Kérdések "Miből áll az anyag?", "Mi az anyag természete?" mindig is foglalkoztatta az emberiséget. A filozófusok és tudósok ősidők óta keresik a választ ezekre a kérdésekre, egyszerre alkotva reális és teljesen elképesztő és fantasztikus elméleteket és hipotéziseket. Szó szerint egy évszázaddal ezelőtt azonban az emberiség a lehető legközelebb jutott ennek a rejtélynek a megfejtéséhez az anyag atomi szerkezetének felfedezésével. De mi az atommag összetétele? Miből van az egész?
Az elmélettől a valóságig
A huszadik század elejére az atomszerkezet megszűnt csak hipotézis lenni, hanem abszolút ténnyé vált. Kiderült, hogy az atommag összetétele nagyon összetett fogalom. Elektromos töltéseket tartalmaz. De felmerült a kérdés: az atom és az atommag összetétele tartalmaz-e különböző mennyiségű töltést vagy sem?
Bolygómodell
Kezdetben úgy gondolták, hogy az atom nagyon hasonlít a Naprendszerünkhöz. azonbanGyorsan kiderült, hogy ez a nézet nem volt teljesen helytálló. A kép csillagászati léptékének tisztán mechanikus átvitelének problémája a milliméter milliomod részeit elfoglaló területre jelentős és drámai változáshoz vezetett a jelenségek tulajdonságaiban és minőségében. A fő különbséget a sokkal szigorúbb törvények és szabályok jelentik, amelyek alapján az atom épül.
A bolygómodell hátrányai
Először is, mivel az azonos típusú és elemű atomoknak paramétereikben és tulajdonságaikban pontosan azonosaknak kell lenniük, ezeknek az atomoknak az elektronjainak pályáinak is azonosaknak kell lenniük. A csillagászati testek mozgási törvényei azonban nem tudtak választ adni ezekre a kérdésekre. A második ellentmondás abban rejlik, hogy az elektron mozgását a pálya mentén, ha jól tanulmányozott fizikai törvényeket alkalmazunk, szükségszerűen együtt kell járnia az energia tartós felszabadulásával. Ennek eredményeként ez a folyamat az elektron kimerüléséhez vezetne, amely végül kihalna, sőt az atommagba esne.
Anyahullám szerkezetés
1924-ben a fiatal arisztokrata, Louis de Broglie olyan ötletet terjesztett elő, amely megfordította a tudományos közösség elképzeléseit olyan kérdésekről, mint az atom szerkezete, az atommagok összetétele. Az ötlet az volt, hogy az elektron nem csak egy mozgó golyó, amely az atommag körül kering. Ez egy elmosódott anyag, amely a hullámok térbeli terjedésére emlékeztető törvények szerint mozog. Nagyon gyorsan ezt az elképzelést kiterjesztették bármely test mozgásáraáltalánosságban elmagyarázva, hogy ennek a mozgásnak csak az egyik oldalát észleljük, de a második valójában nem nyilvánul meg. Láthatjuk a hullámok terjedését, és nem vesszük észre a részecske mozgását, vagy fordítva. Valójában a mozgás mindkét oldala mindig létezik, és az elektron forgása a pályán nem csak magának a töltésnek a mozgása, hanem a hullámok terjedése is. Ez a megközelítés alapvetően különbözik a korábban elfogadott bolygómodelltől.
Alapfokú alapítvány
Az atommag a középpontja. Az elektronok keringenek körülötte. Minden mást a mag tulajdonságai határoznak meg. Olyan koncepcióról kell beszélni, mint az atommag összetétele a legfontosabb ponttól - a töltéstől. Egy atom bizonyos számú elektront tartalmaz, amelyek negatív töltést hordoznak. Maga az atommag pozitív töltésű. Ebből bizonyos következtetéseket vonhatunk le:
- Az atommag egy pozitív töltésű részecske.
- A mag körül a töltések által létrehozott lüktető légkör.
- Az atommag és annak jellemzői határozzák meg az elektronok számát egy atomban.
Kernel tulajdonságai
A réznek, üvegnek, vasnak, fának ugyanazok az elektronjai. Egy atom elveszíthet néhány elektront, vagy akár az összeset. Ha az atommag pozitív töltésű marad, akkor képes a megfelelő mennyiségű negatív töltésű részecskét vonzani más testekből, ami lehetővé teszi a túlélést. Ha egy atom elveszít bizonyos számú elektront, akkor az atommag pozitív töltése nagyobb lesz, mint a többi negatív töltés. NÁL NÉLEbben az esetben az egész atom többlettöltést kap, és ezt pozitív ionnak nevezhetjük. Egyes esetekben egy atom több elektront tud vonzani, és akkor negatív töltésű lesz. Ezért nevezhetjük negatív ionnak.
Mekkora az atom tömege?
Az atom tömegét elsősorban az atommag határozza meg. Az atomot és az atommagot alkotó elektronok tömege kevesebb, mint a teljes tömeg egy ezredrésze. Mivel a tömeget az anyag energiatartalékának mértékének tekintik, ezt a tényt hihetetlenül fontosnak tartják egy olyan kérdés vizsgálatakor, mint például az atommag összetétele.
Radioaktivitás
A legnehezebb kérdések a röntgensugarak felfedezése után merültek fel. A radioaktív elemek alfa, béta és gamma hullámokat bocsátanak ki. De az ilyen sugárzásnak kell lennie forrásnak. Rutherford 1902-ben kimutatta, hogy ilyen forrás maga az atom, vagy inkább az atommag. Másrészt a radioaktivitás nemcsak sugarak kibocsátását jelenti, hanem az egyik elemnek a másikká való átalakulását is, teljesen új kémiai és fizikai tulajdonságokkal. Vagyis a radioaktivitás az atommag változása.
Mit tudunk a nukleáris szerkezetről?
Majdnem száz évvel ezelőtt Prout fizikus felvetette azt az elképzelést, hogy a periódusos rendszer elemei nem véletlenszerű formák, hanem hidrogénatomok kombinációi. Ezért azt várhatnánk, hogy az atommagok töltései és tömegei a hidrogén egész és többszörös töltéseként lesznek kifejezve. Ez azonban nem egészen igaz. Az atom tulajdonságainak tanulmányozásávalAz atommagok elektromágneses mezői segítségével Aston fizikus megállapította, hogy azok az elemek, amelyek atomsúlya nem egész és többszörös, valójában különböző atomok kombinációja, és nem egy anyag. Minden olyan esetben, amikor az atomtömeg nem egész szám, különböző izotópok keverékét figyeljük meg. Ami? Ha az atommag összetételéről beszélünk, akkor az izotópok azonos töltésű, de eltérő tömegű atomok.
Einstein és az atommag
A relativitáselmélet azt mondja, hogy a tömeg nem az anyag mennyiségét meghatározó mérték, hanem az anyag energiájának mértéke. Ennek megfelelően az anyagot nem tömeggel, hanem az anyagot alkotó töltéssel és a töltés energiájával lehet mérni. Amikor ugyanaz a töltés egy másikhoz közelít, az energia nő, ellenkező esetben csökken. Ez természetesen nem jelent változást az ügyben. Ennek megfelelően ebből a helyzetből az atommag nem energiaforrás, hanem a felszabadulása utáni maradék. Tehát van némi ellentmondás.
Neutronok
A Curie-k, amikor berillium alfa-részecskékkel bombázták őket, felfoghatatlan sugarakat fedeztek fel, amelyek az atommaggal ütközve nagy erővel taszítják azt. Azonban nagy vastagságú anyagon képesek átjutni. Ezt az ellentmondást feloldotta az a tény, hogy az adott részecske semleges elektromos töltésűnek bizonyult. Ennek megfelelően neutronnak nevezték. A további kutatásoknak köszönhetően kiderült, hogy a neutron tömege majdnem megegyezik a proton tömegével. Általánosságban elmondható, hogy a neutron és a proton hihetetlenül hasonlóak. MegfontolássalEbből a felfedezésből egyértelműen megállapítható volt, hogy az atommag összetétele protonokat és neutronokat egyaránt tartalmaz, mégpedig egyenlő mennyiségben. Fokozatosan minden a helyére került. A protonok száma az atomszám. Az atomtömeg a neutronok és a protonok tömegének összege. Izotópnak nevezhető olyan elem is, amelyben a neutronok és a protonok száma nem lesz egyenlő egymással. Mint fentebb tárgy altuk, ebben az esetben, bár az elem lényegében ugyanaz marad, tulajdonságai lényegesen megváltozhatnak.
