Kaikki aine koostuu elementeistä. Mutta miksi kaikki ympärillämme on niin erilaista? Vastaus liittyy pieniin hiukkasiin. Niitä kutsutaan protoneiksi. Toisin kuin elektronit, joilla on negatiivinen varaus, näillä alkeishiukkasilla on positiivinen varaus. Mitä nämä hiukkaset ovat ja miten ne toimivat?
Protoneja on kaikkialla
Millä alkeishiukkasella on positiivinenveloittaa? Kaikki, mitä voidaan koskettaa, nähdä ja tuntea, koostuu atomista, pienimmistä rakennuspalikoista, jotka muodostavat kiinteitä aineita, nesteitä ja kaasuja. Ne ovat liian pieniä tarkempaan tarkasteluun, mutta ne muodostavat esimerkiksi tietokoneen, juomasi veden ja jopa hengitetyn ilman. Atomeja on monenlaisia, mukaan lukien happi, typpi ja rauta. Jokaista näistä tyypeistä kutsutaan elementeiksi.
Kaikki atomit ovat ainutlaatuisia
Atomit ovat hyvin samanlaisia, mutta eri lukujaprotonit tekevät niistä ainutlaatuisen tyyppisen elementin. Esimerkiksi happiatomeilla on 8 protonia, vetyatomilla on vain 1 ja kulta-atomilla 79. Voit kertoa paljon atomista yksinkertaisesti laskemalla sen protonit. Nämä alkeishiukkaset ovat itse ytimessä. Niiden uskottiin alun perin olevan olennainen hiukkanen, mutta viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että protonit koostuvat pienemmistä ainesosista - kvarkeista.
Mikä on protoni?
Millä alkeishiukkasella on positiivinenveloittaa? Tämä on protoni. Tämä on subatomisen hiukkasen nimi, joka on kunkin atomin ytimessä. Itse asiassa protonien lukumäärä kussakin atomissa on atomiluku. Viime aikoihin asti sitä pidettiin perustavanlaatuisena hiukkasena. Uudet tekniikat ovat kuitenkin johtaneet havaintoon, että protoni koostuu pienemmistä hiukkasista, joita kutsutaan kvarkeiksi. Kvarkki on aineen perushiukkanen, joka on löydetty vasta äskettäin.
Alkuainepartikkeli, jolla on positiivinenvarausta kutsutaan protoniksi. Nämä elementit voivat muodostua epävakaiden neutronien esiintymisen seurauksena. Noin 900 sekunnin kuluttua ytimestä pomppiva neutron hajoaa atomin muihin alkeishiukkasiin: protoniin, elektroniin ja antineutrinoon.
Subatomiset hiukkaset: sijainti ja varaus
Elementeille on ominaista niiden atomirakenne, joka koostuu subatomisista alkeishiukkasista: protonit, neutronit ja elektronit. Kaksi ensimmäistä ryhmää sijaitsevat atomin ytimessä (keskellä) ja niiden massa on atomimassayksikkö. Elektronit sijaitsevat ytimen ulkopuolella alueilla, joita kutsutaan "kuoriksi". Ne eivät painaa melkein mitään. Atomimassan laskennassa huomioidaan vain protonit ja neutronit. Atomin massa on niiden summa.
Yhteenveto molekyylin kaikkien atomien atomimassastavoit arvioida molekyylipainon, joka ilmaistaan atomimassayksikköinä (ns. daltoneina). Kukin raskas partikkeli (neutroni, protoni) painaa yhden atomimassan, joten helium (He) -atomi, jolla on kaksi protonia, kaksi neutronia ja kaksi elektronia, painaa noin neljä atomimassayksikköä (kaksi protonia plus kaksi neutronia). Sijainnin ja massan lisäksi jokaisella subatomisella hiukkasella on ominaisuus, jota kutsutaan "varaukseksi". Se voi olla "positiivinen" tai "negatiivinen".
Elementit, joilla on sama lataus, heijastuvat yleensätoiset, ja kohteet, joilla on vastakkaiset varaukset, houkuttelevat toisiaan. Millä alkupartikkelilla on positiivinen varaus? Tämä on protoni. Neutroneilla ei ole lainkaan varausta, mikä antaa ytimelle yleisen positiivisen varauksen. Jokaisella elektronilla on negatiivinen varaus, joka on yhtä voimakas kuin protonin positiivinen varaus. Ytimen elektronit ja protonit ovat houkutelleet toisiinsa, ja tämä on voima, joka pitää atomin yhdessä, samanlainen kuin painovoima, joka pitää Kuun kiertoradalla Maan ympäri.
Vakaa subatomiset hiukkaset
Millä alkupartikkelilla on positiivinen varaus? Vastaus on tiedossa: protoni. Lisäksi se on suuruudeltaan yhtä suuri kuin elektronivarausyksikkö. Sen massa levossa on kuitenkin 1,67262 × 10-27 kg, joka on 1836 kertaa elektronin massa. Protonit yhdessä sähkö neutraalien hiukkasten kanssa, joita kutsutaan neutroneiksi, muodostavat kaikki atomiytimet paitsi vety. Tietyn kemiallisen alkuaineen jokaisella ytimellä on sama määrä protoneja. Tämän elementin atominumero määrittää sen sijainnin jaksollisessa taulukossa.
Protonin löytäminen
Alkuainepartikkeli, jolla on positiivinenvaraus on protoni, jonka löytäminen on peräisin varhaisimmista atomirakenteen tutkimuksista. Kun tutkitaan ionisoitujen kaasumaisten atomien ja molekyylien virtauksia, joista elektronit poistettiin, määritettiin positiivinen hiukkanen, jonka massa on yhtä suuri kuin vetyatomi. Ernest Rutherford (1919) osoitti, että alfahiukkasilla pommitettuna typpi typenyttää vetyä. Vuoteen 1920 mennessä hän oli eristänyt alkupartikkelin vetyytimistä kutsumalla sitä protoniksi.
Korkean energian hiukkasfysiikan tutkimus vuonna 20021900-luvun loppu paransi rakenteellista ymmärrystä protonin luonteesta subatomisissa hiukkasryhmässä. On osoitettu, että protonit ja neutronit koostuvat pienemmistä hiukkasista ja luokitellaan baryoneiksi - hiukkaset, jotka koostuvat kolmesta aineosasta, jotka tunnetaan kvarkeiksi.
Subatomiset hiukkaset: kohti suurta yhtenäistä teoriaa
Atomi on pieni osa aineestaedustaa tiettyä tuotetta. Jonkin aikaa uskottiin, että hän oli pienin mahdollinen aineosa. Mutta 1800-luvun lopulla ja 1900-luvun alussa tutkijat havaitsivat, että atomit koostuvat tietyistä subatomisista hiukkasista ja että riippumatta siitä, mikä alkuaine, nämä samat subatomiset hiukkaset muodostavat atomin. Eri subatomisten hiukkasten lukumäärä on ainoa asia, joka muuttuu.
Tutkijat tunnustavat nyt, että on monia subatomisiahiukkasia. Mutta menestyäkseen kemiassa sinun täytyy vain käsitellä vain kolmea perusyhdistelmää: protoneja, neutroneja ja elektroneja. Aine voidaan ladata sähköisesti kahdella tavalla: positiivinen tai negatiivinen.
Perushiukkasena positiivinenmaksua kutsutaan? Vastaus on yksinkertainen: protoni, hänellä on yksi positiivisen varauksen yksikkö. Ja negatiivisesti varautuneiden elektronien läsnäolon vuoksi atomi itsessään on neutraali. Joskus jotkut atomit voivat saada tai menettää elektroneja ja saada varausta. Tässä tapauksessa niitä kutsutaan yleensä ioneiksi.
Atomin perushiukkaset: järjestetty järjestelmä
Atomi on systemaattinen ja järjestettyrakenne, joka tarjoaa vakautta ja on vastuussa kaikenlaisista aineen ominaisuuksista. Näiden subatomisien hiukkasten tutkiminen aloitettiin yli sata vuotta sitten, ja nyt tiedämme niistä jo paljon. tutkijat ovat havainneet, että suurin osa atomista on tyhjä ja harvaan asuttu "elektronien" kanssa. Ne ovat negatiivisesti varautuneita kevyitä hiukkasia, jotka pyörivät raskaan keskiosan ympärillä, joka muodostaa 99,99% koko atomin massasta. Elektronien luonteen selvittäminen oli helpompaa, mutta lukuisien nerokkaiden tutkimusten jälkeen tuli tunnetuksi, että ydin sisältää positiivisia protoneja ja neutraaleja neutroneja.
Jokainen maailmankaikkeuden yksikkö koostuu atomista
Avain aineen useimpien ominaisuuksien ymmärtämiseenon se, että jokainen yksikkö universumissamme koostuu atomista. Luonnossa esiintyviä atomeja on 92, ja ne muodostavat molekyylejä, yhdisteitä ja muita aineita luodakseen monimutkaisen maailman ympärillemme. Vaikka nimi "atomi" on johdettu kreikkalaisesta sanasta átomos, joka tarkoittaa "jakamatonta", moderni fysiikka on osoittanut, että se ei ole aineen perimmäinen rakennuspalikka ja että se on todellakin "jaettavissa" subatomisiin hiukkasiin. Ne ovat todellisia perusyksiköitä, jotka muodostavat koko maailman.
