Il nome "atomo" è tradotto dal greco come "indivisibile". Tutto ciò che ci circonda - solidi, liquidi e aria - è costituito da miliardi di queste particelle.
Per la prima volta, gli atomi divennero noti nel V secolo primadC, quando il filosofo greco Democrito suggerì che la materia è composta da minuscole particelle in movimento. Ma poi non c'era modo di verificare la versione della loro esistenza. E sebbene nessuno potesse vedere queste particelle, l'idea è stata discussa, perché questo era l'unico modo in cui gli scienziati potevano spiegare i processi che avvengono nel mondo reale. Pertanto, credevano nell'esistenza delle microparticelle molto prima del momento in cui erano in grado di dimostrare questo fatto.
Solo nel XIX secolo.iniziarono ad essere analizzati come i più piccoli costituenti di elementi chimici che hanno proprietà specifiche degli atomi: la capacità di entrare in composti con altri in una quantità rigorosamente prescritta. All'inizio del XX secolo si credeva che gli atomi fossero le particelle più piccole della materia, finché non fu dimostrato che erano composti da unità ancora più piccole.
Atomo di un elemento chimico - microscopicomattoni da costruzione di materia. La caratteristica distintiva di questa microparticella è il peso molecolare dell'atomo. Solo la scoperta della legge periodica di Mendeleev ha dimostrato che i loro tipi sono varie forme di un'unica materia. Sono così piccoli che non possono essere visti usando i normali microscopi, solo i dispositivi elettronici più potenti. Per fare un confronto, un capello su una mano umana è un milione di volte più largo.
La struttura elettronica di un atomo ha un nucleo costituito dada neutroni e protoni, così come dagli elettroni, che ruotano attorno al centro in orbite costanti, come i pianeti attorno alle loro stelle. Tutti loro sono tenuti insieme da una forza elettromagnetica, una delle quattro principali dell'universo. I neutroni sono particelle con carica neutra, i protoni sono positivi e gli elettroni sono negativi. Questi ultimi sono attratti dai protoni carichi positivamente, quindi tendono a rimanere in orbita.
Nella parte centrale c'è un ripieno di nucleola parte minima dell'intero atomo. Ma gli studi dimostrano che quasi tutta la massa (99,9%) si trova al suo interno. Ogni atomo contiene protoni, neutroni, elettroni. Il numero di elettroni rotanti in esso è uguale alla carica centrale positiva. Le particelle con la stessa carica nucleare Z, ma diversa massa atomica A e il numero di neutroni nel nucleo N sono chiamate isotopi e con la stessa A e diverse Z e N - isobare. Un elettrone è la particella più piccola di una sostanza con carica elettrica negativa e = 1,6 · 10-19 coulomb. La carica di uno ione determina il numero di elettroni persi o aggiunti. Il processo di metamorfosi di un atomo neutro in uno ione carico è chiamato ionizzazione.
Finora i fisici hanno scoperto molte altre particelle elementari. La struttura elettronica dell'atomo ha una nuova versione.
Si crede che protoni e neutroni, qualunque cosanon erano piccoli, sono costituiti dalle particelle più piccole, che sono chiamate - quark. Costituiscono un nuovo modello per la costruzione dell'atomo. Come gli scienziati erano soliti raccogliere prove dell'esistenza del modello precedente, oggi stanno cercando di dimostrare l'esistenza dei quark.
Gli scienziati moderni possono vedere sul monitorparticelle atomiche di materia del computer e spostarle lungo la superficie utilizzando uno strumento speciale chiamato microscopio a effetto tunnel a scansione (RTM).
Questo è computerizzato uno strumento con una punta che è moltosi muove con cautela vicino alla superficie del materiale. Quando la punta si muove, gli elettroni si muovono attraverso lo spazio tra la punta e la superficie. Sebbene il materiale appaia perfettamente liscio, in realtà è irregolare a livello atomico. Il computer crea una mappa della superficie di una sostanza, creando un'immagine delle sue particelle, e così gli scienziati possono vedere le proprietà dell'atomo.
Gli ioni con carica negativa girano intorno al nucleoad una distanza sufficientemente ampia. La struttura dell'atomo è tale che il tutto è realmente neutro e non ha carica elettrica, perché tutte le sue particelle (protoni, neutroni, elettroni) sono in equilibrio.
Un atomo radioattivo è un elemento che puòfacile da dividere. Il suo centro è costituito da molti protoni e neutroni. L'unica eccezione è il diagramma dell'atomo di idrogeno, che ha un solo protone. Il nucleo è circondato da una nuvola di elettroni, è la loro attrazione che lo fa ruotare attorno al centro. I protoni con la stessa carica si respingono.
Questo non è un problema per la maggior parte delle particelle piccole.che ne hanno diversi. Ma alcuni di loro sono instabili, specialmente quelli grandi come l'uranio, che ha 92 protoni. A volte il suo centro non può sopportare un tale carico. Sono chiamati radioattivi perché espellono diverse particelle dal loro nucleo. Dopo che il nucleo instabile si è liberato dei protoni, i rimanenti formano una nuova figlia. Può essere stabile a seconda del numero di protoni nel nuovo nucleo, oppure può ulteriormente scissione. Questo processo continua finché non rimane un nucleo figlio stabile.
Le proprietà fisico-chimiche dell'atomo cambiano naturalmente da un elemento all'altro. Sono determinati dai seguenti parametri principali.
Massa atomica. Poiché il posto principale delle microparticelle è occupato da protoni e neutroni, la loro somma determina il numero, che è espresso in unità di massa atomica (amu) Formula: A = Z + N.
Raggio atomico.Il raggio dipende dalla posizione dell'elemento nel sistema di Mendeleev, dal legame chimico, dal numero di atomi vicini e dall'azione quantomeccanica. Il raggio del nucleo è centomila volte inferiore al raggio dell'elemento stesso. La struttura di un atomo può essere privata di elettroni e diventare uno ione positivo, oppure aggiungere elettroni e diventare uno ione negativo.
Nel sistema periodico di Mendeleev, qualunquel'elemento chimico prende il posto assegnato. Nella tabella, la dimensione di un atomo aumenta quando ci si sposta dall'alto verso il basso e diminuisce quando ci si sposta da sinistra a destra. Di conseguenza, l'elemento più piccolo è l'elio e il più grande è il cesio.
Valenza.Il guscio elettronico esterno di un atomo è chiamato valenza e gli elettroni in esso contenuti hanno ricevuto il nome corrispondente: elettroni di valenza. Il loro numero determina come l'atomo è legato al resto attraverso un legame chimico. Le microparticelle stanno cercando di riempire i loro gusci di valenza esterni con il metodo di creare quest'ultimo.
La gravità, l'attrazione è la forza che tienepianeti in orbita, a causa di ciò, gli oggetti rilasciati dalle mani cadono sul pavimento. Una persona nota di più la gravità, ma l'effetto elettromagnetico è molte volte più potente. La forza che attrae (o respinge) le particelle cariche in un atomo è 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 volte più potente della gravità al suo interno. Ma c'è una forza ancora più potente al centro del nucleo, capace di tenere insieme protoni e neutroni.
Le reazioni nei nuclei creano energia come nel nuclearereattori in cui gli atomi sono scissi. Più un elemento è pesante, più particelle vengono utilizzate per costruire i suoi atomi. Se sommiamo il numero totale di protoni e neutroni in un elemento, scopriamo la sua massa. Ad esempio, Urano, l'elemento più pesante presente in natura, ha una massa atomica di 235 o 238.
I livelli energetici di un atomo sono la quantitàlo spazio intorno al nucleo in cui l'elettrone è in movimento. Ci sono 7 orbitali in totale, corrispondenti al numero di periodi nella tavola periodica. Quanto più lontana è la posizione dell'elettrone dal nucleo, tanto più significativa è la riserva di energia che possiede. Il numero del periodo indica il numero di orbitali atomici attorno al suo nucleo. Ad esempio, il potassio è un elemento del 4° periodo, il che significa che ha 4 livelli energetici dell'atomo. Il numero di un elemento chimico corrisponde alla sua carica e al numero di elettroni attorno al nucleo.
Probabilmente la formula scientifica più famosascoperto dal fisico tedesco Einstein. Afferma che la massa non è altro che una forma di energia. Sulla base di questa teoria, puoi trasformare la materia in energia e calcolare usando la formula quanto puoi ottenere. Il primo risultato pratico di questa trasformazione furono le bombe atomiche, che furono prima testate nel deserto di Los Alamos (USA), e poi esplose sulle città giapponesi. Sebbene solo un settimo dell'esplosivo fosse stato convertito in energia, il potere distruttivo della bomba atomica era terribile.
Affinché il nucleo rilasci la sua energia, èdovrebbe crollare. Per dividerlo, devi agire come un neutrone dall'esterno. Quindi il nucleo si divide in altri due, più leggeri, fornendo un'enorme esplosione di energia. Il decadimento porta al rilascio di altri neutroni e continuano a fissione altri nuclei. Il processo si trasforma in una reazione a catena, creando di conseguenza un'enorme quantità di energia.
La forza distruttiva che viene rilasciata durante la trasformazione della materia, l'umanità sta cercando di domare nelle centrali nucleari. Qui la reazione nucleare non avviene sotto forma di esplosione, ma come graduale rilascio di calore.
La produzione di energia nucleare ha i suoi vantaggi esvantaggi. Secondo gli scienziati, per mantenere la nostra civiltà ad un livello elevato, è necessario utilizzare questa enorme fonte di energia. Ma va tenuto presente che anche gli sviluppi più moderni non possono garantire la completa sicurezza delle centrali nucleari. Inoltre, i rifiuti radioattivi ottenuti nel processo di produzione di energia, se stoccati in modo improprio, possono colpire i nostri discendenti per decine di migliaia di anni.
Dopo l'incidente alla centrale nucleare di Chernobyl, sempre di piùla gente considera la produzione di energia atomica molto pericolosa per l'umanità. L'unica centrale sicura di questo tipo è il Sole, con la sua enorme potenza nucleare. Gli scienziati stanno sviluppando tutti i tipi di modelli di celle solari e, forse, nel prossimo futuro, l'umanità sarà in grado di dotarsi di energia atomica sicura.
