Struktura atomu. Energetické hladiny atomu. Protony, neutrony, elektrony

Jméno „atom“ z řečtiny znamená „nedělitelný“. Všude kolem nás - pevné, kapalné a vzduch - je postaven z miliard těchto částic.

Vzhled verze atomu

První z atomů vyšlo najevo ve V. století před naším letopočtem, kdy řecký filozof Demokritos navrhl, že záležitost je složena z malých částic pohybujících se. Ale to nebylo možné zkontrolovat verzi své existence. A ačkoli nikdo neviděl tyto částice, nápad byl projednán, protože jediný způsob, jak mohou vědci vysvětlit procesy probíhající v reálném světě. Z tohoto důvodu, oni věřili v existenci mikročástic dlouho před časem byli schopni tuto skutečnost prokázat.

Pouze v XIX století. analyzovat stali nejmenší tvořící chemické prvky, které mají specifické vlastnosti, atomy - schopnost spojit se s jinými sloučeninami v přesně určeném množství. Na začátku XX století se věřilo, že atomy - minimální částice hmoty, dosud nebylo prokázáno, že se skládají z ještě menších jednotek.

Jaký je chemický prvek?

Atom chemického prvku - mikroskopický stavebním kamenem hmoty. Charakteristickým znakem mikročástic stát molekulová hmotnost atomu. Teprve objev periodické práva přiměřených, že jejich názory jsou různé formy Mendělejev je z jednoho materiálu. Jsou tak malé, že je nelze považovat za použití běžných mikroskopů, tak nejsilnější elektronická zařízení. Pro srovnání, vlasy mužská ruka je milionkrát větší.

Elektronická struktura atomu má jádro složené z protonů a neutronů a elektronů, které se točí kolem středu v pravidelné ovály jako planety kolem své hvězdy. Ti všichni drží pohromadě elektromagnetické síly, jeden z vrcholu čtyři ve vesmíru. Neutrony - neutrální náboj částice, obdaření pozitivní protony a elektrony - negativní. Nedávná přitahovány k pozitivně nabitých protonů, takže mají tendenci zůstat na oběžné dráze.

Struktura atomu

Ve střední části má hlavní část, která vyplňuje minimální celkový atom. Ale studie ukazují, že téměř celá hmotnost (99,9%) je umístěn v něm. Každý atom obsahuje protony, neutrony, elektrony. Počet revolvingových elektrony v něm se rovná pozitivnímu centrálního náboje. Částice se stejným náboji z jádra, ale jinou atomovou hmotnost A a počet neutronů v jádře se nazývají N izotopy a současně A a různé Z a N - isobary. Elektronický - minimální látka částice s negativním elektrického náboje e = 1,6 x 10 - 19 coulombů. Ion náboj určuje počet ztracených nebo získávají elektrony. Způsob proměna neutrální atom v nabitý iont se nazývá ionizace.

Nová verze modelu atomu

Fyzici objevili doposud mnoho dalších elementárních částic. Elektronová struktura atomu má novou verzi.

Předpokládá se, že protony a neutrony, bez ohledu na to, jak malé, že mohou být, se skládají z nejmenších částic, které se nazývají - kvarků. Představují nový model atomu. Jakmile se vědci shromažďovat důkazy o existenci předchozího modelu, a nyní se snaží dokázat existenci kvarků.

RTM - budoucí nástroj

Moderní vědci mohou vidět na monitoru počítače atomové částice hmoty, stejně jako jejich pohybu po povrchu pomocí speciálního nástroje, který se nazývá skenovací tunelový mikroskop (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Jedná se o počítačový nástroj s hrotem, který se pohybuje velmi pečlivě v blízkosti povrchu materiálu. Když je sonda v pohybu, elektrony se pohybují skrz mezeru mezi špičkou a povrchem. Přestože je materiál vypadá velmi hladký, ve skutečnosti, to je nerovný na atomární úrovni. Počítač je povrch karty materiálu, vytváří obraz jeho částic, a vědců, takže lze vidět vlastnosti atomu.

radioaktivní částice

Negativně nabité ionty jsou otočeny kolem jádra v dostatečně velké vzdálenosti. Atomová struktura, takže je to opravdu neutrální a nemá elektrický náboj, protože všechny částice (protony, neutrony, elektrony) jsou v rovnováze.

Radioaktivní atom - je prvek, který může být snadno odštěpena. Jeho centrum se skládá z mnoha protonů a neutronů. Jedinou výjimkou je schéma atomu vodíku, který má jeden proton. Jádro je obklopena oblakem elektronů, to je jejich přitažlivost je do otáčivého pohybu kolem středu. Protony stejné náboje navzájem odpuzují.

To není problém pro většinu malých částic, ve kterých existuje několik. Ale některé z nich jsou nestabilní, zvláště ve velkých rozměrů, jako je uran, který má 92 protonů. Někdy její střed nemůže vydržet takové zatížení. Radioaktivní, se nazývají proto, že k tomu, že vyzařují více částic z jeho jádru. Jakmile se zbaví nestabilní jádra protonů, zbývající představují novou dceřinou společnost. To může být stabilní, v závislosti na počtu protonů v nové jádro, a může být dále rozdělen. Tento proces pokračuje, dokud nejsou k dispozici žádné stabilnější dceřiné jádro.

Vlastnosti atomů

Fyzikálně-chemické vlastnosti atomu přirozeně se liší od jednoho prvku do druhého. Jsou definovány následujícími základními parametry.

Atomová hmotnost. Vzhledem k tomu, že základní místo mikročástice zabírají protony a neutrony, pak je součet počtu vodičů, který je exprimován v atomových hmotnostních jednotek (AMU) Vzorec: A = Z + N.

Poloměr atomu. Poloměr je závislá na umístění prvku v periodické soustavy chemické vazby, množství sousedních atomů a kvantové mechanického působení. Poloměr jádra je sto tisíckrát menší než poloměr prvku. Struktura atom ztratit elektrony a přeměněn na kladný ion nebo přidání elektrony a stát se záporné ionty.

V periodické tabulky Mendělejev jakýkoli chemický prvek zaujímá svoji vyhrazeném místě. Velikost atom Tabulka zvyšuje při pohybu směrem dolů, a snižuje se při pohybu zleva doprava. Vyplývající z toho, nejmenší prvek - je helium, a nejvyšší - cesium.

Valence. Vnější elektronový obal atomu se nazývá valence skupina, a elektrony v něm nazývá v tomto pořadí - valenčních elektronů. Jejich počet určuje, jak je atom připojen k druhé pomocí chemické vazby. Způsob, jak vytvářet mikročástice poslední pokus, jak naplnit své vnější valenční slupku.

Gravitační přitažlivost - je síla, která drží planety na oběžné dráze, protože vycházel z rukou pádu předmětů na podlaze. Člověk už vidí gravitaci, ale elektromagnetický účinek je mnohonásobně silnější. Síla, která přitahuje (nebo odpuzuje) nabitých částic v atomu, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 krát silnější než gravitace v něm. Ale ve středu jádra, stále existuje silná síla schopná držet protony a neutrony dohromady.

Reakce v jádrech výrobě energie v jaderném reaktoru, kde se odštěpí atomy. Čím těžší je prvek, tím větší množství částic postavený jeho atomů. Přidáte-li se celkový počet protonů a neutronů v elementu, se dozvídáme o jeho hmotnosti. Například, uran, nejtěžší prvek existující v přírodě, má atomovou hmotnost 235 nebo 238.

Štěpení atomu se úrovní

Tyto energetické hladiny atomu - je množství prostoru kolem jádra, kde se elektron v pohybu. Celkem je 7 orbitaly odpovídající počtu period v periodické tabulce. Čím více vzdálená umístění elektronu od jádra, tím výraznější energetické rezervy platí. Období, číslo udává počet atomových orbitalů kolem jeho jádra. Například, draselný - doba prvek 4, pak to má energetické hladiny 4 atom. Počet chemický prvek odpovídá jeho náboje a počtem elektronů kolem jádra.

Atom - zdroj energie

Pravděpodobně nejslavnější vědecký vzorec objevil německý fyzik Einstein. Tvrdí, že hmota není nic jiného než forma energie. Založený na této teorii, je možné se obrátit hmota v energii, a vypočítá podle vzorce, jak to může dostat. Prvním praktickým výsledkem této přeměny stane atomové bomby, která byla poprvé testována v poušti v Los Alamos (USA), a pak vybuchla nad japonských měst. A i když jen sedmina výbušniny přeměněn na energii, destruktivní síla atomové bomby bylo hrozné.

Pro jádro uvolní svou energii, musí být zničen. Chcete-li jej rozdělit, je třeba jednat mimo neutronu. Potom se jádro rozpadne na dvě části druhé, zapalovač, který poskytuje obrovské uvolnění energie. Kolaps vede k uvolnění dalších neutronů, a oni pokračují rozdělit dalších jader. Tento proces se převede na řetězové reakce, což má za následek vytvoření obrovské množství energie.

Klady a zápory pomocí jaderné reakce v naší době

Ničivou sílu, která se uvolňuje při přeměně hmoty, lidstvo se snaží zkrotit jaderných elektráren. V případě, že jaderná reakce neprobíhá ve formě výbuchu, ale jako postupné ztráty tepla.

Jaderná energie má své klady a zápory. Podle vědců za účelem udržení naší civilizace na vysoké úrovni, je nutné použít tento skvělý zdroj energie. Ale mějte na paměti, že i nejmodernější vývoj nelze zaručit úplnou bezpečnost jaderných elektráren. Také získané při výrobě energie radioaktivního odpadu pod nesprávným skladováním může mít vliv na naše potomky na desítky tisíc let.

Po černobylské havárie více lidí je výroba jaderné energie je pro lidstvo velmi nebezpečné. Jediný bezpečný závod tohoto druhu je slunce s obrovským jaderné kapacity energie. Vědci vyvíjejí různé modely slunečních baterií, a případně v blízké budoucnosti, lidstvo bude moci poskytnout sami s bezpečné jaderné energie.