Namnet "atom" översätts från grekiska som "odelbar". Allt runt oss - fasta ämnen, vätskor och luft - byggs av miljarder av dessa partiklar.
För första gången blev atomer kända under V-talet tidigareAD, när den grekiska filosofen Democritus föreslog att materien består av rörliga små partiklar. Men då var det inte möjligt att verifiera versionen av deras existens. Och även om ingen kunde se dessa partiklar diskuterades idén, för bara på detta sätt kunde forskare förklara de processer som äger rum i den verkliga världen. Därför trodde de på förekomsten av mikropartiklar långt före den tid då de kunde bevisa detta faktum.
Endast under XIX-talet.de började analyseras som de minsta beståndsdelarna av kemiska element med atomernas specifika egenskaper - förmågan att förena föreningar med andra i en strikt angiven mängd. I början av 1900-talet trodde man att atomer var de minsta partiklarna av materia, tills det bevisades att de består av ännu mindre enheter.
Atom av ett kemiskt element - mikroskopisktbyggnadssten av materia. Det avgörande kännetecknet för denna mikropartikel var atomens molekylmassa. Endast upptäckten av Mendeleevs periodiska lag bekräftade att deras arter är olika former av en enda fråga. De är så små att de inte kan ses med vanliga mikroskop, bara de mest kraftfulla elektroniska enheterna. Som jämförelse är håret på en persons hand en miljon gånger bredare.
En atoms elektroniska struktur har en kärna som består avav neutroner och protoner, såväl som elektroner, som kretsar runt centrum i ständiga banor, som planeter runt sina stjärnor. Alla hålls samman av elektromagnetisk kraft, en av de fyra viktigaste i universum. Neutroner är partiklar med en neutral laddning, protoner har positiva och elektroner är negativa. De senare lockas till positivt laddade protoner, så de tenderar att stanna i omloppsbana.
I den centrala delen finns en kärnfyllningden minsta delen av hela atomen. Men studier visar att nästan hela massan (99,9%) finns i den. Varje atom innehåller protoner, neutroner, elektroner. Antalet roterande elektroner i det är lika med den positiva centralladdningen. Partiklar med samma kärnladdning Z, men med olika atommassor A och antalet neutroner i kärnan N kallas isotoper, och med samma A och olika Z- och N-isobarer. En elektron är en minimal partikel av ett ämne med en negativ elektrisk laddning e = 1,6 · 10-19 coulomb. Laddningen av en jon bestämmer mängden förlorade eller tillsatta elektroner. Processen för metamorfos av en neutral atom till en laddad jon kallas jonisering.
Fysiker har hittills hittat många andra elementära partiklar. Atomens elektroniska struktur har en ny version.
Det antas att protoner och neutroner, oavsett vadde var inte små, de består av de minsta partiklarna som kallas kvarkar. De utgör en ny atomkonstruktionsmodell. Som forskare brukade samla bevis för förekomsten av den föregående modellen, de försöker idag att bevisa förekomsten av kvarkar.
Moderna forskare kan se på bildskärmendatoratomiska partiklar av materia, och också för att flytta dem på ytan med hjälp av ett speciellt verktyg som kallas ett rastertunnelmikroskop (RTM).
Detta är datoriserat verktyg med ett tips som är mycketrör sig försiktigt nära materialets yta. När spetsen rör sig rör sig elektronerna genom mellanrummet mellan spetsen och ytan. Även om materialet ser helt slätt ut, är det faktiskt ojämnt på atomnivå. En dator skapar en karta över ett ämnes yta och skapar en bild av dess partiklar, och forskare kan alltså se en atoms egenskaper.
Negativt laddade joner cirklar runt kärnanpå ett ganska stort avstånd. Strukturen hos en atom är sådan att hela atomen är riktigt neutral och inte har en elektrisk laddning, eftersom alla dess partiklar (protoner, neutroner, elektroner) är i balans.
En radioaktiv atom är ett element som kanlätt att dela. Dess centrum består av många protoner och neutroner. Det enda undantaget är schemat för väteatomen, som har en enda proton. Kärnan är omgiven av ett moln av elektroner, det är deras attraktion som gör att den roterar runt mitten. Protoner stöter varandra med samma laddning.
Detta är inte ett problem för de flesta små partiklar,som har flera av dem. Men några av dem är instabila, särskilt för stora, till exempel uran, som har 92 protoner. Ibland tål dess centrum inte en sådan belastning. De kallas radioaktiva på grund av att de släpper ut flera partiklar från deras kärna. Efter att den instabila kärnan fick bort protonerna bildar de återstående en ny dotter. Det kan vara stabilt beroende på antalet protoner i den nya kärnan och kan delas ytterligare. Denna process varar tills en stabil barnkärna kvarstår.
En atoms fysikalisk-kemiska egenskaper förändras naturligt från ett element till ett annat. De bestäms av följande huvudparametrar.
Atomisk massa. Eftersom mikropartiklarnas huvudsakliga plats är upptagen av protoner och neutroner, bestämmer deras summa antalet uttryckt i atomenheter av massa (amu) Formel: A = Z + N.
Atom radie.Radien beror på placeringen av elementet i Mendeleev-systemet, kemisk bindning, antalet angränsande atomer och kvantmekanisk verkan. Kärnans radie är hundra tusen gånger mindre än själva elementets radie. Strukturen hos en atom kan förlora elektroner och förvandlas till en positiv jon, eller lägga till elektroner och bli en negativ jon.
I det periodiska systemet för Mendeleev, vilket som helstkemiska element tar sin etablerade plats. I tabellen ökar atomens storlek när man rör sig från topp till botten och minskar när man rör sig från vänster till höger. Från detta är det minsta elementet helium, och det största är cesium.
Valens. Valens yttre elektronskal kallas valens och elektronerna i den har fått motsvarande namn - valenselektroner. Deras antal avgör hur atomen är bunden till resten genom en kemisk bindning. Mikropartiklarna försöker fylla sina yttre valensskal med metoden för att skapa de senare.
Gravitation, attraktion är den kraft som hållerplaneter i omlopp, på grund av det faller föremål som släpps från händerna på golvet. En person märker tyngdkraften mer, men den elektromagnetiska effekten är många gånger kraftigare. Kraften som drar till sig (eller stöter bort) laddade partiklar i en atom är 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 gånger mer kraftfull än tyngdkraften i den. Men det finns en ännu kraftfullare kraft i mitten av kärnan, som kan hålla protoner och neutroner tillsammans.
Reaktioner i kärnor skapar energi som i kärnkraftreaktorer där atomer är uppdelade. Ju tyngre elementet är, desto fler partiklar är dess atomer byggda av. Om vi summerar det totala antalet protoner och neutroner i ett element får vi reda på dess massa. Till exempel har Uranus, det tyngsta elementet som finns i naturen, en atommassa på 235 eller 238.
En atoms energinivåer ärutrymmet runt kärnan där elektronen är i rörelse. Det finns totalt 7 orbitaler, vilket motsvarar antalet perioder i det periodiska systemet. Ju mer avlägsen platsen för elektronen från kärnan, desto mer betydande energireserv har den. Periodenummeret anger antalet atomorbitaler runt kärnan. Till exempel är kalium ett element i den fjärde perioden, vilket innebär att den har 4 energinivåer i atomen. Antalet kemiska element motsvarar dess laddning och antalet elektroner runt kärnan.
Förmodligen den mest kända vetenskapliga formelnupptäcktes av den tyska fysikern Einstein. Hon hävdar att massa inte är annat än en form av energi. Baserat på denna teori kan du förvandla materia till energi och beräkna med formeln hur mycket du kan få. Det första praktiska resultatet av denna omvandling var atombomber, som först testades i Los Alamosöknen (USA) och sedan exploderade över japanska städer. Och även om endast en sjunde av sprängämnet omvandlades till energi, var atombombens destruktiva kraft hemsk.
För att kärnan ska släppa sin energi, detbör kollapsa. För att dela det måste du agera som en neutron från utsidan. Sedan delas kärnan i två andra, lättare, samtidigt som den ger en enorm energiutbrott. Förfallet leder till frisättning av andra neutroner, och de fortsätter att klyva andra kärnor. Processen förvandlas till en kedjereaktion, vilket skapar en enorm mängd energi som ett resultat.
Den destruktiva kraften som frigörs under omvandlingen av materien, mänskligheten försöker tämja vid kärnkraftverk. Här sker kärnreaktionen inte i form av en explosion utan som en gradvis frisättning av värme.
Kärnenergiproduktion har sina fördelar ochminus. Enligt forskare är det nödvändigt att använda denna enorma energikälla för att upprätthålla vår civilisation på en hög nivå. Men man bör komma ihåg att även den modernaste utvecklingen inte kan garantera kärnkraftverkens fullständiga säkerhet. Dessutom kan det radioaktiva avfallet som erhålls under energiproduktion, om det lagras felaktigt, påverka våra ättlingar i tiotusentals år.
Efter olyckan vid kärnkraftverket i Tjernobyl, mer och mermänniskor anser att produktionen av atomenergi är mycket farlig för mänskligheten. Det enda säkra kraftverket av detta slag är solen med sin enorma kärnkraft. Forskare utvecklar alla möjliga modeller av solpaneler, och kanske inom en snar framtid kommer mänskligheten att kunna förse sig med säker atomenergi.
