootte van 'n atoom toe soos jy van bo na onder beweeg en verminder as jy van links na regs beweeg. Hieruit is die kleinste element helium en die grootste is sesium.
Valency. Die buitenste elektronskil van 'n atoom word die valensieskil genoem, en die elektrone daarin het die ooreenstemmende naam gekry - valenselektrone. Hulle getal bepaal hoe 'n atoom met die ander verbind word deur middel van 'n chemiese binding. Deur die metode om die laaste mikropartikel te skep, probeer hulle hul buitenste valensdoppies vul.
Swaartekrag, aantrekkingskrag is die krag wat die planete in 'n wentelbaan hou, omdat voorwerpe wat uit die hande vrygestel word, op die vloer val. 'n Persoon sien swaartekrag meer raak, maar die elektromagnetiese werking is baie keer kragtiger. Die krag wat gelaaide deeltjies in 'n atoom aantrek (of afstoot) is 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 keer sterker as swaartekrag daarin. Maar daar is 'n selfs sterker krag in die middel van die kern wat protone en neutrone bymekaar kan hou.
Reaksies in kerne skep energie soos in kernreaktore waar atome verdeel word. Hoe swaarder die element, hoe meer deeltjies is sy atome gebou. As ons die totale aantal protone en neutrone in 'n element bymekaar tel, vind ons dit uitmassa. Uraan, die swaarste element wat in die natuur voorkom, het byvoorbeeld 'n atoommassa van 235 of 238.
Verdeel 'n atoom in vlakke
Die energievlakke van 'n atoom is die grootte van die spasie rondom die kern, waar die elektron in beweging is. Daar is 7 orbitale in totaal, wat ooreenstem met die aantal periodes in die periodieke tabel. Hoe verder die ligging van die elektron van die kern af is, hoe meer beduidende reserwe van energie het dit. Die periodenommer dui die aantal atoomorbitale om sy kern aan. Kalium is byvoorbeeld 'n element van die 4de periode, wat beteken dat dit 4 energievlakke van die atoom het. Die getal van 'n chemiese element stem ooreen met sy lading en die aantal elektrone rondom die kern.
Atom is 'n bron van energie
Seker die bekendste wetenskaplike formule is deur die Duitse fisikus Einstein ontdek. Sy beweer dat massa niks anders as 'n vorm van energie is nie. Op grond van hierdie teorie is dit moontlik om materie in energie te verander en met die formule te bereken hoeveel daarvan verkry kan word. Die eerste praktiese resultaat van hierdie transformasie was atoombomme, wat eers in die Los Alamos-woestyn (VSA) getoets is en toe oor Japannese stede ontplof het. En hoewel slegs 'n sewende van die plofstof in energie verander het, was die vernietigende krag van die atoombom verskriklik.
Om die kern sy energie vry te stel, moet dit ineenstort. Om dit te verdeel, is dit nodig om met 'n neutron van buite op te tree. Dan breek die kern op in twee ander, ligter, terwyl dit 'n groot vrystelling van energie verskaf. Verval lei tot die vrystelling van ander neutrone,en hulle gaan voort om ander kerne te verdeel. Die proses verander in 'n kettingreaksie, wat 'n groot hoeveelheid energie tot gevolg het.
Voor- en nadele van die gebruik van kernreaksie in ons tyd
Vernietigende krag, wat vrygestel word tydens die transformasie van materie, probeer die mensdom by kernkragsentrales tem. Hier vind die kernreaksie nie in die vorm van 'n ontploffing plaas nie, maar as 'n geleidelike vrystelling van hitte.
Produksie van atoomenergie het sy voor- en nadele. Om ons beskawing op 'n hoë vlak te handhaaf, is dit volgens wetenskaplikes nodig om hierdie groot bron van energie te gebruik. Maar dit moet ook in ag geneem word dat selfs die mees moderne ontwikkelings nie die volledige veiligheid van kernkragsentrales kan waarborg nie. Daarbenewens kan radioaktiewe afval wat tydens energieproduksie geproduseer word, as dit onbehoorlik geberg word, ons nageslag vir tienduisende jare beïnvloed.
Ná die ongeluk by die Tsjernobil-kernkragsentrale beskou al hoe meer mense die produksie van kernenergie as baie gevaarlik vir die mensdom. Die enigste veilige kragsentrale van hierdie soort is die Son met sy groot kernenergie. Wetenskaplikes ontwikkel allerhande modelle van sonselle, en dalk in die nabye toekoms sal die mensdom homself van veilige atoomenergie kan voorsien.
