Името "атом" се превежда от гръцки като "неделим". Всичко около нас - твърди частици, течности и въздух - е изградено от милиарди от тези частици.
За първи път атомите стават известни през V век преди товаСл. Н. Е., Когато гръцкият философ Демокрит предположил, че материята се състои от движещи се мънички частици. Но тогава не беше възможно да се провери версията за тяхното съществуване. И въпреки че никой не можеше да види тези частици, идеята беше обсъдена, защото само по този начин учените могат да обяснят процесите, протичащи в реалния свят. Следователно те са повярвали в съществуването на микрочастици много преди времето, когато са успели да докажат този факт.
Едва през XIX век.те започнаха да се анализират като най-малките съставки на химичните елементи, които имат специфични атомни свойства - способността да се съединяват съединения с други в строго определено количество. В началото на 20 век се смяташе, че атомите са най-малките частици на материята, докато не се докаже, че те се състоят от още по-малки единици.
Атом химического элемента – микроскопический изграждане на тухла от материя. Определящата особеност на тази микрочастица беше молекулната маса на атома. Само откритието на периодичния закон на Менделеев потвърждава, че техните видове са многообразни форми на един-единствен въпрос. Те са толкова малки, че не могат да се видят с помощта на обикновени микроскопи, само на най-мощните електронни устройства. За сравнение, косата на ръката на човек е милион пъти по-широка.
Електронната структура на атом има ядро, състоящо се отна неутрони и протони, както и електрони, които се въртят около центъра по постоянни орбити, като планети около звездите си. Всички те се държат заедно от електромагнитна сила, една от четирите основни във Вселената. Неутроните са частици с неутрален заряд, протоните са надарени с положителен, а електроните са надарени с отрицателен. Последните са привлечени от положително заредени протони, така че са склонни да останат в орбита.
В центральной части имеется ядро, заполняющее най-малката част от целия атом. Но проучванията показват, че почти цялата маса (99,9%) се намира в нея. Всеки атом съдържа протони, неутрони, електрони. Броят на въртящите се електрони в него е равен на положителния централен заряд. Частици със същия ядрен заряд Z, но с различни атомни маси A и броя на неутроните в ядрото N се наричат изотопи, а със същия A и различни Z и N - изобари. Електронът е минимална частица от вещество с отрицателен електрически заряд e = 1,6 · 10-19 кулона. Зарядът на йон определя количеството на загубените или добавени електрони. Процесът на метаморфоза на неутрален атом в зареден йон се нарича йонизация.
Физиците откриха към днешна дата много други елементарни частици. Електронната структура на атома има нова версия.
Считается, что протоны и нейтроны, какими бы не бяха малки, те се състоят от най-малките частици, наречени кварки. Те представляват нов модел на атомна конструкция. Тъй като учените използваха за събиране на доказателства за съществуването на предишния модел, днес те се опитват да докажат съществуването на кварки.
Современные ученые могут увидеть на мониторе компютърни атомни частици на материята, както и да ги движат по повърхността с помощта на специален инструмент, наречен растров тунелен микроскоп (RTM).
Това е компютъризирана инструмент с връх, който е многодвижи се внимателно близо до повърхността на материала. Докато върхът се движи, електроните се движат през процепа между върха и повърхността. Въпреки че материалът изглежда идеално гладък, той всъщност е неравномерен на атомно ниво. Компютърът прави карта на повърхността на дадено вещество, създавайки образ на неговите частици и по този начин учените могат да видят свойствата на атома.
Отрицателно заредените йони обикалят ядротона достатъчно голямо разстояние. Структурата на атома е такава, че цялото е наистина неутрално и няма електрически заряд, тъй като всичките му частици (протони, неутрони, електрони) са в баланс.
Радиоактивният атом е елемент, който можелесно се разделя. Неговият център се състои от много протони и неутрони. Единственото изключение е диаграмата на водородния атом, който има един единствен протон. Ядрото е заобиколено от облак от електрони, именно тяхното привличане го кара да се върти около центъра. Протоните с еднакъв заряд се отблъскват.
Това не е проблем за повечето малки частици.които имат няколко от тях. Но някои от тях са нестабилни, особено големи като уран, който има 92 протона. Понякога центърът му не може да издържи на такова натоварване. Те се наричат радиоактивни, тъй като изхвърлят няколко частици от сърцевината си. След като нестабилното ядро се отърве от протоните, останалите образуват нова дъщеря. Той може да бъде стабилен в зависимост от броя на протоните в новото ядро или може да се раздели допълнително. Този процес продължава, докато не остане стабилно детско ядро.
Физикохимичните свойства на атома се променят естествено от един елемент на друг. Те се определят от следните основни параметри.
Атомна маса. Тъй като основното място на микрочастиците се заема от протони и неутрони, тяхната сума определя броя, който се изразява в атомни единици маса (amu) Формула: A = Z + N.
Атомен радиус. Радиусът зависи от местоположението на елемента в системата на Менделеев, химическата връзка, броя на съседните атоми и квантово-механичното действие. Радиусът на сърцевината е сто хиляди пъти по-малък от радиуса на самия елемент. Структурата на атома може да бъде лишена от електрони и да се превърне в положителен йон, или да добави електрони и да се превърне в отрицателен йон.
В периодичната система на Менделеев всекихимичният елемент заема определеното му място. В таблицата размерът на атома се увеличава, когато се движите отгоре надолу и намалява, когато се движите отляво надясно. Следвайки това, най-малкият елемент е хелий, а най-големият е цезий.
Валентност. Външната електронна обвивка на атома се нарича валентност и електроните в нея са получили съответното име - валентни електрони. Техният брой определя как атомът е свързан с останалата част чрез химическа връзка. Микрочастиците се опитват да запълнят външните си валентни черупки с метода за създаване на последните.
Гравитацията, привличането е силата, която държипланети в орбита, поради това обектите, освободени от ръцете, падат на пода. Човек забелязва гравитацията повече, но електромагнитният ефект е в пъти по-мощен. Силата, която привлича (или отблъсква) заредени частици в атома, е 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 пъти по-мощна от гравитацията в него. Но в центъра на ядрото има още по-мощна сила, способна да държи протони и неутрони заедно.
Реакциите в ядрата създават енергия, както в ядратареактори, където атомите са разделени. Колкото по-тежък е елементът, толкова повече частици са изградени от неговите атоми. Ако съберем общия брой протони и неутрони в даден елемент, ще открием неговата маса. Например Уран, най-тежкият елемент, открит в природата, има атомна маса 235 или 238.
Енергийните нива на атома сапространството около ядрото, където електронът се движи. Общо има 7 орбитали, съответстващи на броя на периодите в периодичната таблица. Колкото по-отдалечено е местоположението на електрона от ядрото, толкова по-значителен резерв от енергия той притежава. Номерът на периода показва броя на атомните орбитали около неговото ядро. Например, калият е елемент от 4-ти период, което означава, че той има 4 енергийни нива на атома. Броят на химичния елемент съответства на неговия заряд и броя на електроните около ядрото.
Може би най-известната научна формулаоткрит от германския физик Айнщайн. Тя твърди, че масата не е нищо друго освен форма на енергия. Въз основа на тази теория можете да превърнете материята в енергия и да изчислите, използвайки формулата колко можете да получите. Първият практически резултат от тази трансформация бяха атомните бомби, които първо бяха тествани в пустинята Лос Аламос (САЩ), а след това експлодираха над японски градове. И въпреки че само една седма от експлозива се превърна в енергия, разрушителната сила на атомната бомба беше ужасна.
За да може сърцевината да освободи енергията си, тятрябва да рухне. За да го разделите, трябва да действате като неутрон отвън. Тогава ядрото се разделя на две други, по-леки, като същевременно осигурява огромен прилив на енергия. Разпадането води до освобождаване на други неутрони и те продължават да делят други ядра. Процесът се превръща във верижна реакция, като в резултат се създава огромно количество енергия.
Разрушителната сила, която се отделя по време на трансформацията на материята, човечеството се опитва да укроти в атомните електроцентрали. Тук ядрената реакция не протича под формата на експлозия, а като постепенно отделяне на топлина.
Производството на ядрена енергия има своите предимства иминуси. Според учените, за да поддържаме нашата цивилизация на високо ниво, е необходимо да използваме този огромен източник на енергия. Но трябва да се има предвид, че дори и най-модерните разработки не могат да гарантират пълната безопасност на атомните електроцентрали. В допълнение, радиоактивните отпадъци, генерирани в процеса на производство на енергия, ако се съхраняват неправилно, могат да засегнат нашите потомци в продължение на десетки хиляди години.
След аварията в атомната електроцентрала в Чернобил, все повече и повечехората смятат производството на атомна енергия за много опасно за човечеството. Единствената безопасна електроцентрала от този вид е Слънцето с огромната си ядрена енергия. Учените разработват всякакви модели слънчеви панели и може би в близко бъдеще човечеството ще може да си осигури безопасна атомна енергия.
