Vragen “Waar bestaat materie uit?"," Wat is de aard van de materie? "Bezet de mensheid altijd. Sinds de oudheid zochten filosofen en wetenschappers naar antwoorden op deze vragen en creëerden ze zowel realistische als volledig verbazingwekkende en fantastische theorieën en hypothesen. Echter, letterlijk een eeuw geleden kwam de mensheid zo dicht mogelijk bij de oplossing van dit mysterie en onthulde de atomaire structuur van materie. Maar wat is de samenstelling van de kern van een atoom? Waar bestaat het allemaal uit?
Van theorie naar realiteit
Aan het begin van de twintigste eeuw, de atoomstructuurhield op slechts een hypothese te zijn, maar werd een absoluut feit. Het bleek dat de samenstelling van de kern van een atoom een zeer complex concept is. Het omvat elektrische ladingen. Maar de vraag rees: de samenstelling van het atoom en de atoomkern omvatten een ander aantal van deze ladingen of niet?
Planetair model
Aanvankelijk dachten ze dat het atoom erg gebouwd wasvergelijkbaar met ons zonnestelsel. Het bleek echter al snel dat een dergelijk standpunt niet helemaal waar was. De problemen van de zuiver mechanische overdracht van de astronomische schaal van het beeld naar het gebied, dat miljoenen millimeters beslaat, bracht een significante en scherpe verandering in de eigenschappen en kwaliteiten van de verschijnselen met zich mee. Het belangrijkste verschil was de veel strengere wetten en regels waarmee het atoom werd gebouwd.
Nadelen van het planetaire model
Ten eerste omdat atomen van dezelfde soort en hetzelfde element zijnin termen van parameters en eigenschappen moeten exact hetzelfde zijn, dan moeten de banen van de elektronen van deze atomen ook hetzelfde zijn. De bewegingswetten van astronomische lichamen konden echter geen antwoord geven op deze vragen. De tweede tegenstrijdigheid is dat de beweging van een elektron in een baan, als we er goed bestudeerde fysieke wetten op toepassen, noodzakelijkerwijs gepaard moet gaan met een permanente afgifte van energie. Als gevolg hiervan zou dit proces leiden tot de uitputting van het elektron, dat uiteindelijk zou vervallen en zelfs op de kern zou vallen.
Moeder golfstructuuren
В 1924 году молодой аристократ Луи де Бройль een gedachte naar voren bracht die de ideeën van de wetenschappelijke gemeenschap over kwesties als de structuur van het atoom, de samenstelling van atoomkernen veranderde. Het idee was dat een elektron niet alleen een bewegende bal is die rond een kern draait. Dit is een vage substantie die beweegt volgens wetten die lijken op de verspreiding van golven in de ruimte. Al snel werd dit idee uitgebreid tot de beweging van elk lichaam als geheel, wat verklaart dat we slechts één kant van deze beweging zelf opmerken, maar de tweede verschijnt niet echt. We kunnen de voortplanting van golven zien en de beweging van het deeltje niet opmerken, of omgekeerd. Beide kanten van de beweging bestaan in feite altijd, en de rotatie van een elektron in zijn baan is niet alleen de beweging van de lading zelf, maar ook de voortplanting van golven. Deze benadering verschilt fundamenteel van het eerder aangenomen planetaire model.
Elementaire basis
De kern van een atoom is het centrum.Om hem heen en de elektronen draaien. De eigenschappen van de kern zijn te wijten aan al het andere. Het is noodzakelijk om te praten over een dergelijk concept als de samenstelling van de atoomkern vanaf het belangrijkste moment - van de lading. Het atoom bevat een bepaald aantal elektronen die een negatieve lading dragen. De kern zelf heeft een positieve lading. Hieruit kunnen we bepaalde conclusies trekken:
- Een kern is een positief geladen deeltje.
- Rond de kern is een pulserende atmosfeer gecreëerd door ladingen.
- Het is de kern en zijn kenmerken die het aantal elektronen in een atoom bepalen.
Kernel eigenschappen
Koper, glas, ijzer, hout hebben hetzelfdeelektronen. Een atoom kan een paar elektronen verliezen of zelfs alles. Als de kern positief geladen blijft, is het in staat om het gewenste aantal negatief geladen deeltjes uit andere lichamen aan te trekken, waardoor het kan overleven. Als een atoom een bepaald aantal elektronen verliest, is de positieve lading in de kern groter dan de rest van de negatieve ladingen. In dit geval krijgt het hele atoom een overmatige lading en kan het een positief ion worden genoemd. In sommige gevallen kan een atoom meer elektronen aantrekken en wordt het negatief geladen. Daarom kan het een negatief ion worden genoemd.
Hoeveel weegt een atoom??
De massa van een atoom wordt voornamelijk bepaald door de kern. De elektronen waaruit een atoom en een atoomkern bestaan, weegt minder dan een duizendste van de totale massa.Omdat massa wordt beschouwd als een maat voor de energiereserve die een stof bezit, wordt dit feit als ongelooflijk belangrijk beschouwd bij het bestuderen van een vraag als de samenstelling van de atoomkern.
radioactiviteit
De moeilijkste vragen kwamen na de opening.Röntgenstralen. Radioactieve elementen zenden alfa-, bèta- en gamma-golven uit. Maar dergelijke straling moet een bron hebben. Rutherford toonde in 1902 aan dat het atoom zelf, of liever de kern, zo'n bron is. Aan de andere kant is radioactiviteit niet alleen de emissie van stralen, maar ook de overdracht van het ene element naar het andere, met volledig nieuwe chemische en fysische eigenschappen. Dat wil zeggen, radioactiviteit is een verandering in de kern.
Wat weten we over nucleaire structuur?
Bijna honderd jaar geleden kwam natuurkundige Prouth op het idee vandat de elementen in het periodieke systeem geen onsamenhangende vormen zijn, maar combinaties van waterstofatomen. Daarom zou men kunnen verwachten dat zowel de ladingen als de massa's van de kernen worden uitgedrukt in termen van geheel getal en meervoudige ladingen van waterstof zelf. Dit is echter niet helemaal waar. De fysicus Aston bestudeerde de eigenschappen van atoomkernen met behulp van elektromagnetische velden en ontdekte dat elementen waarvan het atoomgewicht niet geheel en veelvoudig was, in feite een combinatie van verschillende atomen zijn, en niet één substantie. In alle gevallen waarin het atoomgewicht geen geheel getal is, nemen we een mengsel van verschillende isotopen waar. Wat is dit Als we het hebben over de samenstelling van de kern van een atoom, zijn isotopen atomen met dezelfde ladingen, maar met verschillende massa's.
Einstein en de kern van een atoom
De relativiteitstheorie zegt dat massa dat isniet een maat waarmee de hoeveelheid materie wordt bepaald, maar een maat voor de energie die materie bezit. Dienovereenkomstig kan materie niet worden gemeten door massa, maar door de lading waaruit deze materie bestaat, en de ladingsenergie. Wanneer dezelfde lading een andere van dezelfde nadert, zal de energie toenemen, anders afnemen. Dit betekent natuurlijk niet dat de materie verandert. Dienovereenkomstig is de kern van een atoom vanuit deze positie geen energiebron, maar eerder de rest na zijn afgifte. Daarom is er een zekere tegenstelling.
neutronen
Curie-echtgenoten gebombardeerd door alfadeeltjesberyllium werd ontdekt door enkele vreemde stralen, die, botsende met de kern van een atoom, deze met grote kracht afstoten. Ze kunnen echter de grotere dikte van de stof passeren. Deze tegenstrijdigheid werd opgelost door het feit dat dit deeltje een neutrale elektrische lading bleek te hebben. Dienovereenkomstig werd het een neutron genoemd. Dankzij verder onderzoek bleek dat de massa van het neutron bijna dezelfde is als die van het proton. Over het algemeen zijn het neutron en het proton ongelooflijk vergelijkbaar. Met deze ontdekking was het absoluut mogelijk om vast te stellen dat zowel de protonen als de neutronen, beide in gelijke hoeveelheden, deel uitmaken van de atoomkern. Alles viel geleidelijk op zijn plaats. Het aantal protonen is het atoomnummer. Atoomgewicht is de som van de massa's neutronen en protonen. Een isotoop kan ook een element worden genoemd waarin het aantal neutronen en protonen niet gelijk aan elkaar zijn. Zoals hierboven vermeld, kunnen in dit geval, hoewel het element hetzelfde blijft, de eigenschappen aanzienlijk veranderen.
