Àtom d'Estructura. Els nivells d'energia de l'àtom. Protons, neutrons, electrons

El nom de "àtom" del grec vol dir "indivisible". Tot el que ens envolta - sòlids, líquids i aire - està construïda de mil milions d'aquestes partícules.

L'aparició de la versió de l'àtom

En primer àtoms es va fer conegut en el segle V abans de Crist, quan el filòsof grec Demòcrit va suggerir que la matèria està composta de diminutes partícules que es mouen. Però llavors no va ser possible comprovar la versió de la seva existència. I encara que ningú podia veure aquestes partícules, la idea va ser discutida, perquè l'única manera els científics podrien explicar els processos que ocorren en el món real. Per tant, creien en l'existència de micro-partícules molt abans del temps van ser capaços de demostrar aquest fet.

Només en el segle XIX. van analitzar com es van convertir en els elements químics constituents més petites que tenen àtoms de propietats específiques - la capacitat d'unir-se amb altres compostos en una quantitat estrictament designat. A principis del segle XX es creia que els àtoms - les partícules mínimes de la matèria, encara no s'ha demostrat que es componen d'unitats encara més petites.

Què és un element químic?

Àtom de l'element químic - el bloc de construcció microscòpica de la matèria. La característica definitòria de les micropartícules es converteixen en la massa molecular de l'àtom. Només el descobriment de la llei periòdica de raonables de que les seves opinions són diverses formes d'un material de Mendeleev. Són tan petites que no es poden observar per mitjà de microscopis convencionals, només els dispositius electrònics més potents. A tall de comparació, els cabells de la mà d'un home és un milió de vegades més gran.

L'estructura electrònica de l'àtom té un nucli compost de protons i neutrons i electrons, que gira al voltant del centre d'òrbites regulars com planetes al voltant de les seves estrelles. Tots ells mantenen units per la força electromagnètica, un dels quatre primers en l'univers. Els neutrons - unes partícules de càrrega neutra, dotats de protons i electrons positius - negatius. Recents atrets pels protons carregats positivament, de manera que tendeixen a romandre en òrbita.

L'estructura d'un àtom

A la part central té una part de nucli que omple l'àtom total mínim. Però els estudis mostren que gairebé tota la massa (99,9%) es troba en ella. Cada àtom conté protons, neutrons, electrons. El nombre d'electrons que gira en el mateix és igual a la càrrega central positiu. Les partícules amb el mateix nucli de càrrega Z però diferents masses atòmiques A i el nombre de neutrons en el nucli es diuen N isòtops i, al mateix A i diferent Z i N - isòbares. substància de partícula mínim amb una càrrega elèctrica negativa i = 1,6 x 10-19 coulombs - Electronic. càrrega de ions determina el nombre d'electrons perduts o guanyant. Procés metamorfosi àtom neutre en un ió carregat es diu ionització.

La nova versió del model de l'àtom

Els físics han descobert fins a la data moltes altres partícules elementals. L'estructura electrònica de l'àtom té una nova versió.

Es creu que els protons i els neutrons, no importa el petit que sigui, estan formats per les partícules més petites, que es diuen - quarks. Constitueixen un nou model per a l'àtom. Tan aviat com els científics es reuneixen evidència de l'existència del model anterior, i ara estan tractant de provar l'existència dels quarks.

- RTM futur instrument

Els científics moderns poden veure en el seu monitor de l'ordinador partícules atòmiques de la matèria, així com moure'ls a través de la superfície utilitzant una eina especial, que es diu un microscopi d'efecte túnel (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Es tracta d'una eina informàtica amb una punta que es mou amb molta cura a prop de la superfície del material. Quan la sonda està en moviment, els electrons es mouen a través del buit entre la punta i la superfície. Tot i que el material es veu molt suau, de fet, és desigual a nivell atòmic. L'ordinador fa que la superfície de la targeta del material, creant una imatge de les seves partícules, i científics, pel que pot veure les propietats de l'àtom.

partícules radioactives

ions carregats negativament es giren al voltant del nucli a una distància prou gran. l'estructura atòmica de tal manera que és realment un punt mort i no té càrrega elèctrica, ja que totes les partícules (protons, neutrons, electrons) estan en equilibri.

L'àtom radioactiu - és un element que pot ser escindit fàcilment. El seu centre es compon de molts protons i neutrons. L'única excepció és un diagrama d'un àtom d'hidrogen, que té un sol protó. El nucli està envoltat per un núvol d'electrons, és la seva atracció es fa girar al voltant del centre. Protons mateixes càrregues iguals es repel·leixen entre si.

Aquest no és un problema per a la majoria de les partícules petites, en les que hi ha diversos. Però alguns d'ells són inestables, especialment en el de grans dimensions, com l'urani, que té 92 protons. De vegades el seu centre no pot suportar aquestes càrregues. Radioactiu, que són cridats pel fet que emeten més partícules del seu nucli. Un cop alliberat del nucli inestable de protons, els restants constitueixen una nova filial. Potser és estable en funció del nombre de protons en el nucli nou, i pot dividir-se encara més. Aquest procés continua fins que no hi hagi nucli fill més estable.

Les propietats dels àtoms

Propietats fisicoquímiques de l'àtom natural varien d'un element a un altre. Es defineixen pels següents paràmetres bàsics.

massa atòmica. Ja que el lloc micropartícules bàsics ocupen protons i neutrons, llavors la suma del nombre de clients potencials, que s'expressa en unitats de massa atòmica (amu) Fórmula: A = Z + N.

El radi atòmic. El radi depèn de la ubicació de l'element en el sistema periòdic de l'enllaç químic, les quantitats d'àtoms veïns i acció mecànica quàntica. radi del nucli és cent mil vegades menor que el radi de l'element. àtom d'estructura pot perdre electrons i convertit en un ió positiu o afegir electrons i convertir-se en ions negatius.

A la taula periòdica Mendeleiev qualsevol element químic ocupa el seu lloc assignat. mida àtom Taula augmenta quan es mou cap avall, i disminueix quan es mou d'esquerra a dreta. Arran d'això, l'element més petit - és l'heli, i la més alta - cesi.

València. La capa d'electrons exterior d'un àtom s'anomena la banda de valència, i els electrons, que es diu respectivament - els electrons de valència. El seu nombre especifica com àtom està connectat a un altre a través d'enllaços químics. Manera de crear micropartícules últim intent d'omplir la seva capa de valència exterior.

La gravetat d'atracció - és la força que manté als planetes en òrbita, perquè sortia de les mans de la caiguda d'objectes a terra. L'home ja no veu la gravetat, però l'efecte electromagnètic és moltes vegades més potent. La força que atrau (o repel·leix) les partícules carregades en l'àtom, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 vegades més potent que la gravetat en el mateix. Però en el centre del nucli, encara hi ha una força poderosa capaç de mantenir els protons i els neutrons.

Les reaccions en els nuclis creen energia en un reactor nuclear, on s'escindeixen els àtoms. Com més pesat l'element, les majors quantitats de partícules van construir els seus àtoms. Si se suma el nombre total de protons i neutrons en un element, aprenem del seu pes. Per exemple, l'urani, l'element més pesat que existeix en la naturalesa, té un pes atòmic de 235 o 238.

Fissió de l'àtom als nivells

Els nivells d'energia de l'àtom - és la quantitat d'espai al voltant del nucli, on l'electró està en moviment. En total hi ha 7 orbitals corresponents al nombre de períodes de la taula periòdica. Com més allunyat de la ubicació de l'electró al nucli, les reserves d'energia més importants que conté. Període, el nombre indica el nombre de orbitals atòmics al voltant del seu nucli. Per exemple, el potassi - període element 4, a continuació, que té un nivell d'energia abril àtom. element químic número correspon a la seva càrrega i el nombre d'electrons al voltant del nucli.

Àtom - la font d'energia

Probablement la més famosa fórmula científica descobert pel físic alemany Einstein. Ella sosté que la massa no és més que una forma d'energia. Basant-se en aquesta teoria, és possible convertir la matèria en energia, i es calcula per la fórmula com es pot aconseguir. El primer resultat pràctic d'aquesta conversió es converteixen en bombes atòmiques que van ser provats per primera vegada en el desert de Los Alamos (EUA), i després van detonar sobre les ciutats japoneses. I encara que només una setena part de l'explosiva converteix en energia, el poder destructiu de la bomba atòmica era horrible.

Per al nucli allibera la seva energia, que ha de ser destruït. Dividir-lo, cal actuar fora del neutró. A continuació, el nucli es desintegra en altres dos, més lleuger, proporcionant un enorme alliberament d'energia. El col·lapse condueix a l'alliberament d'altres neutrons, i continuen per dividir altres nuclis. El procés es converteix en una reacció en cadena, el que resulta en la creació d'una enorme quantitat d'energia.

Pros i els contres de la utilització d'una reacció nuclear en el nostre temps

poder destructiu, que s'allibera en la transformació de la matèria, la humanitat ha estat tractant de domesticar les plantes d'energia nuclear. Quan la reacció nuclear té lloc no en la forma d'una explosió, sinó com una pèrdua de calor gradual.

L'energia nuclear té els seus pros i contres. Segons els científics, per tal de mantenir la nostra civilització a un nivell alt, ha d'utilitzar aquesta gran font d'energia. Però cal tenir en compte el fet que fins i tot el desenvolupament més modern no pot garantir la completa seguretat de les centrals nuclears. També obtingut en la producció d'energia dels residus radioactius sota emmagatzematge inadequat pot afectar els nostres descendents per desenes de milers d'anys.

Després de l'accident de Txernòbil a més persones és la producció d'energia nuclear és molt perillosa per a la humanitat. L'única planta segura d'aquest tipus és el sol amb la seva gran capacitat d'energia nuclear. Els científics estan desenvolupant diversos models de bateries solars, i possiblement en el futur proper, la humanitat serà capaç de proveir-se d'energia nuclear segura.