Nguyên tử cấu trúc. Các mức năng lượng của nguyên tử. Proton, neutron, electron

Cái tên "nguyên tử" từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "bất khả". Tất cả xung quanh chúng ta - các chất rắn, chất lỏng và không khí - được xây dựng tỷ các hạt này.

Sự xuất hiện của phiên bản của nguyên tử

Đầu tiên của các nguyên tử nó trở nên nổi tiếng vào thế kỷ thứ V trước Công nguyên, khi các nhà triết học Hy Lạp Democritus cho rằng vật liệu bao gồm các hạt nhỏ xíu di chuyển. Nhưng sau đó nó đã không thể kiểm tra phiên bản của sự tồn tại của họ. Và mặc dù không ai có thể nhìn thấy những hạt, ý tưởng đã được thảo luận, bởi vì các nhà khoa học cách duy nhất có thể giải thích các quá trình xảy ra trong thế giới thực. Vì vậy, họ tin vào sự tồn tại của hạt vi mô rất lâu trước khi thời gian đã có thể chứng minh thực tế này.

Chỉ trong thế kỷ XIX. phân tích khi họ trở thành nguyên tố hóa học thành phần nhỏ nhất có tính chất cụ thể nguyên tử - khả năng tham gia với các hợp chất khác trong một khoảng định nghiêm ngặt. Vào đầu thế kỷ XX người ta tin rằng các nguyên tử - các hạt tối thiểu của vật chất, vẫn chưa được chứng minh rằng họ được cấu tạo của các đơn vị nhỏ hơn.

một nguyên tố hóa học là gì?

Atom của nguyên tố hóa học - khối xây dựng vi của vật chất. Các đặc tính của các vi hạt trở thành khối lượng phân tử của nguyên tử. Chỉ phát hiện ra định luật tuần hoàn của hợp lý rằng quan điểm của họ là hình thức đa dạng Mendeleev của một vật chất. Họ rất nhỏ mà họ không thể nhìn thấy bằng kính hiển vi thông thường, chỉ có các thiết bị điện tử mạnh mẽ nhất. Để so sánh, mái tóc của bàn tay một người đàn ông lớn hơn một triệu lần.

Cấu trúc điện tử của nguyên tử có một hạt nhân gồm proton và neutron, và electron, mà xoay quanh trung tâm trên các quỹ đạo bình thường như các hành tinh quanh các ngôi sao của họ. Tất cả họ đều tổ chức với nhau bằng lực điện từ, một trong những đầu Bốn trong vũ trụ. Neutron - một hạt điện tích trung hòa, ưu đãi với các proton và electron tích cực - tiêu cực. Gần đây đã thu hút đến proton tích điện dương, vì vậy họ có xu hướng ở lại quỹ đạo.

Cấu trúc của một nguyên tử

Ở trung tâm có một phần cốt lõi mà lấp đầy toàn bộ nguyên tử tối thiểu. Nhưng nghiên cứu cho thấy rằng hầu như toàn bộ khối lượng (99,9%) nằm trong đó. Mỗi nguyên tử chứa proton, neutron, electron. Số xoay electron trong nó là tương đương với phí trung tâm tích cực. Hạt với cùng nhân phụ trách Z nhưng khối lượng nguyên tử khác nhau A và số lượng neutron trong hạt nhân được gọi là N đồng vị và đồng A và Z khác nhau và N - isobars. Điện tử - chất hạt tối thiểu với một âm điện phí e = 1,6 x 10-19 cườm. Ion phí xác định số electron bị mất hoặc đạt được. Quá trình biến thái nguyên tử trung lập trong một ion tích điện được gọi là ion hóa.

Phiên bản mới của mô hình của nguyên tử

Các nhà vật lý đã phát hiện cho đến nay rất nhiều các hạt cơ bản khác. Cấu trúc điện tử của nguyên tử có một phiên bản mới.

Người ta tin rằng các proton và neutron, không có vấn đề nhỏ làm thế nào họ có thể được, được tạo thành từ các hạt nhỏ nhất, được gọi là - quark. Họ tạo thành một mô hình mới cho các nguyên tử. Ngay sau khi các nhà khoa học thu thập chứng cứ cho sự tồn tại của mô hình trước đó, và bây giờ họ đang cố gắng chứng minh sự tồn tại của hạt quark.

RTM - công cụ tương lai

các nhà khoa học hiện đại có thể nhìn thấy trên máy tính của bạn theo dõi các hạt nguyên tử của vật chất, cũng như di chuyển chúng trên bề mặt bằng cách sử dụng một công cụ đặc biệt, được gọi là kính hiển vi quét đường hầm (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. Nó là một công cụ máy tính với một mẹo mà di chuyển rất cẩn thận gần bề mặt của vật liệu. Khi thăm dò đang chuyển động, các electron di chuyển qua khoảng cách giữa mũi và bề mặt. Mặc dù vật liệu trông rất mượt mà, trên thực tế, nó là không đồng đều ở mức độ nguyên tử. Các máy tính làm cho bề mặt thẻ của vật liệu, tạo ra một hình ảnh của các hạt của nó, và các nhà khoa học, như vậy có thể xem các thuộc tính của nguyên tử.

hạt phóng xạ

ion âm tính được bật quanh lõi ở một khoảng cách đủ lớn. cấu trúc nguyên tử như vậy mà nó thực sự là một trung lập và không có điện tích bởi vì tất cả các hạt (proton, neutron, electron) là trong sự cân bằng.

Các nguyên tử phóng xạ - là một yếu tố có thể dễ dàng cắt. trung tâm của nó bao gồm nhiều proton và neutron. Chỉ có ngoại lệ là một sơ đồ của một nguyên tử hydro, trong đó có một proton duy nhất. Hạt nhân được bao quanh bởi một đám mây electron, đó là sức hấp dẫn của họ là do xoay quanh trung tâm. Proton cùng chi phí đẩy nhau.

Đây không phải là một vấn đề đối với hầu hết các hạt nhỏ, trong đó có một số. Nhưng một số trong số đó là không ổn định, đặc biệt là ở kích thước lớn, chẳng hạn như uranium, trong đó có 92 proton. Đôi khi trung tâm của nó không thể chịu được tải trọng như vậy. Phóng xạ, chúng được gọi là vì thực tế phát ra hạt nhiều hơn từ hạt nhân của nó. Sau khi giải phóng từ các hạt nhân không ổn định của proton, số còn lại tạo thành một chi nhánh mới. Nó có thể được ổn định tùy thuộc vào số proton trong hạt nhân mới, và có thể được chia thêm. Quá trình này tiếp tục cho đến khi không có con gái hạt nhân ổn định hơn.

Các tính chất của các nguyên tử

tính chất lý hóa của nguyên tử một cách tự nhiên thay đổi từ một yếu tố khác. Chúng được xác định bởi các thông số cơ bản sau đây.

khối lượng nguyên tử. Kể từ khi ra vi hạt cơ bản chiếm proton và neutron, sau đó tổng các số dẫn, được thể hiện bằng đơn vị khối lượng nguyên tử (amu) Công thức: A = Z + N.

Bán kính nguyên tử. Bán kính phụ thuộc vào vị trí của các phần tử trong hệ thống tuần hoàn các liên kết hóa học, lượng nguyên tử lân cận và tác động cơ học lượng tử. bán kính của hạt nhân nhỏ hơn bán kính của nguyên tố này một trăm ngàn lần. nguyên tử cấu trúc có thể bị mất electron và chuyển đổi thành một ion dương hoặc thêm electron và trở thành ion âm.

Trong bảng tuần hoàn các Mendeleev bất kỳ nguyên tố hóa học chiếm vị trí được giao. kích thước nguyên tử bảng tăng khi di chuyển xuống dưới, và giảm khi di chuyển từ trái sang phải. Sau từ này, phần tử nhỏ nhất - là helium, và cao nhất - cesium.

Valence. Vỏ electron ngoài cùng của một nguyên tử được gọi là vùng hóa trị, và các electron trong nó được gọi là tương ứng - các electron hóa trị. số họ xác định như thế nào nguyên tử được kết nối với khác thông qua liên kết hóa học. Cách để tạo vi hạt nỗ lực cuối cùng để điền vào bên ngoài vỏ hóa trị của họ.

thu hút trọng lực - là lực lượng mà giữ các hành tinh trong quỹ đạo, bởi vì nó đã ban hành từ tay của các đối tượng rơi xuống trên sàn nhà. Man không còn thấy hấp dẫn, nhưng hiệu quả điện từ mạnh mẽ hơn nhiều lần. Lực lượng thu hút (hoặc xua đuổi) các hạt tích điện trong nguyên tử, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 lần mạnh hơn lực hấp dẫn trong đó. Nhưng ở trung tâm của lõi, vẫn còn là một lực lượng mạnh mẽ có khả năng giữ các proton và neutron với nhau.

Các phản ứng hạt nhân trong tạo năng lượng trong một lò phản ứng hạt nhân, trong đó các nguyên tử được tách. Các nặng yếu tố, số tiền lớn hơn của các hạt nguyên tử được xây dựng của nó. Nếu bạn thêm lên tổng số proton và neutron trong một phần tử, chúng tôi tìm hiểu về trọng lượng của mình. Ví dụ, uranium, nguyên tố nặng nhất hiện có trong tự nhiên, có một trọng lượng nguyên tử số 235 hoặc 238.

Phân hạch của nguyên tử với trình độ

Các mức năng lượng của nguyên tử - là số tiền của không gian xung quanh lõi, nơi mà các electron đang chuyển động. Tổng cộng có 7 quỹ đạo tương ứng với số thời gian trong bảng tuần hoàn. Điều khiển từ xa hơn vị trí của electron từ hạt nhân, dự trữ năng lượng quan trọng hơn nó giữ. Thời gian, số lượng cho biết số orbital nguyên tử xung quanh hạt nhân của nó. Ví dụ, Kali - kỳ yếu tố 4, sau đó nó có một mức năng lượng 4 nguyên tử. nguyên tố hóa học số tương ứng với trách nhiệm của mình và số lượng các electron xung quanh hạt nhân.

Atom - nguồn năng lượng

Có lẽ là công thức khoa học nổi tiếng nhất được phát hiện bởi nhà vật lý Đức Einstein. Cô cho rằng khối lượng là gì, nhưng một dạng năng lượng. Dựa trên lý thuyết này, nó có thể để biến vấn đề thành năng lượng, và tính theo công thức vì nó có thể nhận được. Kết quả thực tế đầu tiên của chuyển đổi như vậy trở thành quả bom nguyên tử mà lần đầu tiên được thử nghiệm trong sa mạc Los Alamos (Mỹ), và sau đó kích nổ qua các thành phố của Nhật Bản. Và mặc dù chỉ là một thứ bảy của nổ chuyển đổi thành năng lượng, sức tàn phá của quả bom nguyên tử là khủng khiếp.

Để lõi phát hành năng lượng của nó, nó phải bị tiêu diệt. Để chia nó, nó là cần thiết để hoạt động ngoài neutron. Sau đó, hạt nhân phân rã thành hai khác, nhẹ hơn, cung cấp một phiên bản khổng lồ của năng lượng. Sự sụp đổ dẫn đến sự ra đời của neutron khác, và họ tiếp tục chia hạt nhân khác. Quá trình này được chuyển đổi thành một phản ứng dây chuyền, dẫn đến việc tạo ra một lượng lớn năng lượng.

Ưu điểm và nhược điểm của việc sử dụng một phản ứng hạt nhân trong thời đại chúng ta

Sức mạnh hủy diệt, được phát hành trong việc chuyển đổi của vật chất, nhân loại đã cố gắng chế ngự các nhà máy điện hạt nhân. Trong trường hợp phản ứng hạt nhân diễn ra không theo hình thức một vụ nổ, nhưng như một sự mất mát nhiệt dần.

Năng lượng hạt nhân có ưu và nhược điểm của nó. Theo các nhà khoa học, để duy trì nền văn minh của chúng ta ở mức cao, bạn phải sử dụng nguồn này lớn năng lượng. Nhưng hãy nhớ một thực tế rằng ngay cả sự phát triển hiện đại nhất không thể đảm bảo an ninh hoàn toàn của nhà máy điện hạt nhân. Cũng thu được trong việc sản xuất năng lượng chất thải phóng xạ dưới lưu trữ không đúng cách có thể ảnh hưởng đến con cháu của chúng ta đối với hàng chục ngàn năm.

Sau tai nạn Chernobyl nhiều người là việc sản xuất năng lượng hạt nhân là rất nguy hiểm cho nhân loại. Nhà máy an toàn duy nhất của loại này là mặt trời với công suất năng lượng hạt nhân khổng lồ của nó. Các nhà khoa học đang phát triển mô hình khác nhau của pin năng lượng mặt trời, và có thể trong tương lai gần, loài người sẽ có thể cung cấp cho mình với năng lượng hạt nhân an toàn.