Die middel van die vorige eeu was die geboorte van 'n nuwe era in die geskiedenis van die mensdom. Die Steentydperk is eens deur die Bronstydperk vervang, toe het die tydperke van die heerskappy van yster, stoom en elektrisiteit agtereenvolgens gevolg. Ons is nou heel aan die begin van die era van die atoom. Selfs die mees oppervlakkige kennis op die gebied van die struktuur van die atoomkern maak ongekende horisonne vir die mensdom oop.
Wat weet ons van die atoomkern? Die feit dat dit 99,99% van die massa van die hele atoom uitmaak en uit deeltjies bestaan wat algemeen nukleone genoem word. Wat is nukleone, hoeveel van hulle, wat hulle is, nou weet elke hoërskoolleerling wat 'n stewige vier in fisika het.
Hoe stel ons ons die struktuur van die atoom voor
Ai, dit sal nie gou wees dat 'n tegniek sal verskyn wat jou toelaat om die deeltjies te sien waaruit 'n atoom, 'n atoomkern, bestaan nie. Daar is duisende vrae oor hoe materie gerangskik is, en daar is ook baie teorieë oor die struktuur van elementêre deeltjies. Tot op datum, die teorie datbeantwoord meeste van die vrae, is die planetêre model van die struktuur van die atoom.
Daarvolgens wentel negatief gelaaide elektrone om 'n positief gelaaide kern, wat deur elektriese aantrekkingskrag gehou word. Wat is nukleone? Die feit is dat die kern nie monolities is nie, dit bestaan uit positief gelaaide protone en neutrone - deeltjies met geen lading. Dit is die deeltjies waaruit die atoomkern gebou is, en dit is gebruiklik om dit nukleone te noem.
Waar kom hierdie teorie vandaan, as die deeltjies so klein is? Wetenskaplikes het tot die gevolgtrekking gekom oor die planetêre struktuur van die atoom deur strale van verskeie mikropartikels op die dunste metaalplate te rig.
Wat is sy afmetings
Kennis oor die struktuur van die atoom sal nie volledig wees as jy nie die elemente daarvan op 'n skaal voorstel nie. Die kern is uiters klein, selfs in vergelyking met die atoom self. As jy jou 'n atoom voorstel, byvoorbeeld goud, in die vorm van 'n groot ballon met 'n deursnee van 200 meter, dan sal sy kern net … 'n haselneut wees. Maar wat is nukleone en hoekom speel hulle so 'n belangrike rol? Ja, al is dit net omdat dit in hulle is dat die hele massa van die atoom gekonsentreer is.
In die neste van die kristalrooster is goudatome redelik dig geleë, so die afstand tussen naburige "neute" op die skaal wat deur ons aangeneem is, sal ongeveer 250-300 meter wees.
Proton
Wetenskaplikes vermoed al lank dat die kern van 'n atoom nie 'n soort monolitiese stof is nie. Die groottes van massa en lading, wat in "stappies" van een chemiese element na 'n ander gegroei het, was pynlik treffend. Dit was logies om aan te neemdat daar sekere deeltjies met 'n vaste positiewe lading is, waaruit die kerne van alle atome "versamel" word. Hoeveel positief gelaaide nukleone in die kern is, dit sal sy lading wees.
Aannames oor die komplekse struktuur van die atoomkern is gemaak in die tydperk van Mendeleev se konstruksie van sy periodieke tabel van elemente. Die tegniese moontlikhede om vermoedens eksperimenteel te bevestig, het egter nie op daardie tydstip bestaan nie. Eers aan die begin van die 20ste eeu het Ernest Rutherford 'n eksperiment gemaak wat die bestaan van die proton bevestig het.
As gevolg van blootstelling aan die stof deur die bestraling van radioaktiewe metale, het van tyd tot tyd 'n deeltjie verskyn - 'n kopie van die kern van 'n waterstofatoom. Dit het dieselfde gewig (1.67 ∙ 10-27 kg) en atoomlading +1.
gehad
Neutron
Die gevolgtrekking oor die behoefte om na 'n ander deeltjie te soek, in absentia genoem die neutron, het vinnig gekom. Aangesien die vraag hoeveel nukleone in die kern is en wat hulle is, lê in die ongelyke groei van massa en lading met 'n verandering in die ranggetal van die element. Rutherford het 'n aanname gemaak oor die bestaan van 'n proton-tweeling met geen lading, maar hy kon nie sy vermoede bevestig nie.
Kernwetenskaplikes het oor die algemeen reeds 'n goeie idee gehad van wat nukleone is en die kwantitatiewe samestelling van atoomkerne. En die ontwykende deeltjie, wat tog eksperimenteel deur niemand ontdek is nie, het in die vlerke gewag. James Chadwick word beskou as die ontdekker daarvan, wat daarin geslaag het om die "onsigbare" van die stof te isoleer,dit onderwerp aan bombardement met heliumkerne wat versnel word tot ultrahoë spoed (α-deeltjies). Die massa van die deeltjie, soos verwag, blyk gelyk te wees aan die massa van die voorheen ontdekte proton. Volgens moderne navorsing is die neutron effens swaarder.
'n Bietjie meer oor die "stene" van die atoomkern
Bereken hoeveel nukleone in die kern van 'n chemiese element of sy isotoop maklik is. Dit vereis twee dinge: 'n periodieke tabel en 'n sakrekenaar, alhoewel jy in jou gedagtes kan bereken. 'n Voorbeeld is die twee algemene isotope van uraan: 235 en 238. Hierdie getalle verteenwoordig die atoommassa. Die reeksnommer van uraan is 92, dit dui altyd die lading van die kern aan.
Soos jy weet, kan nukleone in die kern van 'n atoom óf positief gelaaide protone óf neutrone van dieselfde massa wees, maar sonder 'n lading. Reeksnommer 92 dui die getal in die kern van protone aan. Die aantal neutrone word bereken deur eenvoudige aftrekking:
- - uraan 235, aantal neutrone=235 – 92=143;
- - uraan 238, aantal neutrone=238 – 92=146.
En hoeveel nukleone kan op 'n slag bymekaar gebring word? Daar word geglo dat op 'n sekere stadium in die lewe van sterre met genoegsame massa, wanneer die termonukleêre reaksie nie meer in staat is om die swaartekrag te beperk nie, die druk in die ingewande van die ster so toeneem dat dit elektrone "plak" aan protone. As gevolg hiervan word die lading nul, en die proton-elektronpaar word 'n neutron. Die resulterende materiaal, bestaande uit "geperste" neutrone, is uiters dig.
'n Ster wat in ons Son weeg, verander in 'n baletlike tientalle kilometers in deursnee. 'n Teelepel sulke "neutronpap" kan 'n paar honderd ton op aarde weeg.
