Όλη η ύλη αποτελείται από στοιχεία.Αλλά γιατί τα πάντα γύρω μας είναι τόσο διαφορετικά; Η απάντηση σχετίζεται με μικροσκοπικά σωματίδια. Ονομάζονται πρωτόνια. Σε αντίθεση με τα ηλεκτρόνια που έχουν αρνητικό φορτίο, αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια έχουν θετικό φορτίο. Ποια είναι αυτά τα σωματίδια και πώς λειτουργούν;
Ποιο στοιχειώδες σωματίδιο έχει θετικόχρέωση? Όλα όσα μπορείτε να αγγίξετε, να δείτε και να αισθανθείτε αποτελείται από άτομα, τα μικρότερα δομικά στοιχεία που αποτελούν στερεά, υγρά και αέρια. Είναι πολύ μικρά για να εξεταστούν πιο προσεκτικά, αλλά όπως ο υπολογιστής σας, το νερό που πίνετε και ακόμη και ο αέρας που αναπνέετε αποτελούνται από. Υπάρχουν πολλοί τύποι ατόμων, όπως οξυγόνο, άζωτο και σίδηρος. Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους ονομάζεται στοιχεία.
Τα άτομα είναι πολύ παρόμοια, αλλά διαφορετικοί αριθμοίΤα πρωτόνια τα καθιστούν έναν μοναδικό τύπο στοιχείου. Για παράδειγμα, τα άτομα οξυγόνου έχουν 8 πρωτόνια, τα άτομα υδρογόνου έχουν μόνο 1 και τα άτομα χρυσού έχουν 79. Μπορείτε να πείτε πολλά για ένα άτομο απλά μετρώντας τα πρωτόνια του. Αυτά τα στοιχειώδη σωματίδια βρίσκονται στον ίδιο τον πυρήνα. Αρχικά θεωρήθηκε ότι είναι ένα θεμελιώδες σωματίδιο, αλλά πρόσφατη έρευνα έδειξε ότι τα πρωτόνια αποτελούνται από μικρότερα συστατικά - κουάρκ.
Ποιο στοιχειώδες σωματίδιο έχει θετικόχρέωση? Αυτό είναι ένα πρωτόνιο. Αυτό είναι το όνομα του υποατομικού σωματιδίου που βρίσκεται στον πυρήνα κάθε ατόμου. Στην πραγματικότητα, ο αριθμός των πρωτονίων σε κάθε άτομο είναι ο ατομικός αριθμός. Μέχρι πρόσφατα, θεωρήθηκε θεμελιώδες σωματίδιο. Ωστόσο, οι νέες τεχνολογίες οδήγησαν στην ανακάλυψη ότι το πρωτόνιο αποτελείται από μικρότερα σωματίδια που ονομάζονται κουάρκ. Το Quark είναι ένα θεμελιώδες σωματίδιο της ύλης που μόλις ανακαλύφθηκε πρόσφατα.
Ένα στοιχειώδες σωματίδιο με θετικότο φορτίο ονομάζεται πρωτόνιο. Αυτά τα στοιχεία μπορούν να σχηματιστούν ως αποτέλεσμα της εμφάνισης ασταθών νετρονίων. Μετά από περίπου 900 δευτερόλεπτα, το νετρόνιο που αναπηδά από τον πυρήνα θα αποσυντεθεί σε άλλα στοιχειώδη σωματίδια του ατόμου: ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο.
Τα στοιχεία χαρακτηρίζονται από τα ατομικά τουςμια δομή που αποτελείται από υποατομικά στοιχειώδη σωματίδια: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Οι δύο πρώτες ομάδες βρίσκονται στον πυρήνα (κέντρο) του ατόμου και έχουν τη μάζα μιας μονάδας ατομικής μάζας. Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται έξω από τον πυρήνα, σε ζώνες που ονομάζονται «κελύφη». Ζυγίζουν σχεδόν τίποτα. Κατά τον υπολογισμό της ατομικής μάζας, δίνεται προσοχή μόνο στα πρωτόνια και τα νετρόνια. Η μάζα ενός ατόμου είναι το άθροισμά τους.
Συνοψίζοντας την ατομική μάζα όλων των ατόμων σε ένα μόριο,μπορείτε να εκτιμήσετε το μοριακό βάρος, το οποίο εκφράζεται σε μονάδες ατομικής μάζας (τα λεγόμενα daltons). Κάθε ένα από τα βαριά σωματίδια (νετρόνιο, πρωτόνιο) ζυγίζει μία ατομική μάζα, έτσι το άτομο ηλίου (He), το οποίο έχει δύο πρωτόνια, δύο νετρόνια και δύο ηλεκτρόνια, ζυγίζει περίπου τέσσερις μονάδες ατομικής μάζας (δύο πρωτόνια συν δύο νετρόνια). Εκτός από τη θέση και τη μάζα, κάθε υποατομικό σωματίδιο έχει μια ιδιότητα που ονομάζεται "φορτίο". Μπορεί να είναι "θετικό" ή "αρνητικό".
Τα στοιχεία με την ίδια φόρτιση τείνουν να αντανακλούντο ένα το άλλο, και αντικείμενα με αντίθετα φορτία τείνουν να προσελκύουν το ένα το άλλο. Ποιο στοιχειώδες σωματίδιο έχει θετικό φορτίο; Αυτό είναι ένα πρωτόνιο. Τα νετρόνια δεν έχουν καθόλου φορτίο, γεγονός που δίνει στον πυρήνα ένα συνολικό θετικό φορτίο. Κάθε ηλεκτρόνιο έχει αρνητικό φορτίο, το οποίο είναι ίσο σε ισχύ με το θετικό φορτίο ενός πρωτονίου. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια του πυρήνα έλκονται μεταξύ τους, και αυτή είναι η δύναμη που συγκρατεί το άτομο μαζί, σαν τη δύναμη της βαρύτητας που κρατά το φεγγάρι σε τροχιά γύρω από τη γη.
Ποιο στοιχειώδες σωματίδιο έχει θετικό φορτίο; Η απάντηση είναι γνωστή: το πρωτόνιο. Επιπλέον, είναι ίσο σε μέγεθος με τη μονάδα φόρτισης ηλεκτρονίων. Ωστόσο, η μάζα σε κατάσταση ηρεμίας είναι 1,67262 × 10-27 kg, που είναι 1836 φορές τη μάζα ενός ηλεκτρονίου.Τα πρωτόνια, μαζί με ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια που ονομάζονται νετρόνια, αποτελούν όλους τους ατομικούς πυρήνες εκτός από το υδρογόνο. Κάθε πυρήνας ενός δεδομένου χημικού στοιχείου έχει τον ίδιο αριθμό πρωτονίων. Ο ατομικός αριθμός αυτού του στοιχείου καθορίζει τη θέση του στον περιοδικό πίνακα.
Ένα στοιχειώδες σωματίδιο με θετικότο φορτίο είναι ένα πρωτόνιο, η ανακάλυψη του οποίου χρονολογείται από τις πρώτες μελέτες ατομικής δομής. Κατά τη μελέτη των ροών ιονισμένων αερίων ατόμων και μορίων από τα οποία αφαιρέθηκαν τα ηλεκτρόνια, προσδιορίστηκε ένα θετικό σωματίδιο, ίσο σε μάζα με ένα άτομο υδρογόνου. Ο Ernest Rutherford (1919) έδειξε ότι το άζωτο, όταν βομβαρδίζεται με σωματίδια άλφα, εκτοξεύει αυτό που φαίνεται να είναι υδρογόνο. Μέχρι το 1920, είχε απομονωθεί ένα στοιχειώδες σωματίδιο από πυρήνες υδρογόνου, αποκαλώντας το πρωτόνιο.
Έρευνα φυσικής σωματιδίων υψηλής ενέργειας στοστα τέλη του εικοστού αιώνα βελτιώθηκε η δομική κατανόηση της φύσης του πρωτονίου σε μια ομάδα υποατομικών σωματιδίων. Έχει αποδειχθεί ότι τα πρωτόνια και τα νετρόνια αποτελούνται από μικρότερα σωματίδια και ταξινομούνται ως βαρυόνια - σωματίδια αποτελούμενα από τρεις στοιχειώδεις μονάδες ύλης γνωστές ως κουάρκ.
Ένα άτομο είναι ένα μικρό μέρος αυτής της ύληςαντιπροσωπεύει ένα συγκεκριμένο αντικείμενο. Για ένα διάστημα πιστεύεται ότι ήταν το μικρότερο κομμάτι της ύλης που θα μπορούσε να υπάρχει. Αλλά στα τέλη του 19ου αιώνα και στις αρχές του 20ου αιώνα, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι τα άτομα αποτελούνται από ορισμένα υποατομικά σωματίδια και ότι ανεξάρτητα από το στοιχείο, αυτά τα ίδια υποατομικά σωματίδια αποτελούν ένα άτομο. Ο αριθμός των διαφορετικών υποατομικών σωματιδίων είναι το μόνο πράγμα που αλλάζει.
Οι επιστήμονες αναγνωρίζουν τώρα ότι υπάρχουν πολλά υποατομικάσωματίδια. Αλλά για να είστε επιτυχημένοι στη χημεία, χρειάζεστε μόνο τρία βασικά: πρωτόνια, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Το θέμα μπορεί να φορτιστεί ηλεκτρικά με έναν από τους δύο τρόπους: θετικό ή αρνητικό.
Ως στοιχειώδες σωματίδιο με θετικόκλήση χρέωσης; Η απάντηση είναι απλή: το πρωτόνιο, είναι αυτός που φέρει μια μονάδα θετικού φορτίου. Και λόγω της παρουσίας αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων, το ίδιο το άτομο είναι ουδέτερο. Μερικές φορές, μερικά άτομα μπορούν να κερδίσουν ή να χάσουν ηλεκτρόνια και να κερδίσουν φορτίο. Σε αυτήν την περίπτωση, συνήθως ονομάζονται ιόντα.
Το άτομο έχει συστηματικό και τακτοποιημένομια δομή που παρέχει σταθερότητα και είναι υπεύθυνη για όλα τα είδη ιδιοτήτων της ύλης. Η μελέτη αυτών των υποατομικών σωματιδίων ξεκίνησε πριν από περισσότερα από εκατό χρόνια, και τώρα γνωρίζουμε ήδη πολλά γι 'αυτά. Οι επιστήμονες διαπίστωσαν ότι το μεγαλύτερο μέρος του ατόμου είναι άδειο και αραιοκατοικημένο με "ηλεκτρόνια". Είναι αρνητικά φορτισμένα ελαφριά σωματίδια που περιστρέφονται γύρω από ένα κεντρικό βαρύ μέρος, το οποίο αποτελεί το 99,99% της συνολικής μάζας ενός ατόμου. Ήταν ευκολότερο να καταλάβουμε τη φύση των ηλεκτρονίων, αλλά μετά από πολλές έξυπνες μελέτες έγινε γνωστό ότι ο πυρήνας περιλαμβάνει θετικά πρωτόνια και ουδέτερα νετρόνια.
Το κλειδί για την κατανόηση των περισσότερων ιδιοτήτων του υλικούείναι ότι κάθε μονάδα στο σύμπαν μας αποτελείται από άτομα. Υπάρχουν 92 φυσικοί τύποι ατόμων και σχηματίζουν μόρια, ενώσεις και άλλους τύπους ουσιών για να δημιουργήσουν έναν περίπλοκο κόσμο γύρω μας. Αν και το όνομα «άτομο» προήλθε από την ελληνική λέξη átomos, που σημαίνει «αδιαίρετη», η σύγχρονη φυσική έχει δείξει ότι δεν είναι το απόλυτο δομικό στοιχείο της ύλης και πράγματι «διαιρείται» σε υποατομικά σωματίδια. Είναι οι πραγματικές θεμελιώδεις οντότητες που αποτελούν ολόκληρο τον κόσμο.
