Több proton van, mint amennyit az elektronok tartalmaznak. Atom

Utasítás

A proton pozitív, tömege meghaladja a tömeg 1836-szorosát. Az elektromos modulusban egybeesik az elektron töltésével, ami azt jelenti, hogy a proton töltése 1,6 * 10 ^ (-19) Coulomb. Magok különböző atomok tartalmaz eltérő szám. Például a hidrogénatom magjában csak egy van, az aranyatom magjában pedig hetvenkilenc. Szám protonok az atommagban megegyezik a sorszámmal adott elem táblázatban D.I. Mengyelejev. Ezért a szám meghatározása érdekében protonok a magban ki kell venni a periódusos táblázatot, meg kell találni benne a kívánt elemet. A fenti egész az elem sorszáma – ez a szám protonok a magban. Példa1. Legyen szükséges a szám meghatározása protonok a polónium atom magjában. Keresse meg a vegyi anyagot a periódusos rendszerben, a 84. szám alatt található, ami azt jelenti, hogy a magjában 84 proton van.

Érdekes ez szám protonok az atommagban egyenlő az atommag körül mozgó elektronok számával. Vagyis egy elem elektronjainak számát ugyanúgy határozzuk meg, mint a számot protonok- az elem sorozatszáma. 2. példa Ha a polónium 84, akkor 84 protonja van (az atommagban), és ugyanennyi - 84 elektron.

A neutron egy töltetlen részecske, amelynek tömege 1839-szer nagyobb, mint egy elektron tömege. A sorszámon kívül a periódusos rendszerben kémiai elemek minden anyagnál egy másik szám van feltüntetve, amely kerekítve az összeget mutatja szám részecskék ( protonokÉs neutronok) az atommagban. Ezt a számot tömegszámnak nevezzük. Az összeg meghatározásához neutronok az atommagban le kell vonni a tömegszámból szám protonok. 3. példa Mennyiség protonok polóniumhoz - 84. Tömegszáma 210, ami azt jelenti, hogy a szám meghatározásához neutronok keresse meg a tömegszám és a sorozatszám közötti különbséget: 210 - 84 = 126.

Egy kémiai elem atomja abból áll atommagés elektronok. Az atommag kétféle részecskéből áll - protonokból és neutronokból. Az atomok szinte teljes tömege az atommagban koncentrálódik, mivel a protonok és a neutronok sokkal nehezebbek, mint az elektronok.

Szükséged lesz

• elem rendszáma, izotópjai

Utasítás

A protonokkal ellentétben a neutronoknak nincs elektromos töltésük, vagyis azok nulla. Ezért egy elem rendszámának ismeretében nem lehet egyértelműen megmondani, hogy mennyi neutronok magjában található. Például egy atom magja mindig 6 protont tartalmaz, de lehet benne 6 és 7 is Egy kémiai elem atommagjának változatai különböző számokkal neutronok az adott elem magizotópjaiban. Az izotópok lehetnek természetesek vagy mesterségesek.

Az atommagokat egy kémiai elem betűjelével jelöljük a periódusos rendszerből. A fenti és lenti szimbólumtól jobbra két szám található. Felső szám A az atom tömegszáma. A \u003d Z + N, ahol Z az atommag töltése (), és N a neutronok száma. Az alsó szám Z - az atommag töltése. Egy ilyen rekord információt ad az atommagban lévő neutronok számáról. Nyilvánvalóan egyenlő N = A-Z.

Különböző kémiai elemeknél az A szám megváltozik, ami látható az izotóp rekordjában. Egyes izotópoknak megvan az eredetijük. Például egy közönséges atommagnak nincs neutronja, és csak egy protonja van. A deutérium hidrogénizotópjának egy neutronja van (A = 2, 2-es szám fent, 1 lent), a trícium izotópnak pedig két neutronja van (A = 3, 3-as szám fent, 1 lent).

A neutronok számának a protonszámtól való függését tükrözi az ún N-Z diagram atommagok. Az atommagok stabilitása a neutronok számának és a protonok számának arányától függ. A nuklidok magjai akkor a legstabilabbak, ha N/Z = 1, vagyis ha a neutronok és a protonok száma egyenlő. A tömegszám növekedésével a stabilitási régió N/Z>1-re tolódik el, elérve az N/Z ~ 1,5 értéket a legnehezebb magok esetében.

Kapcsolódó videók

Források:

• Az atommag szerkezete 2019-ben
• Hogyan találjuk meg a neutronok számát 2019-ben

A mennyiség megtalálásához protonok egy atomban határozza meg a helyét a periódusos rendszerben. Keresse meg a sorozatszámát a periódusos rendszerben. Ez egyenlő lesz az atommagban lévő protonok számával. Ha egy izotópot vizsgálunk, nézzünk meg néhány, a tulajdonságait leíró számot, az alját szám egyenlő lesz a protonok számával. Abban az esetben, ha ismert az atommag töltése, akkor megtudhatja a protonok számát, ha elosztja az értékét egy proton töltésével.

Szükséged lesz

• A protonok számának meghatározásához tudd meg egy proton vagy elektron töltésének értékét, vegyük az izotóptáblázatot, Mengyelejev periódusos rendszerét.

Utasítás

Ismert atom protonszámának meghatározása Abban az esetben, ha ismert, hogy melyik atomot vizsgáljuk, keresse meg a helyét a -ban. Határozza meg a számát ebben a táblázatban úgy, hogy megkeresi a megfelelő elem celláját. Ebben a cellában keresse meg annak az elemnek a sorszámát, amely megfelel a vizsgált atomnak. Ez a sorozatszám az atommagban lévő protonok számának felel meg.

Hogyan találjunk izotópot.Sok atomnak vannak olyan izotópjai, amelyek atommagjában különböznek egymástól. Éppen ezért csak az atommag tömege nem elegendő az atommag egyértelmű meghatározásához. Egy izotóp leírásánál mindig egy számpárt írunk a kémiai jelölésének rögzítése előtt. A felső szám az atom tömegét mutatja atomtömeg egységekben, az alsó szám pedig a magtöltést. A nukleáris töltés minden egysége egy ilyen jelölésben egy protonnak felel meg. Így a protonok száma megegyezik az adott izotóp jelölésében szereplő legkisebb számmal.

Hogyan találjunk protonokat az atommag töltésének ismeretében.Az atom gyakran az atommag töltése. A benne lévő protonok számának meghatározásához át kell alakítani coulomb-ra (ha többszörös mértékegységben adjuk meg). Ezután osszuk el a nukleáris töltést a modulussal. Ez annak köszönhető, hogy mivel az atom elektromosan semleges, a benne lévő protonok száma megegyezik a számmal. Sőt, töltéseik abszolút értékűek és ellentétes előjelűek (a proton pozitív töltésű, az elektron negatív). Ezért osszuk el az atommag töltését az 1,6022 10^(-19) függő számmal. Az eredmény a protonok száma. Mivel az atom töltésének mérése nem elég pontos, ha az eredmény egy szám osztáskor, kerekítse fel egész számra.

Kapcsolódó videók

Források:

• protonszám 2019-ben

Az atomok szubatomi részecskékből állnak - protonokból, neutronokból és elektronokból. A protonok pozitív töltésű részecskék, amelyek az atom közepén, annak magjában helyezkednek el. Egy izotóp protonjainak száma a megfelelő kémiai elem rendszámából számítható ki.

Atom modell

Az atom tulajdonságainak és szerkezetének leírására egy modellt használnak, amely az atom Bohr-modelljeként ismert. Ennek megfelelően az atom szerkezete hasonlít Naprendszer- a nehéz középpont (mag) a középpontban van, és körülötte a könnyebb részecskék keringenek. A neutronok és a protonok pozitív töltésű atommagot alkotnak, és a negatív töltésű elektronok a középpont körül mozognak, és elektrosztatikus erők vonzzák őket.

Az elem egy olyan anyag, amely azonos típusú atomokból áll, és mindegyikben a protonok száma határozza meg. Az elem nevét és szimbólumát kapja, például hidrogén (H) vagy oxigén (O). Egy elem kémiai tulajdonságai az elektronok számától és ennek megfelelően az atomokban lévő protonok számától függenek. Az atomok kémiai jellemzői nem függenek a neutronok számától, mivel nincs elektromos töltésük. Számuk azonban az atom teljes tömegének megváltoztatásával befolyásolja az atommag stabilitását.

Izotópok és protonok száma

Az atomokat izotópoknak nevezzük. egyedi elemek különböző számú neutronnal. Ezek az atomok kémiailag azonosak, de vannak különböző súlyú, sugárzáskibocsátó képességükben is különböznek.

Az atomszám (Z) egy kémiai elem sorszáma Mengyelejev periodikus rendszerében, amelyet az atommagban lévő protonok száma határozza meg. Minden atomot egy rendszám és egy tömegszám (A) jellemez, amely megegyezik az atommagban lévő protonok és neutronok teljes számával.

Egy elemnek lehetnek atomjai eltérő számú neutronnal, de a protonok száma változatlan marad, és megegyezik egy semleges atom elektronjainak számával. Annak meghatározásához, hogy hány protont tartalmaz egy izotóp magja, elég megnézni annak rendszámát. A protonok száma megegyezik a megfelelő kémiai elem számával Mengyelejev periódusos rendszerében.

Példák

Ilyen például a hidrogén izotópja. A természetben

Asszociatív példák az ezoozmosz folyamatára, az energia és információ átvitelére és elosztására

Az atommag összetétele. Protonok és neutronok számítása

A szabályozott termonukleáris fúzió alapjául szolgáló reakcióképletek

Az atommag összetétele. Protonok és neutronok számítása

A modern fogalmak szerint az atom egy magból és a körülötte elhelyezkedő elektronokból áll. Az atommag viszont kisebbekből áll elemi részecskék- egy bizonyos összegtől protonok és neutronok(amelynek köznapi neve nukleonok), amelyeket nukleáris erők kapcsolnak össze.

A protonok száma az atommagban meghatározza az atom elektronhéjának szerkezetét. Az elektronhéj pedig meghatározza a fizikait Kémiai tulajdonságok anyagokat. A protonok száma megfelel egy atom sorszámának a Mengyelejev-féle kémiai elemek periodikus rendszerében, amelyet töltésszámnak, atomszámnak is neveznek, atomszám. Például egy hélium atomban a protonok száma 2. A periódusos rendszerben a 2-es számmal áll, és He 2-nek jelöljük. A protonok számának szimbóluma a latin Z betű. Képletek írásakor a szám A protonok számának jelzése gyakran az elem szimbóluma alatt található, vagy jobbra vagy balra: He 2 / 2 He.

A neutronok száma egy elem adott izotópjának felel meg. Az izotópok azonos rendszámú (azonos számú proton és elektron), de eltérő tömegszámú elemek. Tömegszám- az atommagban lévő neutronok és protonok teljes száma (jelöljük latin betű DE). Képletek írásakor a tömegszámot az elemszimbólum tetején tüntetjük fel az egyik oldalon: He 4 2 / 4 2 He (Hélium izotóp - Hélium - 4)

Így ahhoz, hogy megtudjuk, hány neutron van egy adott izotópban, a protonok számát ki kell vonni a teljes tömegszámból. Például tudjuk, hogy egy hélium-4 He 4 2 atom 4 elemi részecskét tartalmaz, mivel az izotóp tömegszáma 4. Ugyanakkor tudjuk, hogy a He 4 2-nek 2 protonja van. 4-ből (teljes tömegszám) 2-ből (protonok száma) kivonva 2-t kapunk - a hélium-4 magjában lévő neutronok számát.

AZ ATOM ATOGÁBAN A FANTOMIKUS PO RÉSZÉK SZÁMÁNAK SZÁMÍTÁSÁNAK FOLYAMATA. Példaként szándékosan a Hélium-4-et (He 4 2) vettük figyelembe, amelynek magja két protonból és két neutronból áll. Mivel az alfa-részecskének (α-részecske) nevezett hélium-4 atommag a leghatékonyabb a nukleáris reakciókban, gyakran használják ilyen irányú kísérletekre. Megjegyzendő, hogy a magreakciók képleteiben gyakran az α szimbólumot használják He 4 2 helyett.

Az alfa-részecskék részvételével E. Rutherford hajtotta végre az elsőt hivatalos történelem magátalakítás fizikai reakciója. A reakció során α-részecskék (He 4 2) „bombázták” a nitrogén izotóp (N 14 7) magjait, aminek eredményeként oxigénizotóp (O 17 8) és egy proton (p 1 1) keletkezett.

Ez a nukleáris reakció így néz ki:

Számítsuk ki a fantom Po-részecskék számát a transzformáció előtt és után.

A FANTOM RÉSZecskék SZÁMÁNAK KISZÁMÍTÁSÁHOZ SZÜKSÉGES:
1. lépés Számítsa ki a neutronok és protonok számát az egyes atommagokban:
- a protonok számát az alsó indikátor jelzi;
- megtudjuk a neutronok számát úgy, hogy a teljes tömegszámból (felső mutató) kivonjuk a protonok számát (alsó mutató).

2. lépés Számítsa ki az atommagban lévő fantom Po-részecskék számát:
- megszorozzuk a protonok számát az 1 protonban található fantom Po-részecskék számával;
- megszorozzuk a neutronok számát az 1 neutronban található fantom Po-részecskék számával;

3. lépés: Adja hozzá a fantomrészecskék számát:
- a reakció előtt a kapott protonban kifejezett fantom Po-részecskék mennyiségét a magokban lévő neutronokban kapott mennyiséggel össze kell adni;
- a reakció után a kapott protonban kifejezett fantom Po-részecskék mennyiségét összeadjuk a magokban lévő neutronokban kapott mennyiséggel;
- Hasonlítsa össze a reakció előtti fantom Po részecskék számát a reakció utáni fantom Po részecskék számával.

PÉLDA AZ ATOMMAGOK FANTOMIKUS PO RÉSZÉKSZÁMÁNAK RÉSZLETES SZÁMÍTÁSÁRA.
(E. Rutherford által 1919-ben végrehajtott nukleáris reakció α-részecskével (He 4 2)

REAKCIÓ ELŐTT (N 14 7 + He 4 2)
N 14 7

Protonok száma: 7
Neutronok száma: 14-7 = 7
1 protonban - 12 Po, ami azt jelenti, hogy 7 protonban: (12 x 7) \u003d 84;
1 neutronban - 33 Po, ami azt jelenti, hogy 7 neutronban: (33 x 7) = 231;
A fantom Po-részecskék száma az atommagban összesen: 84+231 = 315

Ő 42
Protonok száma - 2
A neutronok száma 4-2 = 2
Fantomrészecskék száma:
1 protonban - 12 Po, ami azt jelenti, 2 protonban: (12 x 2) \u003d 24
1 neutronban - 33 Po, ami azt jelenti, hogy 2 neutronban: (33 x 2) \u003d 66
A fantom Po-részecskék száma az atommagban összesen: 24+66 = 90

A fantom Po-részecskék teljes száma a reakció előtt

N 14 7 + Ő 4 2
315 + 90 = 405

REAKCIÓ UTÁN (O 17 8) és egy proton (p 1 1):
O 17 8
Protonok száma: 8
Neutronok száma: 17-8 = 9
Fantomrészecskék száma:
1 protonban - 12 Po, ami azt jelenti, 8 protonban: (12 x 8) \u003d 96
1 neutronban - 33 Po, ami azt jelenti, hogy 9 neutronban: (9 x 33) = 297
A fantom Po-részecskék száma az atommagban összesen: 96+297 = 393

1 1. o
Protonok száma: 1
Neutronok száma: 1-1=0
Fantomrészecskék száma:
1 protonban - 12 Po
Nincsenek neutronok.
A fantom Po-részecskék száma az atommagban: 12

A fantomrészecskék teljes száma Po a reakció után
(O 17 8 + p 1 1):
393 + 12 = 405

Hasonlítsuk össze a fantom Po-részecskék számát a reakció előtt és után:

PÉLDA A NUKLEÁRIS REAKCIÓBAN A FANTOMIKUS PO RÉSZecskék SZÁMÁNAK CSÖKKENTETT SZÁMÍTÁSÁRA.

híres nukleáris reakció Az α-részecskék kölcsönhatása a berillium izotópjával, amelyben először fedezték fel a neutront, amely a mag átalakulása következtében önálló részecskeként nyilvánult meg. Ezt a reakciót James Chadwick angol fizikus hajtotta végre 1932-ben. Reakció képlete:

213 + 90 → 270 + 33 - a fantom Po-részecskék száma az egyes magokban

303 = 303 - teljes összeg fantom Po-részecskék a reakció előtt és után

A fantom Po-részecskék száma a reakció előtt és után egyenlő.

Mint már említettük, egy atom háromféle elemi részecskéből áll: protonokból, neutronokból és elektronokból. Az atommag az atom központi része, amely protonokból és neutronokból áll. A protonoknak és a neutronoknak van gyakori név nukleon, a magban egymásba fordulhatnak. A legegyszerűbb atom magja - a hidrogénatom - egy elemi részecske - a proton - áll.

Az atommag átmérője körülbelül 10-13 - 10-12 cm, és az atom átmérőjének 0,0001-e. Az atommagban azonban az atom szinte teljes tömege (99,95-99,98%) koncentrálódik. Ha lehetne 1 cm3 tiszta maganyagot nyerni, akkor annak tömege 100-200 millió tonna lenne. Az atommag tömege több ezerszer nagyobb, mint az atomot alkotó összes elektron tömege.

Proton- elemi részecske, a hidrogénatom magja. A proton tömege 1,6721 x 10-27 kg, az elektron tömegének 1836-szorosa. Az elektromos töltés pozitív és 1,66 x 10-19 C. A coulomb az elektromos töltés mértékegysége, amely megegyezik az áthaladó elektromosság mennyiségével keresztirányú metszet vezetéket 1 másodpercig 1A (amper) állandó áramerősség mellett.

Bármely elem minden atomja az atommagban található bizonyos szám protonok. Ez a szám egy adott elem esetében állandó, és meghatározza annak fizikai és kémiai tulajdonságait. Vagyis a protonok száma attól függ, hogy milyen kémiai elemmel van dolgunk. Például, ha az atommagban egy proton hidrogén, ha 26 proton vas. Az atommagban lévő protonok száma határozza meg az atommag töltését (Z töltésszám) és az elem sorszámát a periódusos elemek rendszerében D.I. Mengyelejev (az elem rendszáma).

Neutron- elektromosan semleges részecske, amelynek tömege 1,6749 x 10-27 kg, az elektron tömegének 1839-szerese. A szabad állapotban lévő neuron instabil részecske, egymástól függetlenül protonná alakul elektron és antineutrínó kibocsátásával. A neutronok felezési ideje (az az idő, amely alatt az eredeti neutronszám fele lebomlik) körülbelül 12 perc. Azonban in kötött állapot stabil atommagok belsejében stabil. Teljes szám nukleonok (protonok és neutronok) az atommagban az úgynevezett tömegszám (atomtömeg - A). Az atommagot alkotó neutronok száma megegyezik a tömeg- és töltésszámok különbségével: N = A - Z.

Elektron- elemi részecske, a legkisebb tömegű hordozó - 0,91095x10-27g és a legkisebb elektromos töltés - 1,6021x10-19 C. Ez egy negatív töltésű részecske. Az atomban lévő elektronok száma megegyezik az atommagban lévő protonok számával, azaz. az atom elektromosan semleges.

Pozitron- pozitív elektromos töltésű elemi részecske, elektronhoz képest antirészecske. Az elektron és a pozitron tömege egyenlő, az elektromos töltések abszolút értékűek, de ellentétes előjelűek.

A különböző típusú magokat nuklidoknak nevezzük. Nuklid - egyfajta atomok adott számú protonnal és neutronnal. A természetben ugyanannak az elemnek különböző atomtömegű (tömegszámú) atomjai vannak:
, Cl stb. Ezen atomok magjai tartalmaznak ugyanaz a szám protonok, de eltérő szám neutronok. Ugyanazon elem atomjainak változatait, amelyek azonos magtöltéssel, de eltérő tömegszámmal rendelkeznek izotópok . Az azonos számú protonnal rendelkező, de a neutronok számában eltérő izotópoknak azonos az elektronhéj szerkezete, azaz. nagyon hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkeznek, és ugyanazt a helyet foglalják el a kémiai elemek periódusos rendszerében.

Jelöljük őket a megfelelő kémiai elem szimbólumával, amelynek az A indexe a bal felső sarokban található - a tömegszám, néha a protonok száma (Z) is a bal alsó sarokban található. Például a foszfor radioaktív izotópjait 32P-nek, 33P-nek vagy P-nek, illetve P-nek jelölik. Ha izotópot jelölünk ki az elem szimbólumának feltüntetése nélkül, a tömegszámot az elem megjelölése után adjuk meg, például foszfor - 32, foszfor - 33.

A legtöbb kémiai elemnek több izotópja van. Az 1H-protium hidrogénizotóp mellett ismert a nehézhidrogén-2H-deutérium és a szupernehéz hidrogén-3H-trícium. Az uránnak 11 izotópja van, természetes vegyületek három van belőlük (urán 238, urán 235, urán 233). 92 protonjuk van, illetve 146,143, illetve 141 neutronjuk.

Jelenleg 108 kémiai elem több mint 1900 izotópja ismert. Ezek közül a természetes izotópok közé tartozik az összes stabil (kb. 280 db van belőle) és a radioaktív családokba tartozó természetes izotópok (46 db van belőle). A többi mesterséges, különféle nukleáris reakciók eredményeként mesterségesen nyerik.

Az „izotópok” kifejezést csak akkor szabad használni, ha beszélgetünk ugyanazon elem atomjairól, például szén 12C és 14C. Ha különböző kémiai elemek atomjaira gondolunk, akkor javasolt a „nuklidok” kifejezés használata, például a 90Sr, 131J, 137Cs radionuklidok.

§egy. Ismerje meg az elektront, protont, neutront

Az atomok az anyag legkisebb részecskéi.
Ha méretre nagyítjuk földgolyó egy közepes méretű alma, akkor az atomok csak akkorák lesznek, mint egy alma. Az atom ilyen kis mérete ellenére még kisebb fizikai részecskékből áll.
Az atom szerkezetét már az iskolai fizika tantárgyból ismernie kell. És mégis emlékeztetünk arra, hogy az atom magot és elektronokat tartalmaz, amelyek olyan gyorsan forognak az atommag körül, hogy megkülönböztethetetlenné válnak - "elektronfelhőt" alkotnak, ill. elektronhéj atom.

Elektronokáltalában a következőképpen jelölik: e − . Elektronok e- nagyon könnyű, szinte súlytalan, de van negatív elektromos töltés. Ez egyenlő -1-gyel. Az elektromos áram, amelyet mindannyian használunk, egy elektronfolyam, amely vezetékeken keresztül fut.

atommag, amelyben szinte teljes tömege koncentrálódik, kétféle részecskéből áll - neutronokból és protonokból.

Neutronok a következőképpen jelöljük: n 0 , de protonokÍgy: p + .
Tömeg szerint a neutronok és a protonok közel azonosak - 1,675 10 -24 g és 1,673 10 -24 g.
Igaz, nagyon kényelmetlen az ilyen kis részecskék tömegét grammban számolni, ezért azt szénegységek, amelyek mindegyike 1,673 10 -24 g.
Minden részecske kap relatív atomtömeg, egyenlő egy atom tömegének (grammban) egy szénegység tömegével való osztásának hányadosával. relatív atomtömegek proton és neutron 1, de a protonok töltése pozitív és egyenlő +1, míg a neutronoknak nincs töltésük.

. Rejtvények az atomról

Egy atom összeállítható "elmében" részecskékből, mint egy játék vagy egy autó az alkatrészekből gyerek konstruktőr. Csak két fontos feltételt kell betartani.

• Első feltétel: minden atomtípusnak megvan a maga saját készlet"részletek" - elemi részecskék. Például egy hidrogénatomnak szükségszerűen lesz egy +1 pozitív töltésű magja, ami azt jelenti, hogy minden bizonnyal egy protonnal kell rendelkeznie (és nem több).
  A hidrogénatom neutronokat is tartalmazhat. Erről bővebben a következő bekezdésben.
  Oxigénatom (sorozatszám benn Periodikus rendszer egyenlő 8) atommagja lesz töltve nyolc pozitív töltések (+8), ami azt jelenti, hogy nyolc proton van. Mivel egy oxigénatom tömege 16 relatív egység, ahhoz, hogy oxigénatomot kapjunk, további 8 neutront adunk hozzá.
• Második feltétel hogy minden atom az elektromosan semleges. Ehhez elegendő elektronnal kell rendelkeznie ahhoz, hogy egyensúlyba hozza az atommag töltését. Más szavakkal, az elektronok száma egy atomban megegyezik a protonok számával a magjában, és ennek az elemnek a sorozatszáma a Periodikus rendszerben.

Bevezetés

Az atom szerkezetének jelenlegi elmélete nem ad választ sok olyan kérdésre, amely a különféle gyakorlati és kísérleti munkák során felmerül. Különösen az elektromos ellenállás fizikai lényegét még nem határozták meg. A magas hőmérsékletű szupravezetés keresése csak akkor lehet sikeres, ha ismerjük az elektromos ellenállás lényegét. Az atom szerkezetének ismeretében érthető az elektromos ellenállás lényege. Vegye figyelembe az atom szerkezetét, figyelembe véve ismert tulajdonságait töltések és mágneses mezők. Legközelebb a valósághoz és megfelel a kísérleti adatoknak bolygómodell Rutherford által javasolt atom. Ez a modell azonban csak a hidrogénatomnak felel meg.

ELSŐ FEJEZET

PROTON ÉS ELEKTRON

1. HIDROGÉN

A hidrogén az atomok közül a legkisebb, ezért atomjának stabil bázist kell tartalmaznia mind a hidrogénatom, mind a többi atom közül. A hidrogénatom egy proton és egy elektron, míg az elektron a proton körül kering. Úgy gondolják, hogy egy elektron és egy proton töltése egységtöltések, azaz minimálisak. Az elektron mint változó sugarú örvénygyűrű ötletét VF Mitkevich (L. 1) vezette be. Wu és néhány más fizikus későbbi munkája kimutatta, hogy az elektron forgó örvénygyűrűként viselkedik, amelynek spinje a mozgása tengelye mentén irányul, vagyis azt, hogy az elektron örvénygyűrű, kísérletileg igazolták. Nyugalomban a tengelye körül forgó elektron nem hoz létre mágneses teret. Az elektron csak mozgás közben alkot mágneses erővonalakat.

Ha a proton töltése eloszlik a felületen, akkor a protonnal együtt forogva csak a saját tengelye körül fog forogni. Ebben az esetben, mint egy elektron, a proton töltése nem képez mágneses teret.

Kísérletileg megállapították, hogy a protonnak van mágneses tere. Ahhoz, hogy a protonnak legyen mágneses tere, töltésének folt formájában kell lennie a felületén. Ebben az esetben, amikor a proton forog, a töltése körben mozog, azaz lineáris sebességgel rendelkezik, ami szükséges a proton mágneses terének eléréséhez.

Az elektronon kívül van még egy pozitron is, ami csak abban különbözik az elektrontól, hogy töltése pozitív, azaz a pozitron töltése mind előjelben, mind nagyságban megegyezik a proton töltésével. Más szóval, a proton pozitív töltése egy pozitron, de a pozitron az elektron antirészecskéje, és ezért egy örvénygyűrű, amely nem tud szétterülni a proton teljes felületén. Így a proton töltése pozitron.

Amikor egy negatív töltésű elektron mozog, a Coulomb-erők hatására a proton pozitronjának a proton felületén kell lennie. minimális távolság elektronból (1. ábra). Így egy ellentétes töltéspár keletkezik, amelyeket a maximális Coulomb-erő köt össze. Pontosan azért, mert a proton töltése pozitron, ezért töltése abszolút értékben egyenlő egy elektronéval. Amikor a proton teljes töltése kölcsönhatásba lép az elektron töltésével, akkor nincs "extra" töltés a protonban, ami elektromos taszító erőket hozna létre a protonok között.

Amikor egy elektron a proton körül az ábrán jelzett irányban mozog. 1, a pozitív töltés a Coulomb-erő hatására szinkronban mozog vele. Mozgó töltések alakulnak ki maguk körül mágneses mezők(1. ábra). Ebben az esetben az elektron körül az óramutató járásával ellentétes, a pozitron körül pedig az óramutató járásával megegyező irányú mágneses tér jön létre. Ennek eredményeként a töltések között két töltésből egy teljes mező képződik, amely megakadályozza, hogy az elektron "zuhanjon" a protonra.

A protonokat és a neutronokat az egyszerűség kedvéért minden ábra gömbként ábrázolja. Valójában az éter toroid alakú örvényképződményei formájában kell lenniük (L. 3).

Így a hidrogénatom az 1. ábra szerinti alakot kapja. 2 de). Az atom mágneses mezejének alakja egy tórusz alakú mágnesnek felel meg, amely a töltések forgástengelye mentén mágnesezett (2. ábra). b).

1820-ban Ampere felfedezte az áramok kölcsönhatását - a párhuzamos vezetők vonzását az egyirányú árammal. Később kísérletileg megállapították, hogy az azonos nevű, egy irányba mozgó elektromos töltések vonzódnak egymáshoz (L. 2).

A csípés hatás is arról tanúskodik, hogy a töltéseknek közelíteniük kell egymáshoz, azaz vonzódniuk kell egymáshoz. A csípőhatás a kisülés önösszehúzódásának hatása, az elektromos áramcsatorna azon tulajdonsága, hogy összenyomható vezető közegben csökkenti a keresztmetszetét az áram által keltett saját mágneses mező hatására (L. 4).

Mivel elektromosság- bármilyen rendezett mozgás elektromos töltések térben, akkor az elektronok és a protonok pozitronjainak pályái olyan áramcsatornák, amelyek maguk a töltések által keltett mágneses tér hatására közelíthetik meg egymást.

Következésképpen, amikor két hidrogénatomot egyesítenek egy molekulává, az azonos nevű töltések párokká egyesülnek, és továbbra is ugyanabban az irányban forognak, de már a protonok között, ami a mezőik egyesüléséhez vezet.

Az elektronok és protonok konvergenciája addig a pillanatig megy végbe, amíg ugyanazon töltések taszító ereje nem válik egyenlő erősségű, kettős mágneses térből vonja össze a töltéseket.

ábrán 3 a), b)És ban ben) a hidrogénatomok elektron és proton töltéseinek kölcsönhatása látható, ha hidrogénmolekulává egyesülnek.

ábrán A 4. ábrán egy hidrogénmolekula látható mágneses erővonalakkal, amelyeket két hidrogénatom mező generátorai alkotnak. Vagyis a hidrogénmolekulának van egy kettős mező generátora és egy közös mágneses fluxus, 2-szer nagyobb.

Megvizsgáltuk, hogyan egyesül a hidrogén molekulává, de a hidrogénmolekula még oxigénnel keverve sem lép reakcióba más elemekkel.

Most nézzük meg, hogyan osztódik egy hidrogénmolekula atomokra (5. ábra). Amikor egy hidrogénmolekula kölcsönhatásba lép elektromágneses hullám az elektron többletenergiát vesz fel, és ez az elektronokat a pályapályákra juttatja (5. ábra). G).

Ma már ismertek olyan szupravezetők, amelyeknek nulla van elektromos ellenállás. Ezek a vezetők atomokból állnak, és csak akkor lehetnek szupravezetők, ha atomjaik szupravezetők, azaz a proton is. A szupravezető permanens mágnes feletti lebegése régóta ismert, mivel a benne lévő állandó mágnes áramot indukál, amelynek mágneses tere a térrel ellentétes irányban irányul. állandómágnes. Amikor a külső mezőt eltávolítják a szupravezetőből, az áram megszűnik benne. A protonok elektromágneses hullámokkal való kölcsönhatása ahhoz a tényhez vezet, hogy felületükön örvényáramok indukálódnak. Mivel a protonok egymás mellett helyezkednek el, az örvényáramok egymás felé irányítják a mágneses tereket, ami addig növeli az áramokat és azok mezőit, amíg a hidrogénmolekula atomokra nem bomlik (5. ábra). G).

Az elektronok kilépése a pályapályákra és a molekulát megtörő áramok megjelenése egyszerre történik. Amikor a hidrogénatomok elrepülnek egymástól, az örvényáramok eltűnnek, és az elektronok a pályapályákon maradnak.

Így az ismert fizikai hatások alapján megkaptuk a hidrogénatom modelljét. Ahol:

1. Az atomban lévő pozitív és negatív töltések arra szolgálnak, hogy mágneses mezők erővonalait állítsák elő, amelyek a klasszikus fizikából ismert módon csak töltések mozgásakor jönnek létre. A mágneses mezők erővonalai meghatározzák az összes atomon belüli, atomközi és molekuláris kötést.

2. A proton teljes pozitív töltése - a pozitron - kölcsönhatásba lép az elektron töltésével, az elektron számára a maximális Coulomb-vonzóerőt hozza létre, és a töltések abszolút értékű egyenlősége kizárja, hogy a protonnak taszító ereje legyen a szomszédos protonokra. .

3. A gyakorlatban a hidrogénatom egy proton-elektron mágneses generátor (PEMG), amely csak akkor működik, ha a proton és az elektron együtt vannak, vagyis a proton-elektron párnak mindig együtt kell lennie.

4. Hidrogénmolekula keletkezésekor elektronok párosítani és együtt forogni az atomok között, közös mágneses mező létrehozása, amely párban tartja őket. A proton pozitronok is párosodnak mágneses tereik hatására összehúzzák a protonokat, hidrogénmolekulát vagy bármilyen más molekulát képezve. A páros pozitív töltések a fő meghatározó erők a molekuláris kötésekben, mivel a pozitronok közvetlenül kapcsolódnak a protonokhoz, és elválaszthatatlanok a protonoktól.

5. Minden elem molekuláris kötései hasonló módon jönnek létre. Az atomok más elemek molekuláihoz való kapcsolódását a vegyértékprotonok az elektronjaikkal biztosítják, azaz a vegyértékelektronok mind az atomok molekulává történő összekapcsolásában, mind a molekuláris kötések felszakításában vesznek részt. Így az atomok minden egyes molekulához való kapcsolódását molekuláris kötésenként minden atomból egy proton-elektron vegyértékpár (VPPE) biztosítja. Az EPES mindig egy protonból és egy elektronból áll.

6. Amikor egy molekuláris kötés megszakad vezető szerepet az elektron játszik, hiszen a protonja körüli pályapályára lépve a protonok között elhelyezkedő párból a proton pozitront kihúzza a proton „egyenlítőig”, ezzel biztosítva a molekuláris kötés felszakadását.

7. Ha egy hidrogénmolekula és más elemek molekulái képződnek, kettős PEMG jön létre.