Structuur atoom. De energieniveaus van het atoom. Protonen, neutronen, elektronen

De naam "atoom" uit het Grieks betekent "ondeelbaar". Overal om ons heen - vaste stoffen, vloeistoffen en lucht - is gebouwd van miljarden van deze deeltjes.

Het uiterlijk van de versie van het atoom

In de eerste plaats atomen bekend in de V eeuw voor Christus, werd toen de Griekse filosoof Democritus gesuggereerd dat materie is opgebouwd uit kleine deeltjes bewegen. Maar toen was het niet mogelijk om de versie van hun bestaan te controleren. En hoewel niemand deze deeltjes kon zien, werd het idee besproken, omdat de enige manier waarop wetenschappers de processen die zich voordoen in de echte wereld zou kunnen verklaren. Daarom geloofden zij in het bestaan van micro-deeltjes lang voordat de tijd in staat waren om dit feit te bewijzen.

Pas in de negentiende eeuw. geanalyseerd zij werden de kleinste vormende chemische elementen met specifieke eigenschappen bevat - het vermogen om samen met andere verbindingen strikt aangewezen hoeveelheid. Aan het begin van de twintigste eeuw werd aangenomen dat atomen - de minimale deeltjes van de materie, is nog niet bewezen dat ze zijn samengesteld uit nog kleinere eenheden.

Wat is een chemisch element?

Atoom van de chemische element - de microscopische bouwsteen van de materie. Het kenmerk van de microdeeltjes wordt de molecuulmassa van het atoom. Alleen de ontdekking van de periodieke wet van redelijk dat hun standpunten zijn diverse vormen van één materiaal van Mendelejev. Ze zijn zo klein dat ze niet kunnen worden gezien met behulp van conventionele microscopen, alleen de meest krachtige elektronische apparaten. Ter vergelijking, het haar van een man de hand is een miljoen keer groter.

De elektronische structuur van het atoom heeft een kern uit protonen en neutronen en elektronen, die draait rond het centrum op regelmatige banen als planeten rond hun ster. Zij allen samengehouden door de elektromagnetische kracht, een van de top vier in het heelal. Neutronen - een neutrale lading deeltjes, begiftigd met positieve protonen en elektronen - negatief. Recente aangetrokken door de positief geladen protonen, zodat ze de neiging om te verblijven in een baan.

De structuur van een atoom

In het centrale deel een kerndeel waarbij het minimale totale atoom vult. Maar studies tonen aan dat bijna de gehele massa (99,9%) bevindt zich in het. Elk atoom bevat protonen, neutronen, elektronen. Het aantal draaiende elektronen is gelijk aan de positieve lading centrale. Deeltjes met dezelfde lading Z nucleus maar verschillende atoommassa A en het aantal neutronen in de kern worden genoemd N isotopen en gelijktijdig A en andere Z en N - isobaren. Electronic - minimaal deeltje stof met een negatieve elektrische lading e = 1,6 x 10-19 coulombs. Ion lading bepaalt het aantal verloren of het verkrijgen van elektronen. Werkwijze metamorfose neutraal atoom in een geladen ion heet ionisatie.

De nieuwe versie van het model van het atoom

Natuurkundigen hebben tot nu toe ontdekt zijn vele andere elementaire deeltjes. De elektronische structuur van het atoom heeft een nieuwe versie.

Er wordt aangenomen dat de protonen en neutronen, hoe klein ze ook zijn, zijn opgebouwd uit de kleinste deeltjes, die worden genoemd - quarks. Zij vormen een nieuw model voor het atoom. Zodra wetenschappers verzamelen van bewijs voor het bestaan van het vorige model, en nu zijn ze proberen om het bestaan van quarks te bewijzen.

RTM - het toekomstige instrument

Moderne wetenschappers kunnen zien op uw computer te controleren atomaire deeltjes van de materie, evenals ze te verplaatsen over het oppervlak met behulp van een speciaal gereedschap, dat een scanning tunneling microscoop (RTM) wordt genoemd.

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Het is een geautomatiseerd instrument met een tip die zorgvuldig beweegt nabij het oppervlak van het materiaal. Wanneer de sonde beweegt, elektronen bewegen door de spleet tussen de punt en het oppervlak. Hoewel het materiaal ziet er erg glad, in feite is het ongelijk op atomair niveau. De computer heeft de kaart oppervlak van het materiaal, waardoor een beeld van de deeltjes ervan, en wetenschappers, zodat de eigenschappen van de atoomgiften.

radioactieve deeltjes

Negatief geladen ionen worden gedraaid rond de kern op een voldoende grote afstand. Atomaire structuur zodanig dat het echt een neutraal en heeft geen elektrische lading, omdat alle deeltjes (protonen, neutronen, elektronen) in evenwicht zijn.

Het radioactieve atoom - is een element dat gemakkelijk kan worden gesplitst. Het centrum bestaat uit een groot aantal protonen en neutronen. Enige uitzondering is een diagram van een waterstofatoom, waarbij één proton. De kern wordt omgeven door een wolk van elektronen, is het hun aantrekkingskracht wordt geroteerd rond het centrum. Protonen dezelfde ladingen stoten elkaar af.

Dit is geen probleem voor de meeste kleine deeltjes, waarin er meerdere. Maar sommigen van hen zijn instabiel, vooral in de grote omvang, zoals uranium, waarvan 92 protonen heeft. Soms kan het centrum niet de belastingen te weerstaan. Radioactief, worden ze genoemd vanwege het feit dat meer deeltjes uitstoten van zijn kern. Eenmaal bevrijd van de instabiele kern van protonen, de overige vormen een nieuwe dochteronderneming. Kan stabiel zijn afhankelijk van het aantal protonen in de nieuwe kernel, en kan verder verdeeld worden. Dit proces gaat door totdat er geen stabieler dochter kern.

De eigenschappen van atomen

Fysisch-chemische eigenschappen van het atoom natuurlijk variëren van één element naar het andere. Ze worden gedefinieerd door de volgende fundamentele parameters.

Atoommassa. Aangezien de basis plaats microdeeltjes protonen en neutronen bezit, dan de som van het aantal leads, uitgedrukt in atomaire massa-eenheid (amu) formule: A = Z + N.

De atoomstraal. De straal is afhankelijk van de plaats van het element in het periodiek systeem van de chemische binding, de hoeveelheden van naburige atomen en kwantum mechanische werking. straal van de kern is honderdduizend keer kleiner dan de straal van het element. Structuur atoom kunnen elektronen verliezen en omgezet in positieve ionen of elektronen toe en worden negatieve ionen.

In de periodieke tabel van Mendelejev inneemt chemische elementen zijn aangewezen plaats. Tabel atoom grootte toeneemt als neerwaarts beweegt en afneemt bij het verplaatsen van links naar rechts. Naar aanleiding van dit, de kleinste element - is helium, en de hoogste - cesium.

Valence. De buitenste elektronen schil van een atoom wordt de valentieband en de elektronen in het genoemd respectievelijk - de valentie elektronen. Dit aantal geeft aan hoe atoom verbonden met andere via chemische binding. Manier om microdeeltjes laatste poging om hun uiterlijke waardigheid shell vullen creëren.

Gravity attractie - is de kracht die de planeten in een baan houdt, want het heeft afgegeven uit de handen van de voorwerpen die op de vloer. Man niet langer ziet zwaartekracht, maar de elektromagnetische effect is vele malen krachtiger. De kracht die in het atoom aantrekt (of stoot) de geladen deeltjes 000 000 000 1000 000 000 000 000 000 000 000 keer krachtiger dan de zwaartekracht erin. Maar in het midden van de kern, is er nog steeds een sterke kracht kunnen houden protonen en neutronen samen.

De reacties in kernen creëren energie in een kernreactor, waarbij de atomen worden gesplitst. Hoe zwaarder het element, de grotere hoeveelheden deeltjes opgebouwd zijn atomen. Als je optelt het totale aantal protonen en neutronen in een element, leren we van zijn gewicht. Bijvoorbeeld uranium, het zwaarste bestaande aard element heeft een atoomgewicht van 235 of 238.

Splijting van het atoom niveaus

De energieniveaus van het atoom - is de ruimte rond de kern, waarbij het elektron in beweging. Er zijn in totaal 7 orbitalen overeenkomt met het aantal perioden in de periodieke tabel. De meer afgelegen locatie van het elektron van de kern, des te belangrijker energiereserves geldt. Eenzelfde aantal geeft het aantal atoomorbitalen rond zijn kern. Bijvoorbeeld, het kalium - periode element 4, dan heeft het een 4 voorstelt energieniveaus. Nummer chemisch element komt overeen met de lading en het aantal elektronen rond de kern.

Atom - de energiebron

Waarschijnlijk de meest bekende wetenschappelijke formule ontdekt door de Duitse natuurkundige Einstein. Ze stelt dat de massa is niets anders dan een vorm van energie. Op basis van deze theorie, is het mogelijk om materie in energie, en berekend door de formule als het kan krijgen. Het eerste concrete resultaat van een dergelijke omzetting worden atoombommen die voor het eerst werden getest in de woestijn Los Alamos (USA), en vervolgens ontploft op Japanse steden. En hoewel slechts een zevende van het explosief omgezet in energie, vernietigende kracht van de atoombom verschrikkelijk.

De kern zijn energie vrijgegeven, moeten zij worden vernietigd. Op te splitsen, noodzakelijk is buiten het neutron te treden. Dan vervalt de kern in twee andere, lichtere, die een enorme hoeveelheid energie vrij. De ineenstorting leidt tot de afgifte van andere neutronen, en ze blijven andere kernen splitsen. Het proces wordt omgezet in een kettingreactie, waardoor het creëren van een enorme hoeveelheid energie.

Voors en tegens van het gebruik van een kernreactie in onze tijd

Vernietigende kracht, dat vrijkomt bij de transformatie van de materie, heeft de mensheid geprobeerd om de kerncentrales te temmen. Wanneer de kernreactie plaatsvindt niet in de vorm van een explosie, maar als een geleidelijk warmteverlies.

Kernenergie heeft zijn voors en tegens. Volgens wetenschappers, om onze beschaving op een hoog niveau te houden, moet u deze grote bron van energie te gebruiken. Maar rekening houden met het feit dat zelfs de meest moderne ontwikkeling niet kunnen garanderen volledige veiligheid van kerncentrales. Ook verkregen bij de productie van energie radioactief afval onder de onjuiste opslag van invloed kan zijn onze nakomelingen voor tientallen duizenden jaren.

Na het ongeluk in Tsjernobyl meer mensen is de productie van kernenergie is zeer gevaarlijk voor de mensheid. De enige veilige installatie van deze soort is de zon met zijn enorme kernenergie capaciteit. Wetenschappers zijn het ontwikkelen van verschillende modellen van zonne-batterijen, en mogelijk in de nabije toekomst, zal de mensheid in staat om zichzelf te voorzien van veilige kernenergie.