Protonų yra daugiau nei yra elektronuose. Atom

Instrukcija

Protonas yra teigiamas, jo masė didesnė nei 1836 kartus. Elektrinio modulis sutampa su elektrono krūviu, o tai reiškia, kad protono krūvis yra 1,6 * 10 ^ (-19) kulonų. Branduoliai skirtingi atomai turėti skirtingas numeris. Pavyzdžiui, vandenilio atomo branduolyje yra tik vienas, o aukso atomo branduolyje – septyniasdešimt devyni. Skaičius protonų branduolyje atitinka eilinį skaičių duotas elementas lentelėje D.I. Mendelejevas. Todėl norint nustatyti skaičių protonųšerdyje reikia paimti periodinę lentelę, rasti joje norimą elementą. Aukščiau pateiktas sveikasis skaičius yra elemento eilės skaičius – tai skaičius protonųšerdyje. 1 pavyzdys. Tegul reikia nustatyti skaičių protonų polonio atomo branduolyje. Raskite cheminę medžiagą periodinėje lentelėje, ji yra 84 numeriu, o tai reiškia, kad jos branduolyje yra 84 protonai.

Įdomu tai suma protonų branduolyje yra lygus aplink branduolį judančių elektronų skaičiui. Tai yra, elemento elektronų skaičius nustatomas taip pat, kaip ir skaičius protonų- elemento serijos numeris. 2 pavyzdys. Jei polonis yra 84, tai jis turi 84 protonus (branduolys) ir tiek pat - 84 elektronus.

Neutronas yra neįkrauta dalelė, kurios masė yra 1839 kartus didesnė už elektrono masę. Be serijos numerio, periodinėje lentelėje cheminiai elementai kiekvienai medžiagai nurodomas kitas skaičius, kuris suapvalinus rodo bendrą sumą suma dalelės ( protonų ir neutronų) atomo branduolyje. Šis skaičius vadinamas masės skaičiumi. Norėdami nustatyti sumą neutronų branduolyje turi būti atimta iš masės skaičiaus suma protonų. 3 pavyzdys. Kiekis protonų iki polonio - 84. Jo masės skaičius yra 210, tai reiškia, kad nustatyti skaičių neutronų Raskite skirtumą tarp masės numerio ir serijos numerio: 210 - 84 = 126.

Cheminio elemento atomas sudarytas iš atomo branduolys ir elektronai. Atomo branduolys susideda iš dviejų tipų dalelių – protonų ir neutronų. Beveik visa atomo masė yra sutelkta branduolyje, nes protonai ir neutronai yra daug sunkesni už elektronus.

Jums reikės

elemento atominis skaičius, izotopai

Instrukcija

Skirtingai nuo protonų, neutronai neturi elektros krūvio, tai yra, jie nulis. Todėl žinant elemento atominį skaičių, neįmanoma vienareikšmiškai pasakyti kiek neutronų esančią jo šerdyje. Pavyzdžiui, atomo branduolyje visada yra 6 protonai, bet jame gali būti ir 6, ir 7. Cheminio elemento branduolių atmainos su skirtingu skaičiumi neutronų to elemento branduolio izotopuose. Izotopai gali būti natūralūs arba dirbtiniai.

Atomų branduoliai žymimi cheminio elemento raidiniu simboliu iš periodinės lentelės. Viršuje ir apačioje esančio simbolio dešinėje yra du skaičiai. Viršutinė numerį A yra atomo masės skaičius. A \u003d Z + N, kur Z yra branduolio krūvis (), o N yra neutronų skaičius. Apatinis skaičius yra Z – branduolio krūvis. Toks įrašas suteikia informacijos apie neutronų skaičių branduolyje. Akivaizdu, kad jis lygus N = A-Z.

Skirtingo vieno cheminio elemento skaičius A pasikeičia, o tai matyti šio izotopo įraše. Kai kurie izotopai turi savo originalą. Pavyzdžiui, paprastas branduolys neturi neutronų ir turi tik vieną protoną. Vandenilio izotopas deuteris turi vieną neutroną (A = 2, numeris 2 aukščiau, 1 žemiau), o tričio izotopas turi du neutronus (A = 3, numeris 3 aukščiau, 1 žemiau).

Neutronų skaičiaus priklausomybę nuo protonų skaičiaus atspindi vadinamoji N-Z diagrama atomų branduoliai. Branduolio stabilumas priklauso nuo neutronų skaičiaus ir protonų skaičiaus santykio. Nuklidų branduoliai yra stabiliausi, kai N/Z = 1, tai yra, kai neutronų ir protonų skaičius yra lygus. Didėjant masės skaičiui, stabilumo sritis pasislenka į N/Z>1, o sunkiausiems branduoliams pasiekdama N/Z ~ 1,5.

Susiję vaizdo įrašai

Šaltiniai:

Atomo branduolio sandara 2019 m
kaip rasti neutronų skaičių 2019 m

Norėdami rasti kiekį protonų atome, nustatykite jo vietą periodinėje lentelėje. Raskite jo serijos numerį periodinėje lentelėje. Jis bus lygus protonų skaičiui atomo branduolyje. Jei tiriamas izotopas, pažiūrėkite į keletą skaičių, apibūdinančių jo savybes, dugną numerį bus lygus protonų skaičiui. Jei žinomas atomo branduolio krūvis, protonų skaičių galite sužinoti padalydami jo vertę iš vieno protono krūvio.

Jums reikės

Norėdami sužinoti protonų skaičių, išsiaiškinkite protono ar elektrono krūvio reikšmę, paimkite izotopų lentelę, Mendelejevo periodinę lentelę.

Instrukcija

Žinomo atomo protonų skaičiaus nustatymas Tuo atveju, kai žinoma, kuris atomas tiriamas, raskite jo vietą . Nustatykite jo skaičių šioje lentelėje surasdami atitinkamo elemento langelį. Šioje langelyje raskite eilės numerį elemento, atitinkančio tiriamą atomą. Šis serijos numeris atitiks protonų skaičių atomo branduolyje.

Kaip rasti izotopą.Daugelis atomų turi izotopų, kurie skiriasi branduoliais. Štai kodėl vien branduolio masės neužtenka vienareikšmiškam atomo branduolio apibrėžimui. Aprašant izotopą, prieš įrašant jo cheminį pavadinimą visada įrašoma skaičių pora. Viršutinis skaičius rodo atomo masę atominės masės vienetais, o apatinis skaičius rodo branduolio krūvį. Kiekvienas branduolinio krūvio vienetas tokiu žymėjimu atitinka vieną protoną. Taigi protonų skaičius yra lygus mažiausiam skaičiui, nurodytam tam tikro izotopo žymėjime.

Kaip rasti protonus, žinant branduolio krūvį.Dažnai atomas yra jo branduolio krūvis. Norint nustatyti protonų skaičių jame, būtina jį konvertuoti į kulonus (jei jis pateikiamas keliais vienetais). Tada padalinkite branduolio krūvį iš modulio. Taip yra dėl to, kad atomas yra elektriškai neutralus, todėl protonų skaičius jame yra lygus skaičiui. Be to, jų krūviai yra lygūs absoliučia verte ir priešingi pagal ženklą (protonas turi teigiamą krūvį, elektronas yra neigiamas). Todėl atomo branduolio krūvį padalinkite iš skaičiaus 1.6022 10^(-19) pakabukas. Rezultatas yra protonų skaičius. Kadangi atomo krūvio matavimai nėra pakankamai tikslūs, jei dalinant gaunamas skaičius, suapvalinkite jį iki sveikojo skaičiaus.

Susiję vaizdo įrašai

Šaltiniai:

protonų skaičius 2019 m

Atomai susideda iš subatominių dalelių – protonų, neutronų ir elektronų. Protonai yra teigiamai įkrautos dalelės, esančios atomo centre, jo branduolyje. Izotopo protonų skaičių galima apskaičiuoti pagal atitinkamo cheminio elemento atominį skaičių.

Atomo modelis

Atomo savybėms ir jo struktūrai apibūdinti naudojamas modelis, žinomas kaip Bohro atomo modelis. Pagal jį atomo struktūra panaši saulės sistema- centre yra sunkusis centras (branduolys), o aplink jį orbita juda lengvesnės dalelės. Neutronai ir protonai sudaro teigiamai įkrautą branduolį, o neigiamo krūvio elektronai juda aplink centrą, traukiami elektrostatinių jėgų.

Elementas yra medžiaga, susidedanti iš to paties tipo atomų, jį lemia protonų skaičius kiekviename iš jų. Elementui suteikiamas jo pavadinimas ir simbolis, pvz., vandenilis (H) arba deguonis (O). Elemento cheminės savybės priklauso nuo elektronų skaičiaus ir atitinkamai nuo atomuose esančių protonų skaičiaus. Atomo cheminės charakteristikos nepriklauso nuo neutronų skaičiaus, nes jie neturi elektros krūvio. Tačiau jų skaičius turi įtakos branduolio stabilumui, keisdamas bendrą atomo masę.

Izotopai ir protonų skaičius

Atomai vadinami izotopais. atskiri elementai su skirtingu neutronų skaičiumi. Šie atomai yra chemiškai identiški, bet turi skirtingas svoris, jie taip pat skiriasi savo gebėjimu skleisti spinduliuotę.

Atominis skaičius (Z) yra cheminio elemento eilės numeris Mendelejevo periodinėje sistemoje, jį lemia protonų skaičius branduolyje. Kiekvienas atomas apibūdinamas atominiu skaičiumi ir masės skaičiumi (A), kuris yra lygus bendram protonų ir neutronų skaičiui branduolyje.

Elemente gali būti atomų su skirtingu neutronų skaičiumi, tačiau protonų skaičius išlieka toks pat ir yra lygus neutralaus atomo elektronų skaičiui. Norint nustatyti, kiek protonų yra izotopo branduolyje, pakanka pažvelgti į jo atominį skaičių. Protonų skaičius lygus atitinkamo cheminio elemento skaičiui periodinėje Mendelejevo lentelėje.

Pavyzdžiai

Pavyzdys yra vandenilio izotopai. Gamtoje

Asociatyvūs ezoosmoso, energijos ir informacijos perdavimo ir paskirstymo proceso pavyzdžiai

Atomo branduolio sudėtis. Protonų ir neutronų skaičiavimas

Reakcijos formulės, kuriomis grindžiama kontroliuojama termobranduolinė sintezė

Atomo branduolio sudėtis. Protonų ir neutronų skaičiavimas

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, atomas susideda iš branduolio ir aplink jį esančių elektronų. Atomo branduolys savo ruožtu susideda iš mažesnių elementariosios dalelės– nuo tam tikros sumos protonai ir neutronai(kurių bendras pavadinimas yra nukleonai), sujungti branduolinėmis jėgomis.

Protonų skaičius branduolyje lemia atomo elektroninio apvalkalo sandarą. O elektronų apvalkalas lemia fizinį Cheminės savybės medžiagų. Protonų skaičius atitinka atomo eilės numerį Mendelejevo periodinėje cheminių elementų sistemoje, dar vadinamą krūvio numeriu, atominiu numeriu, atominis skaičius. Pavyzdžiui, helio atomo protonų skaičius yra 2. Periodinėje lentelėje jis yra 2 ir žymimas kaip He 2. Protonų skaičiaus simbolis yra lotyniška raidė Z. Rašant formules, skaičius Nurodantis protonų skaičių, dažnai yra žemiau elemento simbolio arba dešinėje arba kairėje: He 2 / 2 He.

Neutronų skaičius atitinka tam tikrą elemento izotopą. Izotopai yra elementai, turintys tą patį atominį skaičių (tokį patį protonų ir elektronų skaičių), bet skirtingą masės skaičių. Masinis skaičius- bendras neutronų ir protonų skaičius atomo branduolyje (žymimas lotyniška raidė BET). Rašant formules masės skaičius nurodomas elemento simbolio viršuje vienoje iš pusių: He 4 2 / 4 2 He (Helio izotopas - Helis - 4)

Taigi, norint sužinoti neutronų skaičių tam tikrame izotope, protonų skaičius turėtų būti atimtas iš bendro masės skaičiaus. Pavyzdžiui, žinome, kad helio-4 He 4 2 atome yra 4 elementarios dalelės, nes izotopo masės skaičius yra 4. Tuo pačiu metu mes žinome, kad He 4 2 turi 2 protonus. Atėmus iš 4 (bendras masės skaičius) 2 (protonų skaičius), gauname 2 – neutronų skaičių helio-4 branduolyje.

FANTOMINIŲ PO DALELĖS SKAIČIAU ATOMO BRANDUOLE SKAIČIAVIMO PROCESAS. Kaip pavyzdį mes sąmoningai laikėme helią-4 (He 4 2), kurio branduolį sudaro du protonai ir du neutronai. Kadangi helio-4 branduolys, vadinamas alfa dalele (α dalele), turi didžiausią efektyvumą branduolinėse reakcijose, jis dažnai naudojamas eksperimentams šia kryptimi. Pažymėtina, kad branduolinių reakcijų formulėse vietoj He 4 2 dažnai naudojamas simbolis α.

Būtent dalyvaujant alfa dalelėms E. Rutherfordas atliko pirmąjį oficiali istorija fizinė branduolio virsmo reakcija. Reakcijos metu α dalelės (He 4 2) „bombardavo“ azoto izotopo (N 14 7) branduolius, todėl susidarė deguonies izotopas (O 17 8) ir vienas protonas (p 1 1)

Ši branduolinė reakcija atrodo taip:

Apskaičiuokime fantominių Po dalelių skaičių prieš ir po šios transformacijos.

APSKAIČIUOTI FANTOMINIŲ DALELĖS SKAIČIŲ BŪTINA:
1 veiksmas. Apskaičiuokite neutronų ir protonų skaičių kiekviename branduolyje:
- protonų skaičius nurodytas apatiniame indikatoriuje;
- neutronų skaičių sužinome iš bendro masės skaičiaus (viršutinis indikatorius) atėmę protonų skaičių (apatinis indikatorius).

2 veiksmas. Apskaičiuokite fantominių Po dalelių skaičių atomo branduolyje:
- padauginkite protonų skaičių iš fantominių Po dalelių, esančių 1 protone, skaičiaus;
- neutronų skaičių padauginkite iš fantominių Po dalelių, esančių 1 neutrone, skaičiaus;

3 veiksmas. Pridėkite fantominių dalelių skaičių pagal:
- prieš reakciją pridėti gautą fantominių Po dalelių kiekį protonuose su gautu kiekiu neutronais branduoliuose;
- po reakcijos pridėkite gautą fantominių Po dalelių kiekį protonuose su gautu kiekiu neutronais branduoliuose;
- palyginkite fantominių Po dalelių skaičių prieš reakciją su fantominių Po dalelių skaičiumi po reakcijos.

FANTOMINIŲ PO DALELĖS SKAIČIAU ATOMŲ BRANDUOLIUOSE IŠSAMUS APSKAIČIAVIMO PAVYZDYS.
(Branduolinė reakcija, kurioje dalyvauja α-dalelė (He 4 2), kurią 1919 m. atliko E. Rutherfordas)

PRIEŠ REAKCIJĄ (N 14 7 + He 4 2)
N 14 7

Protonų skaičius: 7
Neutronų skaičius: 14-7 = 7
1 protone - 12 Po, o tai reiškia 7 protonuose: (12 x 7) \u003d 84;
1 neutrone - 33 Po, o tai reiškia, kad 7 neutronuose: (33 x 7) = 231;
Bendras fantominių Po dalelių skaičius branduolyje: 84+231 = 315

Jis 42
Protonų skaičius – 2
Neutronų skaičius 4-2 = 2
Fantominių dalelių skaičius Pagal:
1 protone - 12 Po, o tai reiškia 2 protonuose: (12 x 2) \u003d 24
1 neutrone - 33 Po, o tai reiškia 2 neutronuose: (33 x 2) \u003d 66
Bendras fantominių Po dalelių skaičius branduolyje: 24+66 = 90

Bendras fantominių Po dalelių skaičius prieš reakciją

N 14 7 + Jis 4 2
315 + 90 = 405

PO REAKCIJOS (O 17 8) ir vieno protono (p 1 1):
O 17 8
Protonų skaičius: 8
Neutronų skaičius: 17-8 = 9
Fantominių dalelių skaičius Pagal:
1 protone - 12 Po, o tai reiškia 8 protonuose: (12 x 8) \u003d 96
1 neutrone - 33 Po, o tai reiškia 9 neutronuose: (9 x 33) = 297
Bendras fantominių Po dalelių skaičius branduolyje: 96+297 = 393

11 p
Protonų skaičius: 1
Neutronų skaičius: 1-1=0
Fantominių dalelių skaičius Pagal:
1 protone - 12 Po
Neutronų nėra.
Bendras fantominių Po dalelių skaičius branduolyje: 12

Bendras fantominių dalelių skaičius Po po reakcijos
(O 17 8 + p 1 1):
393 + 12 = 405

Palyginkime fantominių Po dalelių skaičių prieš ir po reakcijos:

BRANDUOLINĖJE REAKCIJOJE SUMAŽINTOS FANTOMINIŲ PO DALELĖS SKAIČIAUS SKAIČIAVIMO FORMOS PAVYZDYS.

garsus branduolinė reakcija yra α-dalelių sąveikos reakcija su berilio izotopu, kuriame pirmą kartą buvo aptiktas neutronas, kuris pasireiškė kaip nepriklausoma dalelė dėl branduolinės transformacijos. Šią reakciją 1932 metais atliko anglų fizikas Jamesas Chadwickas. Reakcijos formulė:

213 + 90 → 270 + 33 - fantominių Po dalelių skaičius kiekviename branduolyje

303 = 303 - visas kiekis fantominės Po dalelės prieš ir po reakcijos

Fantominių Po dalelių skaičius prieš ir po reakcijos yra lygus.

Kaip jau minėta, atomas susideda iš trijų tipų elementariųjų dalelių: protonų, neutronų ir elektronų. Atomo branduolys yra centrinė atomo dalis, susidedanti iš protonų ir neutronų. Protonai ir neutronai turi Dažnas vardas nukleonas, branduolyje jie gali virsti vienas kitu. Paprasčiausio atomo – vandenilio atomo – branduolys susideda iš vienos elementarios dalelės – protono.

Atomo branduolio skersmuo yra maždaug 10-13 - 10-12 cm ir yra 0,0001 atomo skersmens. Tačiau beveik visa atomo masė (99,95-99,98%) yra sutelkta branduolyje. Jei būtų įmanoma gauti 1 cm3 grynos branduolinės medžiagos, jos masė būtų 100-200 milijonų tonų. Atomo branduolio masė kelis tūkstančius kartų didesnė už visų elektronų, sudarančių atomą, masę.

Protonas- elementarioji dalelė, vandenilio atomo branduolys. Protono masė yra 1,6721 x 10-27 kg, ji yra 1836 kartus didesnė už elektrono masę. Elektros krūvis yra teigiamas ir lygus 1,66 x 10-19 C. Kulonas yra elektros krūvio vienetas, lygus pratekančios elektros kiekiui skersinis pjūvis laidininkas 1 s, esant pastoviai 1A (amperų) srovei.

Kiekvienas bet kurio elemento atomas yra branduolyje tam tikras skaičius protonų. Šis skaičius yra pastovus tam tikram elementui ir lemia jo fizines ir chemines savybes. Tai yra, protonų skaičius priklauso nuo to, su kokiu cheminiu elementu susiduriame. Pavyzdžiui, jei vienas protonas branduolyje yra vandenilis, jei 26 protonai yra geležis. Protonų skaičius atomo branduolyje lemia branduolio krūvį (krūvio numeris Z) ir elemento eilės numerį periodinėje elementų sistemoje D.I. Mendelejevas (elemento atominis numeris).

Neutronas- elektriškai neutrali dalelė, kurios masė 1,6749 x 10-27 kg, 1839 kartus didesnė už elektrono masę. Laisvoje būsenoje esantis neuronas yra nestabili dalelė, ji savarankiškai virsta protonu, išskirdama elektroną ir antineutriną. Neutronų pusinės eliminacijos laikas (laikas, per kurį suyra pusė pradinio neutronų skaičiaus) yra maždaug 12 minučių. Tačiau į surišta būsena stabilių atominių branduolių viduje jis yra stabilus. Iš viso nukleonai (protonai ir neutronai) branduolyje vadinamas masės skaičiumi (atominė masė – A). Neutronų, sudarančių branduolį, skaičius yra lygus masės ir krūvio skaičių skirtumui: N = A - Z.

Elektronas- elementarioji dalelė, mažiausios masės nešiklis - 0,91095x10-27g, o mažiausias elektros krūvis - 1,6021x10-19 C. Tai neigiamo krūvio dalelė. Elektronų skaičius atome lygus protonų skaičiui branduolyje, t.y. atomas yra elektriškai neutralus.

Pozitronas- elementarioji dalelė, turinti teigiamą elektros krūvį, antidalelė elektrono atžvilgiu. Elektrono ir pozitrono masė yra lygi, o elektros krūviai yra vienodi absoliučia verte, bet priešingi pagal ženklą.

Įvairūs branduolių tipai vadinami nuklidais. Nuklidas – tam tikri atomai su nurodytu protonų ir neutronų skaičiumi. Gamtoje yra to paties elemento atomų, turinčių skirtingą atominę masę (masių skaičių):
, Cl ir kt. Šių atomų branduoliuose yra tas pats numeris protonų, bet skirtingas numeris neutronų. Vadinamos to paties elemento atomų atmainos, turinčios tą patį branduolio krūvį, bet skirtingą masės skaičių izotopų . Turėdami vienodą protonų skaičių, bet besiskiriantys neutronų skaičiumi, izotopai turi vienodą elektronų apvalkalų struktūrą, t.y. labai panašios cheminės savybės ir periodinėje cheminių elementų lentelėje užima tą pačią vietą.

Jie žymimi atitinkamo cheminio elemento simboliu, kurio indeksas A yra viršuje kairėje – masės skaičius, kartais apačioje kairėje pateikiamas ir protonų skaičius (Z). Pavyzdžiui, radioaktyvieji fosforo izotopai yra atitinkamai žymimi 32P, 33P arba P ir P. Nurodant izotopą nenurodant elemento simbolio, masės skaičius pateikiamas po elemento žymėjimo, pavyzdžiui, fosforas - 32, fosforas - 33.

Dauguma cheminių elementų turi keletą izotopų. Be vandenilio izotopo 1H-protio, yra žinomas sunkusis vandenilio 2H-deuteris ir supersunkusis vandenilio 3H-tritis. Uranas turi 11 izotopų, natūralūs junginiai jų yra trys (uranas 238, uranas 235, uranas 233). Jie turi atitinkamai 92 protonus ir 146,143 bei 141 neutroną.

Šiuo metu žinoma daugiau nei 1900 izotopų iš 108 cheminių elementų. Iš jų natūralūs izotopai apima visus stabilius (jų yra apie 280) ir natūralius izotopus, kurie yra radioaktyviųjų šeimų dalis (jų yra 46). Likusieji yra dirbtiniai, jie gaunami dirbtinai dėl įvairių branduolinių reakcijų.

Terminas „izotopai“ turėtų būti vartojamas tik tada, kai Mes kalbame apie to paties elemento atomus, pavyzdžiui, anglies 12C ir 14C. Jei kalbama apie skirtingų cheminių elementų atomus, rekomenduojama vartoti terminą „nuklidai“, pavyzdžiui, radionuklidai 90Sr, 131J, 137Cs.

§ vienas. Susipažinkite su elektronu, protonu, neutronu

Atomai yra mažiausios medžiagos dalelės.
Jei padidinta iki gaublys vidutinio dydžio obuolys, tada atomai taps tik obuolio dydžio. Nepaisant tokio mažo dydžio, atomas susideda iš dar mažesnių fizinių dalelių.
Su atomo sandara turėtum būti susipažinęs jau iš mokyklos fizikos kurso. Ir vis dėlto primename, kad atome yra branduolys ir elektronai, kurie sukasi aplink branduolį taip greitai, kad tampa nebeįskiriami – sudaro „elektronų debesį“, arba elektronų apvalkalas atomas.

Elektronai paprastai žymimas taip: e − . Elektronai e- labai lengvi, beveik nesvarūs, bet jie turi neigiamas elektros krūvis. Jis lygus -1. Elektros srovė, kurią mes visi naudojame, yra elektronų srautas, einantis per laidus.

atomo branduolys, kuriame sutelkta beveik visa jo masė, susideda iš dviejų tipų dalelių – neutronų ir protonų.

Neutronaižymimas taip: n 0 , a protonų Taigi: p + .
Pagal masę neutronai ir protonai yra beveik vienodi - 1,675 10 -24 g ir 1,673 10 -24 g.
Tiesa, tokių smulkių dalelių masę skaičiuoti gramais labai nepatogu, todėl ji išreiškiama anglies vienetų, kurių kiekvienas yra lygus 1,673 10 −24 g.
Už kiekvieną dalelę gaukite santykinė atominė masė, lygus atomo masės (gramais) dalijimosi iš anglies vieneto masės koeficientui. giminaitis atominės masės protonas ir neutronas yra lygūs 1, bet protonų krūvis yra teigiamas ir lygus +1, o neutronai neturi krūvio.

. Mįslės apie atomą

Atomas gali būti surinktas „galvoje“ iš dalelių, kaip žaislas ar automobilis iš dalių vaikų konstruktorius. Būtina laikytis tik dviejų svarbių sąlygų.

Pirma sąlyga: kiekvienas atomo tipas turi savo nuosavas komplektas"detalės" - elementariosios dalelės. Pavyzdžiui, vandenilio atomas būtinai turės branduolį, kurio teigiamas krūvis yra +1, o tai reiškia, kad jis tikrai turi turėti vieną protoną (ir ne daugiau).
Vandenilio atome taip pat gali būti neutronų. Daugiau apie tai kitoje pastraipoje.
Deguonies atomas (serijos numeris in Periodinė sistema lygus 8) turės įkrautą branduolį aštuoni teigiamų krūvių (+8), vadinasi, yra aštuoni protonai. Kadangi deguonies atomo masė yra 16 santykinių vienetų, norėdami gauti deguonies branduolį, pridėsime dar 8 neutronus.
Antra sąlyga yra tai, kad kiekvienas atomas yra elektra neutralus. Norėdami tai padaryti, jame turi būti pakankamai elektronų, kad subalansuotų branduolio krūvį. Kitaip tariant, elektronų skaičius atome lygus protonų skaičiui jos esmė ir šio elemento serijos numeris periodinėje sistemoje.

Įvadas

Dabartinė atomo sandaros teorija nepateikia atsakymo į daugelį klausimų, kylančių atliekant įvairius praktinius ir eksperimentinius darbus. Visų pirma, fizinė elektrinės varžos esmė dar nenustatyta. Aukštos temperatūros superlaidumo paieška gali būti sėkminga tik žinant elektrinės varžos esmę. Žinant atomo sandarą, galima suprasti elektrinės varžos esmę. Atsižvelkite į atomo struktūrą žinomos savybės krūviai ir magnetiniai laukai. Arčiausiai realybės ir atitinka eksperimentinius duomenis planetinis modelis Rutherfordo pasiūlytas atomas. Tačiau šis modelis atitinka tik vandenilio atomą.

PIRMAS SKYRIUS

PROTONAS IR ELEKTRONAS

1. VANDENILIS

Vandenilis yra mažiausias iš atomų, todėl jo atome turi būti stabili tiek vandenilio atomo, tiek likusių atomų bazė. Vandenilio atomas yra protonas ir elektronas, o elektronas sukasi aplink protoną. Manoma, kad elektrono ir protono krūviai yra vienetiniai krūviai, t.y. minimalūs. Elektrono, kaip kintamo spindulio sūkurio žiedo, idėją pristatė V. F. Mitkevičius (L. 1). Vėlesni Wu ir kai kurių kitų fizikų darbai parodė, kad elektronas elgiasi kaip besisukantis sūkurio žiedas, kurio sukimasis nukreiptas išilgai jo judėjimo ašies, t.y., kad elektronas yra sūkurio žiedas, buvo patvirtinta eksperimentiškai. Ramybės būsenoje elektronas, besisukantis aplink savo ašį, nesukuria magnetinių laukų. Tik judėdamas elektronas sudaro magnetines jėgos linijas.

Jei protono krūvis yra paskirstytas paviršiuje, tada, sukdamasis kartu su protonu, jis suksis tik aplink savo ašį. Šiuo atveju, kaip ir elektrono, protono krūvis nesudarys magnetinio lauko.

Eksperimentiškai nustatyta, kad protonas turi magnetinį lauką. Kad protonas turėtų magnetinį lauką, jo krūvis turi būti dėmės pavidalu jo paviršiuje. Tokiu atveju, kai protonas sukasi, jo krūvis judės ratu, t.y. turės linijinį greitį, kuris reikalingas protono magnetiniam laukui gauti.

Be elektrono yra ir pozitronas, kuris nuo elektrono skiriasi tik tuo, kad jo krūvis yra teigiamas, t.y., pozitrono krūvis yra lygus protono krūviui tiek ženklu, tiek dydžiu. Kitaip tariant, teigiamas protono krūvis yra pozitronas, o pozitronas yra elektrono antidalelė ir todėl yra sūkurinis žiedas, kuris negali išplisti visame protono paviršiuje. Taigi protono krūvis yra pozitronas.

Kai juda elektronas su neigiamu krūviu, protono pozitronas, veikiamas Kulono jėgų, turi būti protono paviršiuje. minimalus atstumas iš elektrono (1 pav.). Taigi susidaro priešingų krūvių pora, sujungta didžiausia Kulono jėga. Būtent todėl, kad protono krūvis yra pozitronas, jo krūvis absoliučia reikšme yra lygus elektronui. Kai visas protono krūvis sąveikauja su elektrono krūviu, tada nėra protono „papildomo“ krūvio, kuris sukurtų elektrines atstumiančias jėgas tarp protonų.

Kai elektronas juda aplink protoną kryptimi, nurodyta Fig. 1, teigiamas krūvis juda sinchroniškai su juo dėl Kulono jėgos. Judantys krūviai susidaro aplink save magnetiniai laukai(1 pav.). Šiuo atveju aplink elektroną susidaro magnetinis laukas prieš laikrodžio rodyklę, o aplink pozitroną – pagal laikrodžio rodyklę. Dėl to tarp krūvių susidaro bendras laukas iš dviejų krūvių, kuris neleidžia elektronui „nukristi“ ant protono.

Visose figūrose protonai ir neutronai pavaizduoti kaip sferos, kad būtų paprasčiau. Tiesą sakant, jie turėtų būti toroidinių sūkurių eterio formų (L. 3).

Taigi vandenilio atomas turi formą, kaip parodyta Fig. 2 a). Atomo magnetinio lauko forma atitinka toro formos magnetą su įmagnetinimu išilgai krūvių sukimosi ašies (2 pav. b).

Dar 1820 metais Amperas atrado srovių sąveiką – lygiagrečių laidininkų, tekančių viena kryptimi, pritraukimą. Vėliau eksperimentiškai nustatyta, kad to paties pavadinimo elektros krūviai, judantys viena kryptimi, traukia vienas kitą (L. 2).

Žiupsnelio efektas taip pat liudija, kad krūviai turėtų artėti vienas prie kito, t.y. traukti vienas kitą. Suspaudimo efektas yra savaiminio išlydžio susitraukimo efektas, elektros srovės kanalo savybė suspaudžiamoje laidžioje terpėje sumažinti savo skerspjūvį veikiant savo magnetiniam laukui, kurį sukuria pati srovė (L. 4).

Kaip elektros- bet koks tvarkingas judėjimas elektros krūviai erdvėje, tada protonų elektronų ir pozitronų trajektorijos yra srovės kanalai, kurie gali priartėti vienas prie kito veikiami pačių krūvių sukuriamo magnetinio lauko.

Vadinasi, kai du vandenilio atomai sujungiami į molekulę, to paties pavadinimo krūviai susijungs į poras ir toliau sukasi ta pačia kryptimi, bet jau tarp protonų, o tai lems jų laukų suvienijimą.

Elektronų ir protonų konvergencija vyksta iki to momento, kai tampa tų pačių krūvių atstūmimo jėga. vienodos jėgos, sutraukiantys krūvius iš dvigubo magnetinio lauko.

Ant pav. 3 a), b) ir in) rodoma vandenilio atomų elektrono ir protono krūvių sąveika, kai jie susijungia į vandenilio molekulę.

Ant pav. 4 parodyta vandenilio molekulė su magnetinėmis jėgos linijomis, kurias sudaro dviejų vandenilio atomų laukų generatoriai. Tai yra, vandenilio molekulė turi vieną dvigubo lauko generatorių ir bendrą magnetinis srautas, 2 kartus didesnis.

Ištyrėme, kaip vandenilis susijungia į molekulę, tačiau vandenilio molekulė nereaguoja su kitais elementais net susimaišius su deguonimi.

Dabar panagrinėkime, kaip vandenilio molekulė skirstoma į atomus (5 pav.). Kai vandenilio molekulė sąveikauja su elektromagnetinė banga elektronas įgyja papildomos energijos, ir tai atveda elektronus į orbitos trajektorijas (5 pav. G).

Šiandien žinomi superlaidininkai, kurių nulis elektrinė varža. Šie laidininkai yra sudaryti iš atomų ir gali būti superlaidininkai tik tuo atveju, jei jų atomai yra superlaidininkai, t. y. ir protonas. Superlaidininko levitacija virš nuolatinio magneto jau seniai žinoma dėl nuolatinio magneto, kurio magnetinis laukas nukreiptas priešingu laukui, indukcija jame srovę. nuolatinis magnetas. Iš superlaidininko pašalinus išorinį lauką, jame esanti srovė išnyksta. Protonų sąveika su elektromagnetine banga lemia tai, kad jų paviršiuose sukeliamos sūkurinės srovės. Kadangi protonai išsidėstę vienas šalia kito, sūkurinės srovės nukreipia magnetinius laukus vienas į kitą, todėl srovės ir jų laukai didėja, kol vandenilio molekulė suskyla į atomus (5 pav.). G).

Elektronų išėjimas į orbitines trajektorijas ir srovių, ardančių molekulę, atsiradimas vyksta vienu metu. Kai vandenilio atomai skrenda vienas nuo kito, sūkurinės srovės išnyksta, o elektronai lieka orbitos trajektorijose.

Taigi, remdamiesi žinomais fizikiniais efektais, gavome vandenilio atomo modelį. Kur:

1. Teigiami ir neigiami krūviai atome padeda gauti magnetinių laukų jėgos linijas, kurios, kaip žinoma iš klasikinės fizikos, susidaro tik judant krūviams. Magnetinių laukų jėgos linijos lemia visus atominius, tarpatominius ir molekulinius ryšius.

2. Visas teigiamas protono krūvis – pozitronas – sąveikauja su elektrono krūviu, sukuria didžiausią Kulono traukos jėgą elektronui, o krūvių lygybė absoliučia verte neleidžia protonui turėti atstumiamųjų jėgų kaimyniniams protonams. .

3. Praktikoje vandenilio atomas yra protonų-elektronų magnetinis generatorius (PEMG), kuris veikia tik tada, kai protonas ir elektronas yra kartu, t.y. protonų-elektronų pora visada turi būti kartu.

4. Susidarius vandenilio molekulei elektronai suporuoti ir suktis kartu tarp atomų, sukurti bendrą magnetinį lauką, kuris juos suporuoja. Protonų pozitronai taip pat susiporuoja veikiami jų magnetinių laukų ir sutraukia protonus, sudarydami vandenilio molekulę ar bet kurią kitą molekulę. Suporuoti teigiami krūviai yra pagrindinė molekulinio ryšio lemianti jėga, nes pozitronai yra tiesiogiai susiję su protonais ir yra neatskiriami nuo protonų.

5. Visų elementų molekuliniai ryšiai vyksta panašiai. Atomų sujungimą su kitų elementų molekulėmis užtikrina valentiniai protonai su savo elektronais, t.y., valentiniai elektronai dalyvauja tiek jungiant atomus į molekules, tiek nutraukiant molekulinius ryšius. Taigi kiekvieną atomų jungtį į molekulę užtikrina viena protonų-elektronų valentingumo pora (VPPE) iš kiekvieno atomo viename molekuliniame ryšyje. EPES visada susideda iš protono ir elektrono.

6. Nutrūkus molekuliniam ryšiui Pagrindinis vaidmuo elektronas žaidžia, nes, patekęs į orbitos trajektoriją aplink savo protoną, ištraukia protonų pozitroną iš poros, esančios tarp protonų, iki protonų „ekvatoriaus“, taip užtikrindamas molekulinio ryšio nutrūkimą.

7. Susidarius vandenilio molekulei ir kitų elementų molekulėms, susidaro dvigubas PEMG.