Структурата на атомното ядро (протон, неутрон, електрон). Глава II Структурата на атомите и периодичният закон

НЕУТРОН(n) (от лат. neuter - нито едното, нито другото) - елементарна частица с нула електрическа. заряд и маса, малко по-голяма от масата на протона. Заедно с протона под общото име. Нуклонът е част от атомните ядра. H. има спин 1/2 и следователно се подчинява Ферми - Дирак статистика(е фермион). принадлежи на семейството адра-нов;има барионно число B= 1, тоест включени в групата бариони.

Открит е през 1932 г. от Дж. Чадуик, който показва, че твърдото проникваща радиация, произтичаща от бомбардирането на берилиеви ядра от a-частици, се състои от електрически неутрални частици с маса приблизително равна на тази на протон. През 1932 г. Д. Д. Иваненко и В. Хайзенберг излагат хипотезата, че атомните ядра се състоят от протони и Н. За разлика от заряда. частици, H. лесно прониква в ядрата при всяка енергия и с голяма вероятност причинява ядрени реакцииулавяне (n,g), (n,a), (n, p), ако енергийният баланс в реакцията е положителен. Вероятност за екзотермично нараства с забавяне H. обратно пропорционално. неговата скорост. Увеличаване на вероятността реакциите на улавяне на H., когато те се забавят в среда, съдържаща водород, е открита от Е. Ферми (E. Fermi) и колеги през 1934 г. Открита е способността на H. да предизвиква делене на тежки ядра от O. Gan (O. Hahn) и F. Strassmann (F. . Strassman) през 1938 г. (вж. ядрено делене), послужи като основа за създаването на ядрени оръжия и. Особеността на взаимодействието на бавни неутрони с материята, които имат дължина на вълната на де Бройл от порядъка на атомни разстояния (резонансни ефекти, дифракция и др.), служи като основа за широкото използване на неутронни лъчи във физиката твърдо тяло. (Класификация на H. по енергия - бърза, бавна, термична, студена, ултрастудена - виж чл. неутронна физика.)

В свободно състояние Х. е нестабилен – претърпява В-разпад; n p + e - + v д; неговият живот t n = 898 (14) s, граничната енергия на електронния спектър е 782 keV (виж фиг. неутрон бета разпад). AT обвързано състояниев състава на стабилните ядра H. е стабилен (според експериментални оценки, животът му надхвърля 10 32 години). Според aster. Смята се, че 15% от видимата материя на Вселената е представена от H., които са част от 4 He ядрата. Х. е основната. съставна част неутронни звезди. Свободните Х. в природата се образуват в ядрени реакции, причинено от а-частици от радиоактивен разпад, космически лъчии в резултат на спонтанно или принудително делене на тежки ядра. Изкуства източници на Х. са ядрени реактори, ядрени експлозии, ускорители на протони (за срв. енергия) и електрони с мишени от тежки елементи. Източниците на монохроматични лъчи H. с енергия 14 MeV са нискоенергийни. дейтронни ускорители с тритиева или литиева цел, а в бъдеще термоядрените инсталации на CTS могат да се окажат интензивни източници на такъв H. (См. .)

Основни характеристики H.

Тегло h. t p = 939,5731(27) MeV/c2 = = 1,008664967(34) при. единици маси 1,675. 10 -24 г. Разликата между масите на H. и протона е измерена от макс. точност от енергични. баланс на реакцията на улавяне на H. от протон: n + p d + g (g-квантова енергия = 2,22 MeV), мн- м p = 1,293323 (16) MeV/c2.

Електрически заряд H. Вн = 0. Най-точни директни измервания В n се извършва чрез отклоняване на лъчи от студен или ултрастуден H. в електростатичен. поле: Вн<= 3·10 -21 неяе зарядът на електрона). Cosv. електрически данни. макроскопска неутралност. дадено количество газ Qn<= 2 10 -22 д.

Завъртете H. Дж= 1/2 е определено от директни експерименти за разделяне на лъча H. в нехомогенно магнитно поле. поле на два компонента [в общия случай броят на компонентите е (2 Дж + 1)].

Последователно описание на структурата на адроните въз основа на съвременните. силна теория на взаимодействието - квантова хромодинамика- докато отговаря на теоретичните. трудности обаче за мнозина задачите са доста задоволителни. резултатите дава описание на взаимодействието на нуклони, представени като елементарни обекти, чрез обмен на мезони. Експериментирайте. изследване на пространствата. структура H. се осъществява с помощта на разсейване на високоенергийни лептони (електрони, мюони, неутрино, разглеждани в съвременната теория като точкови частици) върху деутрони. Приносът на разсейването върху протон се измерва в деп. експеримент и може да се извади с помощта на def. изчисли. процедури.

Еластично и квазиеластично (с разделяне на деутрона) разсейване на електрони върху деутрона дава възможност да се намери разпределението на електрическата плътност. заряд и магнит. момент H. ( форм факторЗ.). Според експеримента, разпределението на магнитната плътност. момент Х. с точност от порядъка на няколко. процент съвпада с разпределението на електрическата плътност. протонен заряд и има RMS радиус от ~0,8·10 -13 cm (0,8 F). Магн. форм фактор H. е доста добре описан от т.нар. диполен f-loy Г М n = m n (1 + q 2 /0.71) -2 , където q 2 е квадратът на предадения импулс в единици (GeV/c) 2 .

По-сложен е въпросът за големината на електричеството. (зареждане) форм-фактор H. G Eн. От опитите за разсейване от дейтрон може да се заключи, че G Eн ( q 2 ) <= 0,1 в интервала на квадратите на предадените импулси (0-1) (GeV/c) 2 . В q 2 0 поради нула електричество. зареждане H. G Eн- > 0, но експериментално е възможно да се определи dG Eн ( q 2 )/dq 2 | q 2=0 . Тази стойност е макс. точно установено от измерванията дължина на разсейване H. върху електронната обвивка на тежките атоми. Основен част от това взаимодействие се определя от магнитното. момент H. Макс. прецизните експерименти дават дължината на ne-разсейване а ne = -1,378(18) . 10 -16 см, което се различава от изчисленото, определено от магн. момент H.: а ne = -1,468. 10 -16 см. Разликата между тези стойности дава средния квадратен електричен корен. радиус H.<r 2 Е n >= = 0,088(12) Фили dG Eн ( q 2)/dq 2 | q 2 = 0 = -0,02 F 2. Тези цифри не могат да се считат за окончателни поради големия разсейване на данните. експерименти, които надвишават дадените грешки.

Характеристика на взаимодействието на H. с повечето ядра е положителна. дължина на разсейване, което води до кое. пречупване< 1. Благодаря этому H., падающие из вакуума на границу вещества, могут испытывать полное внутр. отражение. При скорости u < (5-8) м/с (ультрахолодные H.) H. испытывают полное отражение от границы с углеродом, никелем, бериллием и др. при любом угле падения и могут удерживаться в замкнутых объёмах. Это свойство ультрахолодных H. широко используется в экспериментах (напр., для поиска ЭДМ H.) и позволяет реализовать нейтронооптич. устройства (см. неутронна оптика).

Х. и слабо (електрослабо) взаимодействие. Важен източник на информация за електрослабото взаимодействие е b-разпадът на свободния Н. На ниво кварк този процес съответства на прехода. Обратният процес на взаимодействието на електрон с протон, наречен. обратен b-разпад. Този клас процеси включва електронно улавяне, протичащи в ядра, re - n vд.

Разпадът на свободния H., като се вземе предвид кинематиката. параметри се описва с две константи - вектор G V, което се дължи на векторно запазване на токауниверсален слаба константа на взаимодействие и аксиален вектор G A, чиято стойност се определя от динамиката на силно взаимодействащите компоненти на нуклона – кварки и глуони. Вълнови функции на началния H. и крайния протон и преходния матричен елемент n p поради изотоп. инвариантите се изчисляват доста точно. В резултат на това изчислението на константите G Vи G Aот разпада на свободния Н. (за разлика от изчисленията от b-разпада на ядрата) не е свързан с отчитането на ядрените структурни фактори.

Животът на H. без да се вземат предвид някои корекции е: t n = килограма 2 V+ 3г 2 А) -1 , където квключва кинематични. фактори и кулоновите корекции в зависимост от граничната енергия на b-разпада и радиационни корекции.

Вероятност за разпадане на поляризатори. H. със спин С , енергии и импулси на електрона и антинеутриното и Р д, обикновено се описва с израза:

Коеф. корелации а, А, Б, Гможе да се представи като функция на параметъра а = (G A/G V,)exp( ие). Фазата f е различна от нула или p, ако т- инвариантността е нарушена. В табл. са дадени експерименти. стойности за тези коефициенти. и получените стойности аи е.

Има забележима разлика между данните експерименти за t n , достигайки няколко. процента.

Описанието на електрослабото взаимодействие с участието на H. при по-високи енергии е много по-трудно поради необходимостта да се вземе предвид структурата на нуклоните. Например, m - улавяне, m - p n v m се описва с поне два пъти броя на константите. H. изпитва и електрослабо взаимодействие с други адрони без участието на лептони. Тези процеси включват следното.

1) Разпадания на хиперони L np 0 , S + np + , S - np - и т.н. Намалената вероятност за тези разпада в няколко пъти по-малък, отколкото за нестранни частици, което се описва чрез въвеждане на ъгъла на Кабибо (виж фиг. cabibbo ъгъл).

2) Слабо взаимодействие n - n или n - p, което се проявява като ядрени сили, които не запазват пространства. паритет.Обикновената величина на причинените от тях ефекти е от порядъка на 10 -6 -10 -7 .

Взаимодействието на H. със средни и тежки ядра има редица особености, водещи в някои случаи до значително засилване на ефектите неспазване на паритета в ядрата. Един от тези ефекти е свързан. разликата между напречното сечение на абсорбция на H. c в посоката на разпространение и срещу него, което в случая на ядрото 139 La е 7% при \u003d 1,33 eV, съответства на Р-вълнов неутронен резонанс. Причината за усилването е комбинация от ниска енергия. ширината на състоянията на съставното ядро и високата плътност на нивата с противоположна четност в това съставно ядро, което осигурява 2-3 порядъка по-голямо смесване на компоненти с различен паритет, отколкото в ниско разположените състояния на ядрата. В резултат на това има редица ефекти: асиметрията на излъчването на g-кванти по отношение на спина на уловените поляризатори. H. в реакцията (n, g), асиметрия на излъчване на заряд. частици по време на разпадането на съставните състояния в реакцията (n, p) или асиметрията на излъчването на лек (или тежък) фрагмент на делене в реакцията (n, p) е). Асиметриите имат стойност 10 -4 -10 -3 при топлинна енергия H. In Р-допълнително се реализират вълнови неутронни резонанси. подобрение, свързано с потискането на вероятността от образуване на компонент, запазващ паритета на това съединение (поради малката неутронна ширина Р-резонанс) по отношение на примесния компонент с противоположна четност, която е с-резонанс-сом. Това е комбинация от няколко Коефициентът на усилване позволява да се прояви изключително слаб ефект със стойност, характерна за ядреното взаимодействие.

Взаимодействия, нарушаващи барионното число. Теоретичен модели голямо обединениеи суперсъюзипредсказват нестабилността на барионите - разпадането им на лептони и мезони. Тези разпади могат да бъдат забележими само за най-леките бариони - p и n, които са част от атомните ядра. За взаимодействие с промяна в барионното число с 1, D Б= 1, може да се очаква трансформация H. тип: n e + p - , или трансформация с излъчване на странни мезони. Търсенето на такива процеси е извършено в експерименти с помощта на подземни детектори с маса от няколко. хиляди тона. Въз основа на тези експерименти може да се заключи, че времето на разпадане на H. с нарушение на барионното число е повече от 10 32 години.

д-р възможен тип взаимодействие с D AT= 2 може да доведе до феномена на взаимно преобразуване H. и антинеутронивъв вакуум, тоест до трептене . При липса на външни полета или с тяхната малка стойност, състоянията на H. и антинеутрона са изродени, тъй като масите им са еднакви, следователно дори свръхслабото взаимодействие може да ги смеси. Критерият за малкостта на вътр. полета е малката енергия на взаимодействието на магнита. момент Х. с магн. поле (n и n ~ имат магнитни моменти, противоположни по знак) в сравнение с енергията, определена от времето тнаблюдения Х. (според отношението на несигурност), Д<=hT-един. При наблюдение на производството на антинеутрони в H. лъча от реактор или друг източник те времето на полет H. до детектора. Броят на антинеутроните в лъча нараства квадратно с времето на полета: /Нн ~ ~ (т/t osc) 2 , където t osc - време на трептене.

Директните експерименти за наблюдение на производството на и в студени H. лъчи от реактор с висок поток дават граница t osc > 10 7 s. В предстоящите експерименти можем да очакваме повишаване на чувствителността до ниво от t osc ~ 10 9 s. Ограничителни обстоятелства са макс. интензитет на лъчите H. и имитация на явленията на антинеутроните в детектора kosmich. лъчи.

д-р методът за наблюдение на трептения е наблюдението на анихилацията на антинеутрони, които могат да се образуват в стабилни ядра. В този случай, поради голямата разлика в енергиите на взаимодействие на възникващия антинеутрон в ядрото от енергията на свързване H. eff. времето за наблюдение става ~ 10 -22 s, но големият брой наблюдавани ядра (~10 32) частично компенсира намаляването на чувствителността в сравнение с експеримента с Н лъч. известна несигурност, в зависимост от непознаването на точния тип взаимодействие на антинеутрона вътре в ядрото, че t osc > (1-3) . 10 7 стр. същества. увеличаването на границата на t osc в тези експерименти е възпрепятствано от фона, причинен от взаимодействието на пространството. неутрино с ядра в подземни детектори.

Трябва да се отбележи, че търсенето на нуклонен разпад с D Б= 1 и търсенето на -осцилации са независими експерименти, тъй като са причинени от коренно различни. видове взаимодействия.

Гравитационно взаимодействие H. Неутронът е един от малкото елементарни частици, падащи до-рояк в гравитака. Земното поле може да се наблюдава експериментално. Директното измерване за H. се извършва с точност 0,3% и не се различава от макроскопското. Остава въпросът за съответствието принцип на еквивалентност(равенства на инерционната и гравитационната маса) за Н. и протоните.

Най-точните експерименти са проведени по метода Et-vesh за тела с различни cf. релационни стойности A/Z, където НО- при. стая, З- заряд на ядрата (в единици елементарен заряд д). От тези експерименти следва същото ускорение на свободното падане за H. и протоните на ниво 2·10 -9 и равенството на гравитацията. и инерционна маса на ниво ~10 -12 .

Земно притегляне ускорението и забавянето намират широко приложение при експерименти с ултрастуден Н. Използването на гравитационните рефрактометър за студен и ултрастуден H. ви позволява да измервате дължината на кохерентното разсейване на H. върху вещество с голяма точност.

Х. по космология и астрофизика

Според съвременните репрезентации, в модела на Горещата Вселена (вж. теория на горещата вселена) образуването на бариони, включително протони и H., се случва в първите минути от живота на Вселената. В бъдеще определена част от H., която не е имала време да се разпадне, се улавя от протони с образуването на 4 He. Съотношението на водорода и 4 He в този случай е 70% до 30% тегловни. По време на образуването на звездите и тяхната еволюция, по-нататък нуклеосинтезадо железни ядра. Образуването на по-тежки ядра се случва в резултат на експлозии на свръхнови с раждането на неутронни звезди, създавайки възможност за последователност. H. улавяне от нуклиди. В същото време комбинацията от т.нар. с-процес - бавно улавяне на H. с b-разпад между последователни улавяния и r-процес - бързо следване. улавяне по време на експлозии на звезди в главната. може да обясни наблюдаваното изобилие от елементив космоса обекти.

В първичния компонент на космическото H. лъчите вероятно липсват поради тяхната нестабилност. H., образуван близо до повърхността на Земята, дифундиращ в космоса. пространството и разпадането там, очевидно, допринасят за образуването на електронните и протонните компоненти радиационни поясиЗемята.

букв.:Гуревич И. С., Тарасов Л. В., Физика на неутроните с ниска енергия, М., 1965; Александров Ю. А.,. Основни свойства на неутрона, 2-ро изд., М., 1982.

→

На мнозина от училище е добре известно, че цялата материя се състои от атоми. Атомите от своя страна се състоят от протони и неутрони, които образуват ядрото на атоми и електрони, разположени на известно разстояние от ядрото. Мнозина също са чували, че светлината също се състои от частици – фотони. Светът на частиците обаче не се ограничава до това. Към днешна дата са известни повече от 400 различни елементарни частици. Нека се опитаме да разберем как елементарните частици се различават една от друга.

Има много параметри, по които елементарните частици могат да бъдат разграничени една от друга:

Тегло.
Електрически заряд.
Живот. Почти всички елементарни частици имат краен живот, след който се разпадат.
Завъртете. Много приблизително може да се разглежда като ротационен момент.

Още няколко параметъра или както обикновено ги наричат в науката за квантовите числа. Тези параметри не винаги имат ясно физическо значение, но са необходими, за да се разграничат една частица от друга. Всички тези допълнителни параметри се въвеждат като някои количества, които се запазват при взаимодействието.

Почти всички частици имат маса, с изключение на фотоните и неутрино (според последните данни неутрино имат маса, но толкова малка, че често се смята за нула). Без маса частиците могат да съществуват само в движение. Масата на всички частици е различна. Електронът има минимална маса, освен неутриното. Частиците, които се наричат мезони, имат маса 300-400 пъти по-голяма от масата на електрон, протон и неутрон са почти 2000 пъти по-тежки от електрона. Вече са открити частици, които са почти 100 пъти по-тежки от протон. Маса (или нейния енергиен еквивалент според формулата на Айнщайн:

се запазва при всички взаимодействия на елементарните частици.

Не всички частици имат електрически заряд, което означава, че не всички частици могат да участват в електромагнитно взаимодействие. Всички свободно съществуващи частици електрически зарядкратно на заряда на електрона. В допълнение към свободно съществуващите частици, има и частици, които са само в свързано състояние, за тях ще говорим малко по-късно.

Спинът, както и другите квантови числа на различните частици са различни и характеризират тяхната уникалност. Някои квантови числа се запазват в някои взаимодействия, други в други. Всички тези квантови числа определят кои частици с кои взаимодействат и как.

Времето на живот също е много важна характеристика на частица и ние ще го разгледаме по-подробно. Да започнем с бележка. Както казахме в началото на статията, всичко, което ни заобикаля, се състои от атоми (електрони, протони и неутрони) и светлина (фотони). И къде тогава са стотици различни видове елементарни частици. Отговорът е прост – навсякъде около нас, но ние не забелязваме по две причини.

Първата от тях е, че почти всички други частици живеят много малко, около 10 до минус 10 секунди или по-малко, и следователно не образуват структури като атоми, кристални решетки и т.н. Втората причина се отнася до неутрино, въпреки че тези частици не се разпадат, те са подложени само на слабо и гравитационно взаимодействие. Това означава, че тези частици взаимодействат толкова малко, че е почти невъзможно да се открият.

Нека визуализираме какво изразява колко добре взаимодейства частицата. Например, потокът от електрони може да бъде спрян от доста тънък лист стомана от порядъка на няколко милиметра. Това ще се случи, защото електроните веднага ще започнат да взаимодействат с частиците на стоманения лист, те рязко ще променят посоката си, ще излъчват фотони и по този начин губят енергия доста бързо. С потока от неутрино всичко не е така, те могат да преминават през Земята без почти никакви взаимодействия. Ето защо е много трудно да ги намерите.

Така че повечето частици живеят много кратко време, след което се разпадат. Разпадът на частиците е най-честите реакции. В резултат на разпада една частица се разпада на няколко други с по-малка маса, а тези от своя страна се разпадат допълнително. Всички разпадове се подчиняват на определени правила - закони за опазване. Така, например, в резултат на разпад трябва да се запазят електрически заряд, маса, спин и редица квантови числа. Някои квантови числа могат да се променят по време на разпада, но също така са подчинени на определени правила. Правилата на разпада са тези, които ни казват, че електронът и протонът са стабилни частици. Те вече не могат да се разлагат, като се подчиняват на правилата на разпада и затова именно с тях веригите на разпада свършват.

Тук бих искал да кажа няколко думи за неутрона. Свободният неутрон също се разпада на протон и електрон за около 15 минути. Но когато неутронът е в атомното ядро, това не се случва. Този факт може да се обясни по различни начини. Например, когато в ядрото на атом се появят електрон и допълнителен протон от разпаднал се неутрон, веднага настъпва обратната реакция - един от протоните поглъща електрон и се превръща в неутрон. Тази картина се нарича динамично равновесие. Наблюдаван е във Вселената на ранен етап от нейното развитие малко след Големия взрив.

Освен реакции на разпад има и реакции на разсейване – когато две или повече частици взаимодействат едновременно и резултатът е една или повече други частици. Има и реакции на абсорбция, когато една се получава от две или повече частици. Всички реакции протичат в резултат на силно слабо или електромагнитно взаимодействие. Реакциите поради силното взаимодействие са най-бързи, времето на такава реакция може да достигне 10 до минус 20 секунди. Скоростта на реакциите поради електромагнитно взаимодействие е по-ниска, тук времето може да бъде около 10 до минус 8 секунди. При слаби реакции на взаимодействие времето може да достигне десетки секунди, а понякога дори години.

В края на историята за частиците, нека поговорим за кварките. Кварките са елементарни частици, които имат електрически заряд, кратен на една трета от заряда на електрона и които не могат да съществуват в свободно състояние. Взаимодействието им е подредено по такъв начин, че те могат да живеят само като част от нещо. Например, комбинация от три кварка от определен тип образува протон. Друга комбинация дава неутрон. Известни са общо 6 кварка. Различните им комбинации ни дават различни частици и въпреки че не всички комбинации от кварки са разрешени от физическите закони, има доста частици, съставени от кварки.

Тук може да възникне въпросът как един протон може да се нарече елементарен, ако се състои от кварки. Много просто - протонът е елементарен, тъй като не може да се раздели на съставните си части - кварки. Всички частици, които участват в силното взаимодействие, са съставени от кварки и в същото време са елементарни.

Разбирането на взаимодействията на елементарните частици е много важно за разбирането на структурата на Вселената. Всичко, което се случва с макро телата, е резултат от взаимодействието на частиците. Именно взаимодействието на частиците описва растежа на дърветата на земята, реакциите в дълбините на звездите, излъчването на неутронни звезди и много други.

Вероятности и квантова механика

Какво е неутрон? Каква е неговата структура, свойства и функции? Неутроните са най-големите от частиците, които изграждат атомите, които са изграждащи блоковевсичко има значение.

Структура на атома

Неутроните се намират в ядрото - плътна област на атома, също изпълнена с протони (положително заредени частици). Тези два елемента се държат заедно от сила, наречена ядрена. Неутроните имат неутрален заряд. Положителният заряд на протона се съпоставя с отрицателния заряд на електрона, за да се създаде неутрален атом. Въпреки че неутроните в ядрото не влияят на заряда на атома, те имат много свойства, които влияят на атома, включително нивото на радиоактивност.

Неутрони, изотопи и радиоактивност

Частица, която се намира в ядрото на атом - неутрон е с 0,2% по-голям от протон. Заедно те съставляват 99,99% от общата маса на един и същи елемент и могат да имат различен брой неутрони. Когато учените имат предвид атомната маса, те имат предвид средната атомна маса. Например въглеродът обикновено има 6 неутрона и 6 протона с атомна маса 12, но понякога се среща и с атомна маса 13 (6 протона и 7 неутрона). Въглеродът с атомен номер 14 също съществува, но е рядък. Така, атомна масаза въглерод се осреднява до 12,011.

Когато атомите имат различен брой неутрони, те се наричат изотопи. Учените са намерили начини да добавят тези частици към ядрото, за да създадат големи изотопи. Сега добавянето на неутрони не влияе на заряда на атома, тъй като те нямат заряд. Те обаче повишават радиоактивността на атома. Това може да доведе до много нестабилни атоми, които могат да се разрядят високи ниваенергия.

Какво е ядро?

В химията ядрото е положително зареденият център на атом, който се състои от протони и неутрони. Думата "ядро" идва от латинското ядро, което е форма на думата, означаваща "ядка" или "ядро". Терминът е въведен през 1844 г. от Майкъл Фарадей, за да опише центъра на атома. Науките, занимаващи се с изследване на ядрото, изучаване на неговия състав и характеристики, се наричат ядрена физикаи ядрена химия.

Протоните и неутроните се държат заедно от силната ядрена сила. Електроните се привличат към ядрото, но се движат толкова бързо, че въртенето им се извършва на известно разстояние от центъра на атома. Положителният ядрен заряд идва от протони, но какво е неутрон? Това е частица, която няма електрически заряд. Почти цялото тегло на атома се съдържа в ядрото, тъй като протоните и неутроните имат много по-голяма маса от електроните. Броят на протоните в атомното ядро определя неговата идентичност като елемент. Броят на неутроните показва кой изотоп на даден елемент е атом.

Размер на атомното ядро

Ядрото е много по-малко общ диаметъратом, тъй като електроните могат да бъдат отдалечени от центъра. Водородният атом е 145 000 пъти по-голям от ядрото си, а урановият атом е 23 000 пъти по-голям от центъра му. Водородното ядро е най-малкото, защото се състои от един протон.

Местоположение на протоните и неутроните в ядрото

Протонът и неутроните обикновено се изобразяват като опаковани заедно и равномерно разпределени върху сфери. Това обаче е опростяване на действителната структура. Всеки нуклон (протон или неутрон) може да заема определено енергийно ниво и диапазон от места. Докато ядрото може да бъде сферично, то също може да бъде с крушовидна, кълбовидна или дисковидна форма.

Ядрата на протоните и неутроните са бариони, състоящи се от най-малките, наречени кварки. Силата на привличане има много малък обхват, така че протоните и неутроните трябва да са много близо един до друг, за да бъдат свързани. Това силно привличане преодолява естественото отблъскване на заредените протони.

Протон, неутрон и електрон

Мощен тласък в развитието на такава наука като ядрената физика е откриването на неутрона (1932 г.). Благодаря за това трябва да бъде английски физик, който е бил ученик на Ръдърфорд. Какво е неутрон? Това е нестабилна частица, която в свободно състояние само за 15 минути може да се разпадне на протон, електрон и неутрино, така наречената безмасова неутрална частица.

Частицата получи името си поради факта, че няма електрически заряд, тя е неутрална. Неутроните са изключително плътни. В изолирано състояние един неутрон ще има маса само 1,67·10 - 27 и ако вземете една чаена лъжичка, плътно натъпкана с неутрони, тогава полученото парче материя ще тежи милиони тонове.

Броят на протоните в ядрото на елемент се нарича атомно число. Това число дава на всеки елемент своя уникална идентичност. В атомите на някои елементи, като въглерода, броят на протоните в ядрата винаги е един и същ, но броят на неутроните може да варира. атом даден елементс определен брой неутрони в ядрото се нарича изотоп.

Опасни ли са единичните неутрони?

Какво е неутрон? Това е частица, която заедно с протона е включена в Въпреки това, понякога те могат да съществуват сами. Когато неутроните са извън ядрата на атомите, те придобиват потенциал опасни свойства. Когато се движат с висока скорост, те произвеждат смъртоносна радиация. Известни със способността си да убиват хора и животни, така наречените неутронни бомби имат минимално въздействие върху неживите физически структури.

Неутроните са много важна част от атома. Високата плътност на тези частици, съчетана с тяхната скорост, им придава изключителна разрушителна сила и енергия. В резултат на това те могат да променят или дори да разкъсат ядрата на атомите, които удрят. Въпреки че неутронът има нетен неутрален електрически заряд, той е съставен от заредени компоненти, които се компенсират взаимно по отношение на заряда.

Неутронът в атома е малка частица. Подобно на протоните, те са твърде малки, за да се видят дори с електронен микроскоп, но са там, защото това е единственият начин да се обясни поведението на атомите. Неутроните са много важни за стабилността на атома, но извън неговия атомен център те не могат да съществуват дълго време и се разпадат средно само за 885 секунди (около 15 минути).

Цяла материален свят, според съвременната физика, е изградена от три елементарни частици: протон, неутрон и електрон. Освен това, според науката, във Вселената има и други „елементарни“ частици на материята, някои имена на които очевидно са повече от нормата. В същото време функцията на тези други „елементарни частици“ в съществуването и еволюцията на Вселената не е ясна.

Помислете за друга интерпретация на елементарните частици:

Има само една елементарна частица на материята - протона. Всички други "елементарни частици", включително неутрона и електрона, са само производни на протона и играят много скромна роля в еволюцията на Вселената. Нека разгледаме как се образуват такива "елементарни частици".

Разгледахме подробно структурата на елементарна частица материя в статията "". Накратко за елементарната частица:

Елементарна частица материя има формата на удължена нишка в пространството.
Елементарна частица е способна да се разтяга. В процеса на разтягане плътността на материята вътре в елементарна частица пада.
Секцията на елементарна частица, където плътността на материята пада наполовина, ние наричаме квант на материята .
В процеса на движение елементарната частица непрекъснато поглъща (сгъва, ) енергия.
Точка на поглъщане на енергия ( точка на анихилация ) е на върха на вектора на движение на елементарна частица.
По-точно: на върха на активния квант на материята.
Поглъщайки енергията, елементарната частица непрекъснато увеличава скоростта на движението си напред.
Елементарната частица на материята е дипол. При което силите на привличане са концентрирани в предната част (по посока на движение) на частицата, а силите на отблъскване са концентрирани в задната част.

Свойството да бъдеш елементарен в пространството теоретично означава възможността за намаляване на плътността на материята до нула. А това от своя страна означава възможността за нейното механично разкъсване: мястото на разкъсване на елементарна частица материя може да бъде представено като нейно сечение с нулева плътност на материята.

В процеса на анихилация (поглъщане на енергия) елементарна частица, сгъваща енергия, непрекъснато увеличава скоростта на транслационното си движение в пространството.

Еволюцията на галактиката в крайна сметка води елементарните частици на материята до момента, в който те стават способни да упражняват разкъсващ ефект една върху друга. Елементарните частици може да не се срещат на паралелни курсове, когато една частица се приближава към друга бавно и плавно, като кораб към кея. Те могат да се срещат в космоса и по противоположни траектории. Тогава силен сблъсък и в резултат на това счупване на елементарна частица е почти неизбежно. Те могат да попаднат под много мощна вълна на смущение на енергията, което също води до разкъсване.

Какви могат да бъдат "отломките", образувани в резултат на разкъсването на елементарна частица материя?

Нека разгледаме случая, когато в резултат на външно въздействие от елементарни частици на материята - деутериев атом - се разпадна на протон и неутрон.

Разкъсването на двойната структура не се случва на мястото на тяхното свързване -. Една от двете елементарни частици от двойната структура се счупва.

Протонът и неутронът се различават един от друг по своята структура.

Протонът е леко скъсена (след прекъсване) елементарна частица,
неутрон - структура, състояща се от една пълноценна елементарна частица и "пънче" - предният, лек връх на първата частица.

Пълноценната елементарна частица има пълен набор - "N" кванти на материята в състава си. Протонът има "N-n" кванти на материята. Неутронът има "N + n" кванти.

Поведението на протона е ясно. Дори след като загуби окончателните кванти на материята, той активно продължава енергията: плътността на материята на неговия нов краен квант винаги съответства на условията на анихилация. Този нов последен квант на материята се превръща в нова точка на унищожение. Като цяло протонът се държи според очакванията. Свойствата на протоните са добре описани във всеки учебник по физика. Само той ще стане малко по-лек от своя "пълноценен" колега - пълноценна елементарна частица материя.

Неутронът се държи по различен начин. Помислете първо за структурата на неутрона. Именно нейната структура обяснява нейната „странност“.

По същество неутронът се състои от две части. Първата част е пълноценна елементарна частица материя с точка на анихилация в предния й край. Втората част е силно скъсен, лек "пън" на първата елементарна частица, останал след разкъсването на двойната структура и също имащ точка на анихилация. Тези две части са свързани помежду си чрез точки на анихилация. По този начин неутронът има точка на двойна анихилация.

Логиката на мислене предполага, че тези две претеглени части на неврона ще се държат различно. Ако първата част, която е елементарна частица с пълно тегло, както се очаква, ще унищожи свободната енергия и постепенно ще се ускори в пространството на Вселената, тогава втората, лека част ще започне да унищожава свободната енергия с по-висока скорост.

Движението на елементарна частица материя в пространството се осъществява поради: дифузиращата енергия увлича частица, която е попаднала в нейните потоци. Ясно е, че колкото по-малко масивна е частицата от материята, толкова по-лесно е енергийните потоци да увличат тази частица заедно с нея, толкова по-висока е скоростта на тази частица. Ясно е, че какво голямо количествоенергията едновременно се нагъва от активен квант, колкото по-мощни са потоците от дифузна енергия, толкова по-лесно е тези потоци да увлекат частица заедно с тях. Получаваме зависимостта: Скоростта на транслационното движение на частица материя в пространството е пропорционална на масата на материята на нейния активен квант и е обратно пропорционална на общата маса на частицата материя :

Втората, лека част на неутрона има маса, която е много пъти по-малка от масата на елементарна частица материя с пълно тегло. Но масите на техните активни кванти са равни. Тоест: те унищожават енергията със същата скорост. Получаваме: скоростта на транслационното движение на втората част на неутрона ще има тенденция да се увеличава бързо и тя ще започне да унищожава енергията по-бързо. (За да не внасяме объркване, ще наречем втората, лека част от неутрона електрон).

чертеж на неутрон

Рязко нарастващото количество енергия, унищожена едновременно от електрон, докато е в състава на неутрон, води до инертност на неутрона. Електронът започва да унищожава повече енергия от своя "съсед" - пълноценна елементарна частица. Той все още не може да се откъсне от общата точка на анихилация на неутроните: мощни сили на привличане пречат. В резултат на това електронът започва да "яде" зад общата точка на анихилация.

В същото време електронът започва да се измества спрямо партньора си и неговата кондензация безплатна енергияпопада в обхвата на точката на анихилация на своя съсед. Което веднага започва да "изяжда" това удебеляване. Такова превключване на електрон и пълноценна частица към "вътрешни" ресурси - кондензацията на свободна енергия зад точката на анихилация - води до бързо спадане на силите на привличане и отблъскване на неутрона.

Откъсването на електрона от общата структура на неутрона настъпва в момента, когато изместването на електрона спрямо елементарна частица с пълно тегло стане достатъчно голямо, силата, която има тенденция да разкъса връзките на привличане на две точки на анихилация, започва да надвишава силата на привличане на тези точки на анихилация и втората, лека част на неутрона (електрона) бързо отлита.

В резултат на това неутронът се разпада на две единици: пълноценна елементарна частица - протон и лека, скъсена част от елементарна частица материя - електрон.

Според съвременните данни структурата на единичен неутрон съществува около петнадесет минути. След това спонтанно се разпада на протон и електрон. Тези петнадесет минути са времето на изместване на електрона спрямо общата точка на анихилация на неутрона и борбата му за неговата "свобода".

Нека обобщим някои резултати:

ПРОТОН е пълноценна елементарна частица материя, с една точка на анихилация, или тежка част от елементарна частица материя, която остава след отделяне на светлинните кванти от нея.
НЕУТРОН е двойна структура, която има две точки на анихилация и се състои от елементарна частица материя и лека, предна част от друга елементарна частица материя.
ЕЛЕКТРОН - предната част на елементарната частица материя, която има една точка на анихилация, състояща се от светлинни кванти, образувани в резултат на разкъсването на елементарната частица материя.
Структурата „протон-неутрон“, призната от науката, е ДЕУТЕРИЙ АТОМ, структура от две елементарни частици, която има точка на двойна анихилация.

Електронът не е независима елементарна частица, въртяща се около ядрото на атом.

Електронът, както смята науката, не е в състава на атома.

А ядрото на атома като такова не съществува в природата, както няма неутрон под формата на независима елементарна частица материя.

И електронът, и неутронът са производни на двойна структура от две елементарни частици, след като е разбита на две неравни части в резултат на външно влияние. В състава на атом на всеки химичен елемент, протон и неутрон са стандартна двойна структура - две елементарни частици на материята с пълно тегло - два протона, обединени от точки на анихилация.

В съвременната физика има непоклатима позиция, че протонът и електронът имат равни, но противоположни електрически заряди. Твърди се, че в резултат на взаимодействието на тези противоположни заряди те се привличат един към друг. Доста логично обяснение. То отразява правилно механизма на явлението, но е напълно погрешно - неговата същност.

Елементарните частици нямат нито положителни, нито отрицателни „електрически“ заряди, както няма специална форма на материя под формата на „електрическо поле“. Такова "електричество" е изобретение на човека, причинено от неговата неспособност да обясни съществуващото състояние на нещата.

„Електрическото“ и електронът един към друг всъщност се създава от енергийни потоци, насочени към техните точки на анихилация, в резултат на тяхното движение напред в пространството на Вселената. Когато попаднат в зоната на действие на силите на привличане една на друга. Наистина изглежда като взаимодействие с еднакви по големина, но противоположни електрически заряди.

"подобни електрически заряди", например: два протона или два електрона също има различно обяснение. Отблъскването възниква, когато една от частиците навлезе в зоната на действие на отблъскващите сили на друга частица – тоест зоната на кондензация на енергия зад нейната точка на анихилация. Разгледахме това в предишна статия.

Взаимодействието "протон - антипротон", "електрон - позитрон" също има различно обяснение. Под такова взаимодействие разбираме взаимодействието на духа на протони или електрони, когато те се движат по курс на сблъсък. В този случай, поради взаимодействието им само чрез привличане (няма отблъскване, тъй като зоната на отблъскване на всеки от тях е зад тях), възниква техният твърд контакт. В резултат на това вместо два протона (електрони) получаваме напълно различни „елементарни частици“, които всъщност са производни на твърдото взаимодействие на тези два протона (електрони).

Атомната структура на веществата. Атомен модел

Помислете за структурата на атома.

Неутрон и електрон – като елементарни частици на материята – не съществуват. Това е, което обсъдихме по-горе. Съответно: няма ядро на атом и неговото електронна обвивка. Тази грешка е мощна пречка за по-нататъшни изследвания на структурата на материята.

Единствената елементарна частица на материята е само протонът. Атомът на всеки химичен елемент се състои от сдвоени структури от две елементарни частици материя (с изключение на изотопи, където към сдвоената структура се добавят още елементарни частици).

За по-нататъшните ни разсъждения е необходимо да разгледаме концепцията за обща точка на унищожение.

Елементарните частици на материята взаимодействат помежду си чрез точки на анихилация. Това взаимодействие води до образуването на материални структури: атоми, молекули, физически тела... Които имат обща точка на унищожаване на атоми, обща точка на унищожаване на молекули...

ТОЧКА НА ОБЩА АННИХИЛАЦИЯ - е обединението на две единични точки на унищожение на елементарни частици материя в обща точка на унищожение на двойна структура, или общи точки на анихилация на двойни структури в обща точка на анихилация на атом на химичен елемент, или общо унищожение точки на атоми химични елементи– до общата точка на молекулярна анихилация.

Основното тук е, че обединението на частиците на материята действа като привличане и отблъскване като единен интегрален обект. В крайна сметка дори всяко физическо тяло може да бъде представено като обща точка на унищожение на това физическо тяло: това тяло привлича други физически тела към себе си като единен, интегрален физически обект, като единна точка на унищожение. В този случай получаваме гравитационни явления – привличане между физически тела.

Във фазата на цикъла на развитие на галактиката, когато силите на привличане станат достатъчно големи, започва обединяването на атомите на деутерий в структурите на други атоми. Атомите на химичните елементи се образуват последователно, тъй като скоростта на транслационното движение на елементарните частици на материята се увеличава (прочетете: скоростта на транслационното движение на галактиката в пространството на Вселената се увеличава) чрез прикачване на нови двойки структури от елементарни частици от материята към атома на деутерий.

Обединяването става последователно: във всеки нов атом се появява една нова двойка структура от елементарни частици на материята (по-рядко една елементарна частица). Какво ни дава комбинацията от деутериеви атоми в структурата на други атоми:

Появява се обща точка на анихилация на атома. Това означава, че нашият атом ще взаимодейства чрез привличане и отблъскване с всички други атоми и елементарни частици като единна интегрална структура.
Появява се пространството на атома, вътре в което плътността на свободната енергия многократно ще надвишава плътността на свободната енергия извън неговото пространство. Много висока енергийна плътност зад една точка на анихилация в пространството на атома просто няма да има време да падне силно: разстоянията между елементарните частици са твърде малки. Средната плътност на свободната енергия във вътрешноатомното пространство е многократно по-голяма от стойността на константата на свободната енергийна плътност на пространството на Вселената.

При изграждането на атоми на химични елементи, молекули химични вещества, физически тела, се проявява най-важният закон за взаимодействие на материални частици и тела:

Силата на вътрешноядрените, химичните, електрическите, гравитационните връзки зависи от разстоянията между точките на анихилация вътре в атома, между общите точки на анихилация на атомите вътре в молекулите, между общите точки на анихилация на молекулите във физическите тела, между физическите тела. Колкото по-малко е разстоянието между общите точки на анихилация, толкова по-мощни привличащи сили действат между тях.

Ясно е, че:

Под вътрешноядрени връзки имаме предвид взаимодействия между елементарни частици и между двойни структури в атомите.
Под химични връзки разбираме взаимодействия между атомите в структурата на молекулите.
Под електрически връзки разбираме взаимодействията между молекулите в състава на физически тела, течности, газове.
Под гравитационни връзки имаме предвид взаимодействията между физическите тела.

Образуването на втория химичен елемент - хелиевия атом - се случва, когато галактиката се ускорява в пространството до достатъчно висока скорост. Когато силата на привличане на два атома деутерий достигне голяма стойност, те се приближават на разстояние, което им позволява да се комбинират в четворна структура на хелиевия атом.

По-нататъшното увеличаване на скоростта на прогресивното движение на галактиката води до образуването на атоми на следващите (според периодичната таблица) химични елементи. В същото време: генезисът на атомите на всеки химичен елемент съответства на неговата собствена, строго определена скорост на прогресивното движение на галактиката в пространството на Вселената. Да й се обадим стандартната скорост на образуване на атом на химичен елемент .

Атомът на хелия е вторият атом след водорода, който се образува в галактиката. След това, когато скоростта на движение напред на галактиката се увеличава, следващият атом деутерий пробива до атома на хелия. Това означава, че скоростта на движението напред на галактиката е достигнала стандартната скорост на образуване на литиев атом. Тогава той ще достигне стандартната скорост на образуване на атом берилий, въглерод ... и така нататък, според периодичната таблица.

атомен модел

В горната диаграма можем да видим, че:

Всеки период в атома е пръстен от сдвоени структури.
Центърът на атома винаги е зает от четворната структура на хелиевия атом.
Всички сдвоени структури от един и същи период са разположени строго в една и съща равнина.
Разстоянията между периодите са много по-големи от разстоянията между двойните структури в рамките на един период.

Разбира се, това е много опростена схема и не отразява всички реалности на конструкцията на атомите. Например: всяка нова двойна структура, присъединявайки се към атом, измества останалите двойни структури от периода, към който е прикрепена.

Получаваме принципа на конструиране на период под формата на пръстен около геометричния център на атома:

структурата на периода е изградена в една равнина. Това се улеснява от общия вектор на транслационно движение на всички елементарни частици на галактиката.
двойни структури от същия период са изградени около геометричния център на атома на еднакво разстояние.
атомът, около който се изгражда нов период, се държи към този нов период като един цялостна система.

Така получаваме най-важната закономерност в изграждането на атомите на химичните елементи:

РЕГУЛНОСТ НА СТРОГО ОПРЕДЕЛЕН БРОЙ ДВОЙНИ СТРУКТУРИ: едновременно на определено разстояние от геометричния център на общата точка на анихилация на атома могат да бъдат разположени само определен брой двойни структури от елементарни частици материя.

Тоест: във втория, третия период на периодичната таблица - по осем елемента, в четвъртия, петия - осемнадесет, в шестия, седмия - тридесет и два. Нарастващият диаметър на атома позволява броят на сдвоените структури да се увеличава във всеки следващ период.

Ясно е, че тази закономерност определя принципа на периодичността в изграждането на атомите на химичните елементи, открит от D.I. Менделеев.

Всеки период вътре в атома на химичен елемент се държи по отношение на него като единна интегрална система. Това се определя от скокове в разстоянията между периодите: много по-големи от разстоянията между двойните структури в рамките на период.

Атом с непълен период проявява химическа активност в съответствие с горната закономерност. Тъй като има дисбаланс на силите на привличане и отблъскване на атома в полза на силите на привличане. Но с добавянето на структурата на последната двойка дисбалансът изчезва, новият период приема формата десен кръг- става единна, интегрална, цялостна система. И получаваме атом от инертен газ.

Най-важният модел за изграждане на структурата на атома е: атомът има плоска каскадаструктура . Нещо като полилей.

двойните структури от един и същи период трябва да бъдат разположени в една и съща равнина, перпендикулярна на вектора на транслационното движение на атома.
в същото време периодите в атома трябва да се слеят.

Това обяснява защо във втория и третия период (както и през четвъртия - петия, шестия - седмия) същият брой сдвоени структури (виж фигурата по-долу). Такава структура на атома е следствие от разпределението на силите на привличане и отблъскване на елементарна частица: привличащите сили действат в предната (по посока на движение) полукълбо на частицата, силите на отблъскване - в задното полукълбо.

В противен случай концентрациите на свободна енергия зад точките на анихилация на някои двойни структури попадат в зоната на привличане на точките на анихилация на други двойни структури и атомът неизбежно ще се разпадне.

По-долу виждаме схематично обемно изображение на атома аргон

модел на аргонов атом

На фигурата по-долу можем да видим „разрез“, „страничен изглед“ на два периода на атом - втория и третия:

Точно така трябва да бъдат ориентирани сдвоените структури, спрямо центъра на атома, в периоди с равен брой сдвоени структури (втората – трета, четвъртата – петата, шестата – седмата).

Количеството енергия в кондензацията зад точката на анихилация на елементарна частица непрекъснато нараства. Това става ясно от формулата:

E 1 ~m(C+W)/2

E 2 ~m(C–W)/2

ΔE \u003d E 1 -E 2 = m (C + W) / 2 - m (C - W) / 2

∆E~W×m

където:

E 1 е количеството свободна енергия, навита (абсорбирана) от точката на анихилация от предното полукълбо на движение.

E 2 е количеството свободна енергия на сгънатата (погълнатата) точка на анихилация от задното полукълбо на движение.

ΔЕ е разликата между количеството свободна енергия, навита (абсорбирана) от предното и задното полукълбо на движението на елементарна частица.

W е скоростта на движение на елементарна частица.

Тук виждаме непрекъснато увеличаване на масата на енергийната кондензация зад точката на анихилация на движеща се частица, тъй като скоростта на нейното движение напред се увеличава.

В структурата на атома това ще се прояви във факта, че енергийната плътност зад структурата на всеки следващ атом ще се увеличава в геометрична прогресия. Точките на анихилация се държат взаимно със силата си на привличане с „желязна хватка“. В същото време нарастващата сила на отблъскване все повече ще отклонява двойните структури на атома една от друга. Така получаваме плоска каскадна конструкция на атом.

Атомът по форма трябва да наподобява формата на купа, където "дъното" е структурата на хелиевия атом. А "ръбовете" на купата е последният период. Места на "завои на купата": вторият - третият, четвъртият - петият, шестият - седмият период. Тези "огъвания" правят възможно оформянето различни периодис равен брой сдвоени структури

модел на хелиев атом

Именно плоската каскадна структура на атома и пръстеновидното разположение на двойните структури в него определят периодичността и конструкцията на реда периодична системахимични елементи на Менделеев, честотата на проявление на подобни химични свойстваатоми в един ред на периодичната таблица.

Плоско - каскадна структура на атома дава вид на единно пространство на атома с висока плътност на свободната енергия.

Всички двойни структури на атома са ориентирани в посока на центъра на атома (по-точно: в посока на точка, разположена върху геометричната ос на атома, в посоката на движение на атома).
Всички отделни точки на анихилация са разположени по протежение на пръстените на периодите вътре в атома.
Всички отделни свободни енергийни клъстери са разположени зад техните точки на анихилация.

Резултатът: единична концентрация на свободна енергия с висока плътност, чиито граници са границите на атома. Тези граници, както разбираме, са границите на действието на силите, известни в науката като сили на Юкава.

Плоско-каскадната структура на атома дава преразпределение на зоните на силите на привличане и отблъскване по определен начин. Вече наблюдаваме преразпределението на зоните на силите на привличане и отблъскване в сдвоената структура:

Зоната на действие на силите на отблъскване на двойната структура се увеличава поради зоната на действие на силите на нейното привличане (в сравнение с единичните елементарни частици). Съответно намалява зоната на действие на привличащите сили. (Зоната на действие на силата на привличане намалява, но не и самата сила). Плоската каскадна структура на атома ни дава още по-голямо увеличение на зоната на действие на отблъскващите сили на атома.

С всеки нов период зоната на действие на отблъскващите сили има тенденция да образува пълна топка.
Зоната на действие на силите на привличане ще бъде непрекъснато намаляващ конус в диаметър

При изграждането на нов период на атома може да се проследи още една закономерност: всички двойни структури от един период са разположени строго симетрично спрямо геометричния център на атома, независимо от броя на двойните структури в периода.

Всяка нова двойна структура, съединявайки се, променя местоположението на всички останали двойни структури от периода, така че разстоянията между тях в периода винаги да са равни една на друга. Тези разстояния намаляват с добавянето на следващата двойка структура. Непълна външен периодатом на химичен елемент го прави химически активен.

Разстоянията между периодите, които са много по-големи от разстоянията между сдвоените частици в рамките на един период, правят периодите относително независими един от друг.

Всеки период на атома е свързан с всички останали периоди и с целия атом като самостоятелна цялостна структура.

Това определя, че химическата активност на атома се определя почти 100% само от последния период на атома. Напълно запълненият последен период ни дава максимално запълнената зона на отблъскващите сили на атома. Химическата активност на атома е почти нула. Атомът, подобно на топка, отблъсква други атоми от себе си. Тук виждаме газ. И не просто газ, а инертен газ.

Добавянето на структурата на първата двойка от новия период променя тази идилична картина. Разпределението на зоните на действие на силите на отблъскване и привличане се променя в полза на силите на привличане. Атомът става химически активен. Това е атом алкален метал.

С добавянето на всяка следваща двойна структура балансът на зоните на разпределение на силите на привличане и отблъскване на атома се променя: зоната на силите на отблъскване се увеличава, зоната на силите на привличане намалява. И всеки следващ атом става малко по-малко метален и малко повече неметал.

Плоската каскадна форма на атомите, преразпределението на зоните на действие на силите на привличане и отблъскване ни дава следното: Атом на химичен елемент, срещайки се с друг атом дори при сблъсък, непременно попада в зоната на действието на силите на отблъскване на този атом. И не унищожава себе си и не унищожава този друг атом.

Всичко това ни води до забележителен резултат: атомите на химичните елементи, влизайки в съединения помежду си, образуват триизмерни структури от молекули. За разлика от плоската - каскадна структура на атомите. Молекулата е стабилна триизмерна структура от атоми.

Помислете за енергийните потоци вътре в атомите и молекулите.

На първо място, ние отбелязваме, че елементарна частица ще абсорбира енергия в цикли. Тоест: в първата половина на цикъла елементарната частица поглъща енергия от най-близкото пространство. Тук се образува празнота – пространство без свободна енергия.

През втората половина на цикъла: енергии от по-далечна среда веднага ще започнат да запълват получената празнота. Тоест в пространството ще има енергийни потоци, насочени към точката на анихилация. Частицата получава положителен импулс на транслационно движение. НО свързана енергиявътре в частицата ще започне да преразпределя своята плътност.

Какво ни интересува тук?

Тъй като цикълът на унищожение е разделен на две фази: фаза на поглъщане на енергия и фаза на движение на енергията (запълване на празнотата), тогава Средната скоростенергийните потоци в областта на точката на анихилация ще намалеят, грубо казано, с два пъти.

И което е изключително важно:

В изграждането на атоми, молекули, физически тела се проявява много важна закономерност: стабилността на всички материални структури, като: сдвоени структури - атоми на деутерий, отделни периоди около атоми, атоми, молекули, физически тела се осигурява от строгата подреденост на процесите на тяхното унищожаване.

Помислете за това.

Енергийни потоци, генерирани от двойна структура. В двойна структура елементарните частици унищожават енергията синхронно. В противен случай елементарните частици биха "изяли" концентрацията на енергия зад точката на анихилация на другата. Получаваме ясни вълнови характеристики на двойната структура. Освен това ви напомняме, че поради цикличния характер на процесите на анихилация средната скорост на енергийните потоци тук пада наполовина.
Енергията тече в един атом. Принципът е същият: всички сдвоени структури от един и същи период трябва да унищожават енергията синхронно - в синхронни цикли. По същия начин: процесите на анихилация в атома трябва да бъдат синхронизирани между периодите. Всяка асинхронност води до унищожаване на атома. Тук синхронността може леко да варира. Може да се предположи, че периодите в атома унищожават енергията последователно, един след друг, във вълна.
Енергията тече вътре в молекула, физическо тяло. Разстоянията между атомите в структурата на една молекула са многократно по-големи от разстоянията между периодите вътре в атома. В допълнение, молекулата има обемна структура. Както всяко физическо тяло, то има триизмерна структура. Ясно е, че синхронността на процесите на анихилация тук трябва да бъде последователна. Насочени от периферията към центъра или обратно: от центъра към периферията - бройте както искате.

Принципът на синхронност ни дава още две закономерности:

Скоростта на енергийните потоци вътре в атоми, молекули, физически тела е много по-малка от скоростната константа на движението на енергията в пространството на Вселената. Този модел ще ни помогне да разберем (в статия №7) процесите на електричество.
Колкото по-голяма е структурата, която виждаме (последователно: елементарна частица, атом, молекула, физическо тяло), толкова по-голяма е дължината на вълната в нейните вълнови характеристики, която ще наблюдаваме. Това важи и за физическите тела: колкото по-голяма е масата на физическото тяло, толкова по-голяма е дължината на вълната му.

Страница 1

Неутронният заряд е нула. Следователно неутроните не играят роля в големината на заряда на ядрото на атома. Серийният номер на хрома е равен на същата стойност.

Протонен заряд qp e Неутронният заряд е равен на нула.

Лесно е да се види, че в този случай зарядът на неутрона е нула, а този на протона е 1, както се очаква. Получават се всички бариони, включени в две семейства - осем и десет. Мезоните са съставени от кварк и антикварк. Лентата означава антикварки; техният електрически заряд се различава по знак от този на съответния кварк. Странен кварк не влиза в пи-мезон, пи-мезони, както вече казахме, са частици със странност и спин равен на нула.

Тъй като зарядът на протона е равен на заряда на електрона, а зарядът на неутрона е равен на куршума, тогава ако силното взаимодействие е изключено, взаимодействието на протона с електромагнитно полеИ това ще бъде обичайното взаимодействие на частицата на Дирак - Yp / V. Неутронът няма да има електромагнитно взаимодействие.

Обозначения: 67 - разлика в заряда между електрон и протон; q е неутронният заряд; qg е абсолютната стойност на заряда на електрона.

Ядрото се състои от положително заредени елементарни частици - протони и неутрони, които не носят заряд.

Основата на съвременните представи за структурата на материята е твърдението за съществуването на атоми на материята, състоящи се от положително заредени протони и беззаредени неутрони, образуващи положително заредено ядро, и отрицателно заредени електрони, въртящи се около ядрото. Енергийните нива на електроните, според тази теория, са дискретни по природа и загубата или придобиването на някаква допълнителна енергия от тях се разглежда като преход от едно разрешено енергийно ниво към друго. В същото време дискретната природа на енергията електронни нивастава причина за едно и също дискретно поглъщане или излъчване на енергия от електрона по време на прехода от едно енергийно ниво към друго.

Приехме, че зарядът на атом или молекула се определя напълно от скаларната сума q Z (q Nqn, където Z е броят на двойките електрон-протон, (q qp - qe е разликата в зарядите на електрона и протона , N е броят на неутроните, а qn е зарядът на неутрона.

Ядреният заряд се определя само от броя на протоните Z и неговия масово число A съвпада с общия брой протони и неутрони. Тъй като зарядът на неутрона е нула, няма електрическо взаимодействие според закона на Кулон между два неутрона, а също и между протон и неутрон. В същото време между двата протона действа електрическа отблъскваща сила.

Освен това, в рамките на точността на измерване, никога не е регистриран нито един процес на сблъсък, при който законът за запазване на заряда не би бил спазен. Например, негъвкавостта на неутроните в хомогенни електрически полетани позволява да разглеждаме неутронния заряд като нулас точност до 1 (заряд на електрон H7.

Вече казахме, че разликата между магнитния момент на протон и един ядрен магнетон е невероятен резултат. Още по-изненадващо (Изглежда, че има магнитен момент за неутрон без заряд.

Лесно е да се види, че тези сили не се свеждат до нито един от видовете сили, разгледани в предишните части на курса по физика. Всъщност, ако приемем, например, че между нуклони в ядрата има гравитационни сили, тогава е лесно да се изчисли от известните маси на протона и неутрона, че енергията на свързване на частица ще бъде незначителна - ще бъде 1036 пъти по-малка от наблюдаваната експериментално. Отпада и предположението за електрическата природа на ядрените сили. Всъщност в този случай е невъзможно да си представим стабилно ядро, състоящо се от един зареден протон и без заряд на неутрон.

Силната връзка, която съществува между нуклони в ядрото, показва наличието в атомните ядра на специални, така наречените ядрени сили. Лесно е да се види, че тези сили не се свеждат до нито един от видовете сили, разгледани в предишните части на курса по физика. Всъщност, ако приемем, например, че гравитационните сили действат между нуклони в ядрата, тогава е лесно да се изчисли от известните маси на протона и неутрона, че енергията на свързване на частица ще бъде незначителна - тя ще бъде 1038 пъти по-малка от което се наблюдава експериментално. Отпада и предположението за електрическата природа на ядрените сили. Всъщност в този случай е невъзможно да си представим стабилно ядро, състоящо се от един зареден протон и без заряд на неутрон.