El nombre "átomo" se traduce del griego como "indivisible". Todo lo que nos rodea (sólidos, líquidos y aire) se construye a partir de miles de millones de estas partículas.
La aparición de la versión sobre el átomo.
Por primera vez, los átomos se conocieron en el siglo V antesAD, cuando el filósofo griego Demócrito sugirió que la materia está formada por pequeñas partículas en movimiento. Pero entonces no había forma de verificar la versión de su existencia. Y aunque nadie pudo ver estas partículas, se discutió la idea, porque solo de esta manera los científicos podrían explicar los procesos que tienen lugar en el mundo real. Por tanto, creían en la existencia de micropartículas mucho antes de que pudieran demostrar este hecho.
Solo en el siglo XIX.comenzaron a analizarse como los constituyentes más pequeños de elementos químicos que tienen propiedades específicas de átomos: la capacidad de formar compuestos con otros en una cantidad estrictamente prescrita. A principios del siglo XX se creía que los átomos eran las partículas más pequeñas de materia, hasta que se demostró que estaban compuestos por unidades aún más pequeñas.
¿En qué consiste un elemento químico?
Átomo de un elemento químico - microscópicoconstrucción de ladrillos de materia. La característica definitoria de esta micropartícula es el peso molecular del átomo. Solo el descubrimiento de la ley periódica de Mendeleev demostró que sus tipos son varias formas de una sola materia. Son tan pequeños que no se pueden ver con microscopios ordinarios, solo con los dispositivos electrónicos más potentes. En comparación, un cabello en una mano humana es un millón de veces más ancho.
La estructura electrónica de un átomo tiene un núcleo que consta dede neutrones y protones, así como de electrones, que giran alrededor del centro en órbitas constantes, como planetas alrededor de sus estrellas. Todos ellos se mantienen unidos por una fuerza electromagnética, una de las cuatro principales del universo. Los neutrones son partículas con carga neutra, los protones son positivos y los electrones son negativos. Estos últimos son atraídos por protones cargados positivamente, por lo que tienden a permanecer en órbita.
Estructura del átomo
En la parte central hay un núcleo que llenala parte mínima de todo el átomo. Pero los estudios muestran que casi toda la masa (99,9%) se encuentra en él. Cada átomo contiene protones, neutrones, electrones. El número de electrones giratorios en él es igual a la carga central positiva. Las partículas con la misma carga nuclear Z, pero diferente masa atómica A y el número de neutrones en el núcleo N se llaman isótopos, y con la misma A y diferentes Z y N - isobaras. Un electrón es la partícula más pequeña de una sustancia con carga eléctrica negativa e = 1.6 · 10-19 culombios. La carga de un ion determina la cantidad de electrones perdidos o agregados. El proceso de metamorfosis de un átomo neutro en un ion cargado se llama ionización.
Nueva versión del modelo de átomo
Los físicos han descubierto muchas otras partículas elementales hasta la fecha. La estructura electrónica del átomo tiene una nueva versión.
Se cree que los protones y neutrones, sea cual seano eran pequeños, consisten en las partículas más pequeñas, que se llaman quarks. Constituyen un nuevo modelo para la construcción del átomo. Como los científicos solían recolectar evidencia de la existencia del modelo anterior, hoy están tratando de probar la existencia de quarks.
RTM - dispositivo del futuro
Los científicos modernos pueden ver en el monitorpartículas atómicas de la computadora de la materia, así como moverlas a lo largo de la superficie usando una herramienta especial llamada microscopio de efecto túnel (RTM).
Es computerizado una herramienta con una punta muyse mueve con cuidado cerca de la superficie del material. A medida que la punta se mueve, los electrones se mueven a través del espacio entre la punta y la superficie. Aunque el material se ve perfectamente liso, en realidad es desigual a nivel atómico. La computadora hace un mapa de la superficie de una sustancia, creando una imagen de sus partículas, y así los científicos pueden ver las propiedades del átomo.
Partículas radiactivas
Los iones cargados negativamente rodean el núcleoa una distancia suficientemente grande. La estructura de un átomo es tal que el conjunto es realmente neutro y no tiene carga eléctrica, porque todas sus partículas (protones, neutrones, electrones) están en equilibrio.
Un átomo radiactivo es un elemento que puedefácil de dividir. Su centro consta de muchos protones y neutrones. La única excepción es el diagrama del átomo de hidrógeno, que tiene un solo protón. El núcleo está rodeado por una nube de electrones, es su atracción lo que lo hace girar alrededor del centro. Los protones con la misma carga se repelen entre sí.
Esto no es un problema para la mayoría de las partículas pequeñas.que tienen varios de ellos. Pero algunos de ellos son inestables, especialmente los grandes como el uranio, que tiene 92 protones. A veces, su centro no puede soportar tal carga. Se les llama radiactivos porque expulsan varias partículas de su núcleo. Una vez que el núcleo inestable se ha deshecho de los protones, los restantes forman una nueva hija. Puede ser estable dependiendo de la cantidad de protones en el nuevo núcleo, o puede fisionarse aún más. Este proceso continúa hasta que queda un núcleo secundario estable.
Propiedades de los átomos
Las propiedades fisicoquímicas del átomo cambian naturalmente de un elemento a otro. Están determinados por los siguientes parámetros principales.
Masa atomica. Dado que el lugar principal de las micropartículas está ocupado por protones y neutrones, su suma determina el número, que se expresa en unidades de masa atómica (uma) Fórmula: A = Z + N.
Radio atómico.El radio depende de la ubicación del elemento en el sistema de Mendeleev, el enlace químico, el número de átomos vecinos y la acción mecánica cuántica. El radio del núcleo es cien mil veces menor que el radio del propio elemento. La estructura de un átomo puede despojarse de electrones y convertirse en un ion positivo o agregar electrones y convertirse en un ion negativo.
En el sistema periódico de Mendeleev, cualquierel elemento químico ocupa su lugar asignado. En la tabla, el tamaño de un átomo aumenta a medida que se mueve de arriba a abajo y disminuye a medida que se mueve de izquierda a derecha. Siguiendo a esto, el elemento más pequeño es el helio y el más grande es el cesio.
Valencia.La capa externa de electrones de un átomo se llama valencia, y los electrones que contiene han recibido el nombre correspondiente: electrones de valencia. Su número determina cómo el átomo se une al resto a través de un enlace químico. Las micropartículas están tratando de llenar sus capas de valencia externas con el método de crear estas últimas.
Gravedad, la atracción es la fuerza que sostieneplanetas en órbita, debido a ello, los objetos liberados de las manos caen al suelo. Una persona nota más la gravedad, pero el efecto electromagnético es muchas veces más poderoso. La fuerza que atrae (o repele) partículas cargadas en un átomo es 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 veces más poderosa que la gravedad en él. Pero hay una fuerza aún más poderosa en el centro del núcleo, capaz de mantener unidos protones y neutrones.
Las reacciones en los núcleos crean energía como en las nucleares.reactores donde se dividen los átomos. Cuanto más pesado es el elemento, más partículas están formadas por sus átomos. Si sumamos el número total de protones y neutrones en un elemento, averiguamos su masa. Por ejemplo, Urano, el elemento más pesado que se encuentra en la naturaleza, tiene una masa atómica de 235 o 238.
Dividir un átomo en niveles
Los niveles de energía de un átomo sonel espacio alrededor del núcleo donde el electrón está en movimiento. Hay 7 orbitales en total, que corresponden al número de períodos en la tabla periódica. Cuanto más distante es la ubicación del electrón del núcleo, más importante reserva de energía posee. El número de período indica el número de orbitales atómicos alrededor de su núcleo. Por ejemplo, el potasio es un elemento del cuarto período, lo que significa que tiene 4 niveles de energía del átomo. El número de un elemento químico corresponde a su carga y al número de electrones alrededor del núcleo.
El átomo es una fuente de energía.
Probablemente la fórmula científica más famosadescubierto por el físico alemán Einstein. Ella afirma que la masa no es más que una forma de energía. Con base en esta teoría, puede convertir la materia en energía y calcular con la fórmula cuánto puede obtener. El primer resultado práctico de esta transformación fueron las bombas atómicas, que se probaron primero en el desierto de Los Alamos (EE. UU.) Y luego explotaron sobre ciudades japonesas. Y aunque solo una séptima parte del explosivo se convirtió en energía, el poder destructivo de la bomba atómica fue terrible.
Para que el núcleo libere su energía,debería colapsar. Para dividirlo, debes actuar como un neutrón desde el exterior. Luego, el núcleo se divide en otros dos, más ligeros, al tiempo que proporciona una enorme explosión de energía. La desintegración conduce a la liberación de otros neutrones, que continúan fisión de otros núcleos. El proceso se convierte en una reacción en cadena, creando como resultado una gran cantidad de energía.
Pros y contras de usar una reacción nuclear hoy
La fuerza destructiva que se libera durante la transformación de la materia, la humanidad está tratando de domesticar en las plantas de energía nuclear. Aquí, la reacción nuclear no se produce en forma de explosión, sino como una liberación gradual de calor.
La producción de energía nuclear tiene sus ventajas ymenos. Según los científicos, para mantener nuestra civilización a un alto nivel, es necesario utilizar esta enorme fuente de energía. Pero debe tenerse en cuenta que incluso los desarrollos más modernos no pueden garantizar la seguridad completa de las centrales nucleares. Además, los residuos radiactivos obtenidos en el proceso de producción de energía, si se almacenan incorrectamente, pueden afectar a nuestra descendencia durante decenas de miles de años.
Después del accidente en la central nuclear de Chernobyl, cada vez másla gente considera que la producción de energía atómica es muy peligrosa para la humanidad. La única central eléctrica segura de este tipo es el Sol, con su enorme potencia nuclear. Los científicos están desarrollando todo tipo de modelos de paneles solares y, tal vez, en un futuro cercano, la humanidad podrá proveerse de energía atómica segura.
