Struktur atom. Energiniveauerne af atomet. Protoner, neutroner, elektroner

Navnet "atom" fra græsk betyder "udelelig". Rundt omkring os - faste stoffer, væsker og luft - er bygget af milliarder af disse partikler.

Udseendet af den version af atomet

Først af atomer det blev kendt i V århundrede f.Kr., da den græske filosof Demokrit foreslog, at sagen er sammensat af bittesmå partikler, der bevæger. Men så var det ikke muligt at kontrollere versionen af deres eksistens. Og selv om ingen kunne se disse partikler, blev ideen diskuteret, fordi den eneste måde forskerne kunne forklare de processer, der forekommer i den virkelige verden. Derfor er de troede på eksistensen af mikropartikler længe før den tid var i stand til at bevise dette faktum.

Kun i det XIX århundrede. analyseret som de blev de mindste konstituerende grundstoffer med specifikke egenskaber atomer - evnen til at gå sammen med andre forbindelser i en strengt udpeget mængde. I begyndelsen af det XX århundrede man mente, at atomer - minimumskravene stofpartikler, endnu ikke er blevet bevist, at de er sammensat af endnu mindre enheder.

Hvad er et grundstof?

Atom af det kemiske grundstof - den mikroskopiske byggesten i sagen. Det væsentligste aspekt ved mikropartiklerne bliver molekylmassen af atomet. Kun opdagelsen af den periodiske lov Mendeleev rimelige, at deres synspunkter er forskellige former for et materiale. De er så små, at de ikke kan ses ved brug af konventionelle mikroskoper, kun de mest kraftfulde elektroniske enheder. Til sammenligning, håret af en mands hånd er en million gange større.

Den elektroniske atomets struktur har en kerne bestående af protoner og neutroner, og elektroner, der kredser rundt om midten på almindelige baner som planeter omkring deres stjerner. De har alle holdt sammen af den elektromagnetiske kraft, en af de øverste fire i universet. Neutroner - en neutral charge partikler, udstyret med positive protoner og elektroner - negative. Nylige tiltrukket af de positivt ladede protoner, så de har tendens til at forblive i kredsløb.

Strukturen af et atom

I den centrale del har en kernedel, som fylder det totale atom. Men undersøgelser viser, at næsten hele massen (99,9%) er placeret i det. Hvert atom indeholder protoner, neutroner, elektroner. Antallet af revolverende elektroner i den er lig med den positive centrale ladning. Partikler med den samme ladning Z kerne men forskellige atommasse A og antallet af neutroner i kernen kaldes N isotoper og på samme A og forskellige Z og N - isobarer. Elektronisk - minimum partikel stof med en negativ elektrisk ladning e = 1,6 x 10-19 coulomb. Ion ladning bestemmer antallet af mistede eller vinder elektroner. Proces metamorfose neutral atom i en ladet ion kaldes ionisering.

Den nye version af modellen af atomet

Fysikere har opdaget til dato er mange andre elementarpartikler. Den elektroniske atomets struktur har en ny version.

Det menes, at de protoner og neutroner, uanset hvor små de end måtte være, er sammensat af de mindste partikler, som kaldes - kvarker. De udgør en ny model for atomet. Så snart forskerne samle beviser for eksistensen af den tidligere model, og nu forsøger de at bevise eksistensen af kvarker.

RTM - det fremtidige instrument

Moderne forskere kan se på din computer overvåge atomare partikler af stof, samt at flytte dem hen over overfladen ved hjælp af et specielt værktøj, som kaldes en skanning tunnel mikroskop (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Det er et edb-redskab med en spids, der bevæger sig meget omhyggeligt nær overfladen af materialet. Når proben bevæger elektroner bevæger sig gennem mellemrummet mellem spidsen og overfladen. Selvom materialet ser meget glat, i virkeligheden, det er ujævn på det atomare niveau. Computeren gør kortet overfladen af materialet, hvilket skaber et billede af sine partikler, og forskere, så kan se egenskaberne for atomet.

radioaktive partikler

Negativt ladede ioner drejes rundt om kernen ved en tilstrækkeligt stor afstand. Atomare struktur, således at det er virkelig en neutral og har ingen elektrisk ladning fordi alle partikler (protoner, neutroner, elektroner) er i balance.

Det radioaktive atom - er et element, der let kan spaltes. Dens center består af mange protoner og neutroner. Eneste undtagelse er et diagram af et hydrogenatom, som har en enkelt proton. Kernen er omgivet af en sky af elektroner, det er deres tiltrækning bringes til at dreje rundt i centrum. Protoner samme ladninger frastøder hinanden.

Dette er ikke et problem for de fleste små partikler, i hvilke der er flere. Men nogle af dem er ustabile, især i den store størrelse, såsom uran, som har 92 protoner. Nogle gange dens centrum ikke kan modstå sådanne belastninger. Radioaktivt, kaldes de på grund af det faktum, at udleder flere partikler fra dens kerne. Når befriet fra den ustabile kerne af protoner, resterende den udgør et nyt datterselskab. Det kan være stabilt afhængigt af antallet af protoner i den nye kerne, og kan opdeles yderligere. Denne proces fortsætter, indtil der ikke er flere stabile datter kerne.

Atomers egenskaber

Fysisk-kemiske egenskaber for atomet naturligt variere fra et element til et andet. De er defineret ved følgende grundparametre.

Atomic masse. Eftersom de basale sted mikropartikler besætte protoner og neutroner, så summen af antallet af ledninger, som udtrykkes i atommasseenheder (amu) Formel: A = Z + N.

Atomradien. Radius er afhængig af placeringen af elementet i det periodiske system af den kemiske binding, mængderne af tilstødende atomer og quantum mekanisk virkning. radius af kernen er hundrede tusinde gange mindre end radius af elementet. Struktur atom kan miste elektroner og omdannes til en positiv ion eller tilføje elektroner og blive negative ioner.

I det periodiske system Mendelejev ethvert kemisk element indtager sin tildelte plads. Tabel atom størrelse øges, når bevæger sig nedad, og aftager ved bevægelse fra venstre til højre. Efter fra denne, den mindste element - er helium, og den højeste - cæsium.

Valence. Den ydre elektron skallen af et atom kaldes valensbåndet, og elektronerne i det kaldte henholdsvis - valenselektronerne. Deres antal angiver, hvordan atom er forbundet med andre via kemisk binding. Måde at skabe mikropartikler sidste forsøg på at fylde deres ydre valens skal.

Gravity attraktion - er den kraft, der holder planeterne i kredsløb, fordi det er udstedt ud af hænderne på genstande, der falder på gulvet. Man ser ikke længere tyngdekraften, men den elektromagnetiske effekt er mange gange mere kraftfuld. Den kraft, der tiltrækker (eller frastøder) de ladede partikler i atomet, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 gange kraftigere end tyngdekraften på det. Men i midten af kernen, er der stadig en stærk kraft i stand til at holde protoner og neutroner sammen.

Reaktionerne i kerner skabe energi i en atomreaktor, hvor atomerne er spaltet. Jo tungere element, de større mængder af partikler byggede dens atomer. Hvis du tæller det totale antal af protoner og neutroner i et element, vi lærer af sin vægt. Fx uran, den tungeste element i naturen, har en atomvægt på 235 eller 238.

Fission af atomet til niveauerne

Energiniveauerne af atomet - er mængden af plads omkring kernen, hvor elektronen er i bevægelse. I alt er der 7 orbitaler svarende til antallet af perioder i det periodiske system. Jo mere afsides placeringen af elektron fra kernen, de mere betydningsfulde energireserver det holder. Periode, nummeret angiver antallet af atomare orbitaler omkring sin kerne. For eksempel Kalium - element 4 periode, så det har en 4 atom energiniveauer. Nummer grundstof svarer til dens ladning og antallet af elektroner omkring kernen.

Atom - energikilden

Sandsynligvis den mest berømte videnskabelige formel opdaget af den tyske fysiker Einstein. Hun hævder, at massen er intet andet end en form for energi. Baseret på denne teori, er det muligt at vende sagen i energi, og beregnes ved formlen som det kan få. Den første praktiske resultat af en sådan omdannelse bliver atombomber som først blev testet i ørkenen Los Alamos (USA), og derefter detoneret i japanske byer. Og selv om kun en syvende af den eksplosive omdannes til energi, destruktive kraft af atombomben var forfærdelig.

Til kernen udgivet sin energi, skal de destrueres. For at opdele det, er det nødvendigt at handle uden for neutron. Så kernen henfalder til to andre, lettere, hvilket giver en enorm frigørelse af energi. Sammenbruddet fører til frigivelse af andre neutroner, og de fortsætter med at splitte andre kerner. Fremgangsmåden omdannes til en kædereaktion, hvilket resulterer i at skabe en enorm mængde energi.

Fordele og ulemper ved at bruge en kernereaktion i vores tid

Destruktive kraft, som er udgivet i omdannelsen af stof, har menneskeheden forsøgt at tæmme de atomkraftværker. Hvor den nukleare reaktion finder sted i form af en eksplosion, men som en gradvis varmetab.

Atomkraft har sine fordele og ulemper. Ifølge forskerne, for at opretholde vores civilisation på et højt niveau, skal du bruge denne store energikilde. Men husk på, at selv de mest moderne udvikling ikke kan garantere fuldstændig sikkerhed af atomkraftværker. Også opnået i produktionen af energi radioaktivt affald under forkert opbevaring kan påvirke vore efterkommere til titusinder af år.

Efter Tjernobyl-ulykken flere mennesker er produktion af atomkraft er meget farligt for menneskeheden. Den eneste sikre anlæg af denne art er solen med sin enorme kapacitet atomkraft. Forskere er ved at udvikle forskellige modeller af solenergi batterier, og muligvis i den nærmeste fremtid, vil menneskeheden være i stand til at give sig selv med sikker atomkraft.