Atomo branduolio krūvį lemia kiekis. Atomo branduolys: branduolio krūvis

Branduolio mokestis () nustato cheminis elementas lentelėje D.I. Mendelejevas. Z skaičius yra protonų skaičius branduolyje. Cl yra protono krūvis, kurio dydis yra lygus elektrono krūviui.

Dar kartą pabrėžiame, kad branduolinis krūvis lemia protonų nešamų teigiamų elementariųjų krūvių skaičių. O kadangi atomas paprastai yra neutrali sistema, branduolio krūvis taip pat lemia elektronų skaičių atome. Ir mes prisimename, kad elektronas turi neigiamą elementarų krūvį. Elektronai atome pasiskirsto energetiniuose apvalkaluose ir posluoksniuose priklausomai nuo jų skaičiaus, todėl branduolio krūvis turi didelę įtaką elektronų pasiskirstymui jų būsenose. Elektronų skaičius paskutiniame energijos lygyje priklauso nuo Cheminės savybės atomas. Pasirodo, branduolio krūvis lemia chemines medžiagos savybes.

Dabar įprasta įvairius cheminius elementus žymėti taip: , kur X yra cheminio elemento simbolis periodinėje lentelėje, kuris atitinka krūvį.

Elementai, kurių Z, bet skirtingos atominės masės (A) (tai reiškia, kad branduolyje tas pats numeris protonai, bet skirtingas neutronų skaičius) vadinami izotopais. Taigi, vandenilis turi du izotopus: 1 1 H-vandenilį; 2 1 H-deuteris; 3 1 H-tritis

Yra stabilūs ir nestabilūs izotopai.

Vienodos masės, bet skirtingų krūvių branduoliai vadinami izobarais. Izobarai daugiausia randami tarp sunkiųjų branduolių, poromis arba triadomis. Pavyzdžiui, ir.

Pirmą kartą netiesioginį branduolinio krūvio matavimą atliko Moseley 1913 m. Jis nustatė ryšį tarp charakteristikos dažnio. rentgeno spinduliuotė() ir branduolinis užtaisas (Z):

kur C ir B yra konstantos, nepriklausomos nuo elemento nagrinėjamai spinduliavimo serijai.

Branduolio krūvį tiesiogiai nustatė Chadwickas 1920 m., tyrinėdamas helio atomo branduolių sklaidą ant metalinių plėvelių.

Pagrindinė sudėtis

Vandenilio atomo branduolys vadinamas protonu. Protono masė yra:

Branduolys sudarytas iš protonų ir neutronų (bendrai vadinamų nukleonais). Neutronas buvo atrastas 1932 m. Neutrono masė labai artima protono masei. Neutronas elektros krūvis neturi.

Protonų skaičiaus (Z) ir neutronų skaičiaus (N) branduolyje suma vadinama masės skaičiumi A:

Kadangi neutrono ir protono masės yra labai artimos, kiekvienas iš jų yra lygus beveik atominės masės vienetui. Elektronų masė atome yra daug mažesnė už branduolio masę, todėl manoma, kad masės skaičius branduolys yra maždaug lygus elemento santykinei atominei masei, suapvalinus iki artimiausio sveikojo skaičiaus.

Problemų sprendimo pavyzdžiai

1 PAVYZDYS

Užduotis

Branduolys yra labai stabilios sistemos, todėl protonai ir neutronai turi būti laikomi branduolio viduje tam tikra jėga. Ką galite pasakyti apie šias jėgas?

Sprendimas

Iš karto galima pastebėti, kad jėgos, jungiančios nukleonus, nepriklauso gravitacinėms, kurios yra per silpnos. Branduolio stabilumo negalima paaiškinti elektromagnetinių jėgų buvimu, nes tarp protonų, kaip dalelių, turinčių to paties ženklo krūvius, gali būti tik elektrinis atstūmimas. Neutronai yra elektriškai neutralios dalelės. Veikia tarp nukleonų ypatinga rūšis jėgos, kurios vadinamos branduolinėmis jėgomis. Šios jėgos yra beveik 100 kartų stipresnės už elektrines jėgas. Branduolinės jėgos yra galingiausios iš visų žinomų gamtos jėgų. Dalelių sąveika branduolyje vadinama stipriąja. Kitas branduolinių jėgų bruožas yra tai, kad jos yra trumpo nuotolio. Branduolinės jėgos tampa pastebimos tik cm eilės atstumu, tai yra branduolio dydžio atstumu.

2 PAVYZDYS

Užduotis

Ką minimalus atstumas ar gali helio atomo branduolys, kurio kinetinė energija lygi kaktomušos susidūrimo energijai, priartėti prie nejudančio švino atomo branduolio?

Sprendimas

Padarykime piešinį. Apsvarstykite helio atomo branduolio ( - dalelių) judėjimą elektrostatiniame lauke, kuris sukuria nejudantį švino atomo branduolį. - dalelė juda link švino atomo branduolio greičiu, mažėjančiu iki nulio, nes tarp panašiai įkrautų dalelių veikia atstumiančios jėgos. Kinetinė energija, kurią turėjo dalelė, pavirs potencialia sąveikos energija - dalelėmis ir laukais (), kuri sukuria švino atomo branduolį: Potencialią dalelės energiją elektrostatiniame lauke išreiškiame taip: kur yra helio atomo branduolio krūvis; - įtampa elektrostatinis laukas, kuri sukuria švino atomo branduolį. Iš (2.1) - (2.3) gauname:

Instrukcija

D.I.Mendelejevo lentelėje kaip daugiaaukštyje daugiabutis namas"" cheminiai elementai, kurių kiekvienas užima savo nuosavas butas. Taigi kiekvienas elementas turi tam tikrą serijos numerį, nurodytą lentelėje. Cheminių elementų numeracija prasideda iš kairės į dešinę ir nuo viršaus. Lentelėje horizontalios eilutės vadinamos taškais, o vertikalūs stulpeliai – grupėmis. Tai svarbu, nes pagal grupės ar laikotarpio numerį taip pat galite apibūdinti kai kuriuos parametrus. atomas.

Atomas yra chemiškai nedalomas, bet tuo pat metu susidedantis iš mažesnių sudedamosios dalys, kurioms priklauso (teigiamai įkrautos dalelės), (neigiamai įkrautos) (neutralios dalelės). Didžioji dalis atomas branduolyje (dėl protonų ir neutronų), aplink kurį sukasi elektronai. Apskritai atomas yra elektriškai neutralus, tai yra teigiamų skaičius mokesčiai sutampa su neigiamų skaičiumi, taigi, protonų skaičiumi ir yra toks pat. teigiamas krūvis branduoliai atomas vyksta tik protonų sąskaita.

Pavyzdys Nr. 1. Nustatykite krūvį branduoliai atomas anglis (C). Pradedame analizuoti cheminį elementą anglį, sutelkdami dėmesį į D.I. Mendelejevo lentelę. Anglies yra „bute“ Nr.6. Todėl tai branduoliai+6 dėl 6 protonų (teigiamai įkrautų dalelių), kurie yra išsidėstę branduolyje. Atsižvelgiant į tai, kad atomas yra elektriškai neutralus, tai reiškia, kad taip pat bus 6 elektronai.

Pavyzdys Nr. 2. Nustatykite krūvį branduoliai atomas aliuminio (Al). Aliuminis turi serijos numerį - Nr 13. Todėl mokestis branduoliai atomas aliuminio +13 (dėl 13 protonų). Taip pat bus 13 elektronų.

Pavyzdys Nr. 3. Nustatykite krūvį branduoliai atomas sidabras (Ag). Sidabras turi serijos numerį - Nr. 47. Vadinasi, mokestis branduoliai atomas sidabras + 47 (dėl 47 protonų). Taip pat yra 47 elektronai.

pastaba

D.I. Mendelejevo lentelėje kiekvieno cheminio elemento langelyje nurodytos dvi skaitinės reikšmės. Nepainiokite elemento atominio skaičiaus ir santykinės atominės masės

Cheminio elemento atomas sudarytas iš branduoliai Ir elektronų apvalkalas. Branduolys yra centrinė atomo dalis, kurioje sutelkta beveik visa jo masė. Skirtingai nuo elektronų apvalkalo, branduolys turi teigiamą mokestis.

Jums reikės

• Cheminio elemento atominis skaičius, Moselio dėsnis

Instrukcija

Šiuo būdu, mokestis branduoliai lygus protonų skaičiui. Savo ruožtu protonų skaičius branduolyje yra lygus atominiam skaičiui. Pavyzdžiui, vandenilio atominis skaičius yra 1, tai yra, vandenilio branduolį sudaro vienas protonas. mokestis+1. Natrio atominis skaičius yra 11, mokestis jo branduoliai lygus +11.

Alfa irimo metu branduoliai jo atominis skaičius sumažėja dviem dėl alfa dalelės išmetimo ( branduoliai atomas). Taigi, protonų skaičius branduolyje, kuris patyrė alfa skilimą, taip pat sumažėja dviem.
Beta skilimas gali vykti trimis skirtingais būdais. „Beta-minuso“ skilimo atveju neutronas išspinduliuodamas virsta antineutrinu. Tada mokestis branduoliai vienetui.
Beta plius skilimo atveju protonas virsta neutronu, pozitronu ir neutrinu, mokestis branduoliai sumažėja vienu.
Elektroninio fiksavimo atveju mokestis branduoliai taip pat sumažėja vienu.

Apmokestinti branduoliai Taip pat galima nustatyti iš spektrinių linijų dažnio būdinga spinduliuotė atomas. Pagal Moseley dėsnį: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, kur v – spektrinė charakteringoji spinduliuotė, R – Rydbergo konstanta, S – ekrano konstanta, n – pagrindinis kvantinis skaičius.
Taigi Z = n*sqrt(v/r)+s.

Susiję vaizdo įrašai

Šaltiniai:

• Kaip keičiasi branduolinis krūvis?

Atomas yra mažiausia kiekvieno elemento dalelė, turinti jo chemines savybes. Tiek atomo egzistavimas, tiek sandara buvo diskusijų ir tyrinėjimų objektas nuo seniausių laikų. Nustatyta, kad atomų struktūra yra panaši į struktūrą saulės sistema: centre yra branduolys, užimantis labai mažai vietos, bet sukoncentravęs savyje beveik visą masę; Aplink jį sukasi „planetos“ – elektronai, nešantys negatyvą mokesčiai. Kaip galite rasti mokestį? branduoliai atomas?

Instrukcija

Bet kuris atomas yra elektriškai neutralus. Bet kadangi jie neša neigiamą mokesčiai, jie turi būti subalansuoti priešingų krūvių. Tai yra tiesa. Teigiamas mokesčiai perneša daleles, vadinamas protonais, esančias atomo branduolyje. Protonas yra daug masyvesnis už elektroną: jis sveria net 1836 elektronus!

Paprasčiausias atvejis yra pirmojo periodinės lentelės elemento vandenilio atomas. Žvelgdami į lentelę pamatysite, kad jis yra pirmajame skaičiuje, o jo branduolys susideda iš vieno protono, aplink kurį sukasi vienintelis. Tai seka branduoliai vandenilio atomas yra +1.

Kitų elementų branduoliai jau susideda ne tik iš protonų, bet ir iš vadinamųjų „neutronų“. Kaip galite lengvai suprasti iš paties pavadinimo, jie neturi jokio krūvio, nei neigiamo, nei teigiamo. Todėl atminkite: nesvarbu, kiek neutronų yra atome branduoliai, jie veikia tik jo masę, bet ne įkrovą.

Todėl teigiamo krūvio dydis branduoliai atomas priklauso tik nuo to, kiek jame yra protonų. Bet kadangi, kaip jau minėta, atomas yra elektriškai neutralus, jo branduolyje turi būti tiek pat protonų, jis sukasi aplink branduoliai. Protonų skaičius nustatomas pagal elemento eilės numerį periodinėje lentelėje.

Apsvarstykite keletą elementų. Pavyzdžiui, garsus ir gyvybiškai svarbus reikalingo deguonies yra „ląstelėje“ numeriu 8. Todėl jos branduolyje yra 8 protonai, o krūvis branduoliai bus +8. Geležis užima „ląstelę“, kurios numeris 26, ir atitinkamai turi krūvį branduoliai+26. O metalas – kurio serijos numeris 79 – turės lygiai tokį pat įkrovą branduoliai(79), su + ženklu. Atitinkamai, deguonies atome yra 8 elektronai, atome - 26, o aukso atome - 79.

Susiję vaizdo įrašai

Normaliomis sąlygomis atomas yra elektriškai neutralus. Šiuo atveju atomo branduolys, susidedantis iš protonų ir neutronų, yra teigiamas, o elektronai turi neigiamą krūvį. Esant elektronų pertekliui arba trūkumams, atomas virsta jonu.

Instrukcija

Cheminiai junginiai gali būti molekulinės arba joninės prigimties. Molekulės taip pat yra elektriškai neutralios, o jonai turi tam tikrą krūvį. Taigi, amoniako molekulė NH3 yra neutrali, o amonio jonas NH4+ yra teigiamai įkrautas. Ryšiai amoniako molekulėje, suformuoti pagal mainų tipą. Ketvirtasis vandenilio atomas pridedamas pagal donoro-akceptoriaus mechanizmą, tai taip pat yra kovalentinis ryšys. Amonis susidaro, kai amoniakas reaguoja su rūgščių tirpalais.

Svarbu suprasti, kad elemento branduolio krūvis nepriklauso nuo cheminių virsmų. Nesvarbu, kiek elektronų pridėsite ar atimsite, branduolio krūvis išlieka toks pat. Pavyzdžiui, O atomas, O-anijonas ir O+ katijonas pasižymi tuo pačiu branduolio krūviu +8. Šiuo atveju atomas turi 8 elektronus, anijonas 9, katijonas - 7. Pats branduolys gali būti pakeistas tik per branduolines transformacijas.

Labiausiai paplitęs tipas branduolinės reakcijos- radioaktyvusis skilimas, kuris gali vykti natūrali aplinka. Elementų, kuriems vyksta toks skilimas, atominė masė yra įrašyta laužtiniuose skliaustuose. Tai reiškia, kad masės skaičius nėra pastovus, laikui bėgant kinta.

Periodinėje elementų lentelėje D.I. Mendelejevo sidabro serijos numeris 47 ir žymėjimas „Ag“ (argentum). Šio metalo pavadinimas tikriausiai kilęs iš lotyniško „argos“, reiškiančio „balta“, „blizganti“.

Instrukcija

Sidabras žmonijai buvo žinomas jau IV tūkstantmetyje prieš Kristų. IN Senovės Egiptas jis netgi buvo vadinamas „baltuoju auksu“. Šis metalas gamtoje randamas tiek natūralios formos, tiek junginių, pavyzdžiui, sulfidų, pavidalu. Sidabro grynuoliai yra sunkūs ir dažnai juose yra aukso, gyvsidabrio, vario, platinos, stibio ir bismuto priemaišų.

Cheminės sidabro savybės.

Sidabras priklauso pereinamųjų metalų grupei ir turi visas metalų savybes. Tačiau sidabro aktyvumas mažas – elektrocheminėje metalų įtampų serijoje jis yra vandenilio dešinėje, beveik pačioje pabaigoje. Junginiuose sidabro oksidacijos laipsnis dažniausiai yra +1.

Normaliomis sąlygomis sidabras nereaguoja su deguonimi, vandeniliu, azotu, anglimi, siliciu, bet sąveikauja su siera, sudarydamas sidabro sulfidą: 2Ag+S=Ag2S. Kaitinamas sidabras sąveikauja su halogenais: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Tirpusis sidabro nitratas AgNO3 naudojamas kokybiniam halogenidų jonų nustatymui tirpale – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Pavyzdžiui, sąveikaudamas su chloro anijonais, sidabras suteikia netirpią baltos nuosėdos AgCl↓.

Kodėl sidabro dirbiniai tamsėja veikiami oro?

Laipsniško sidabro gaminių gamybos priežastis yra ta, kad sidabras reaguoja su ore esančiu vandenilio sulfidu. Dėl to ant metalo paviršiaus susidaro Ag2S plėvelė: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

Iš planetinis modelis Mes žinome, kad atomas yra branduolys, o aplink jį sukasi elektronų debesis. Be to, atstumas tarp elektronų ir branduolio yra dešimtis ir šimtus tūkstančių kartų didesnis už paties branduolio dydį.

Kas yra pati šerdis? Ar tai mažas kietas nedalomas rutulys, ar jis sudarytas iš smulkesnių dalelių? Ne vienas pasaulyje egzistuojantis mikroskopas negali mums aiškiai parodyti, kas vyksta šiame lygmenyje. Viskas per maža. Tada kaip būti? Ar išvis įmanoma ištirti atomo branduolio fiziką? Kaip sužinoti atomo branduolio sudėtį ir savybes, jei jo neįmanoma ištirti?

Atomo branduolio krūvis

Atliekant įvairiausius netiesioginius eksperimentus, išreiškiant hipotezes ir jas tikrinant praktiškai, bandymų ir klaidų būdu mokslininkams pavyko ištirti atomo branduolio sandarą. Paaiškėjo, kad branduolys susideda iš dar smulkesnių dalelių. Branduolio dydis, jo krūvis ir cheminės medžiagos savybės priklauso nuo šių dalelių skaičiaus. Be to, šios dalelės turi teigiamą krūvį, kuris kompensuoja neigiamą atomo elektronų krūvį. Šios dalelės vadinamos protonais. Jų skaičius normalioje būsenoje visada lygus elektronų skaičiui. Klausimo, kaip nustatyti branduolio krūvį, nebeliko. Neutralioje būsenoje esančio atomo branduolio krūvis visada lygus aplink jį besisukančių elektronų skaičiui ir yra priešingas elektronų krūviui. O fizikai jau išmoko nustatyti elektronų skaičių ir krūvį.

Atomo branduolio sandara: protonai ir neutronai

Tačiau tolesnių tyrimų metu iškilo nauja problema. Paaiškėjo, kad protonai, turintys tą patį krūvį, kai kuriais atvejais skiriasi du kartus. Tai sukėlė daug klausimų ir neatitikimų. Galų gale buvo galima nustatyti, kad atomo branduolio sudėtis, be protonų, taip pat apima daleles, kurių masė yra beveik lygi protonams, bet neturi jokio krūvio. Šios dalelės vadinamos neutronais. Neutronų aptikimas pašalino visus skaičiavimų neatitikimus. Dėl to protonai ir neutronai, kaip branduolio sudedamosios dalys, buvo vadinami nukleonais. Bet kokių verčių, susijusių su šerdies savybėmis, apskaičiavimas tapo daug lengviau suprantamas. Neutronai nedalyvauja formuojant branduolio krūvį, todėl jų įtaka medžiagos cheminėms savybėms praktiškai nepasireiškia, tačiau neutronai dalyvauja formuojant branduolių masę, atitinkamai įtakoja atomo gravitacines savybes. branduolys. Taigi, yra tam tikras netiesioginis neutronų poveikis materijos savybėms, tačiau jis yra labai nereikšmingas.

Belkinas I.K. Atomo branduolio krūvis ir Mendelejevo periodinė elementų sistema // Kvantas. - 1984. - Nr. 3. - S. 31-32.

Specialiu susitarimu su redakcija ir žurnalo „Kvant“ redaktoriais

Šiuolaikinės idėjos apie atomo struktūrą kilo 1911–1913 m., po garsiųjų Rutherfordo eksperimentų dėl alfa dalelių sklaidos. Šiais eksperimentais buvo įrodyta, kad α -dalelės (jų krūvis teigiamas), krentančios ant plonos metalinės plėvelės, kartais nukrypsta dideliais kampais ir net metasi atgal. Tai būtų galima paaiškinti tik tuo, kad teigiamas krūvis atome yra sutelktas nereikšmingame tūryje. Jei įsivaizduosime jį rutulio pavidalu, tai, kaip nustatė Rutherfordas, šio rutulio spindulys turėtų būti maždaug 10 -14 -10 -15 m, o tai yra dešimtis ir šimtus tūkstančių kartų. mažesni dydžiai atomo visuma (~10 -10 m). Tik šalia tokio nedidelio teigiamo krūvio gali būti elektrinis laukas galinčių išmesti α - dalelė, judanti apie 20 000 km/s greičiu. Rutherfordas šią atomo dalį pavadino branduoliu.

Taip ir kilo mintis, kad bet kurios medžiagos atomas susideda iš teigiamai įkrauto branduolio ir neigiamą krūvį turinčių elektronų, kurių egzistavimas atomuose buvo nustatytas anksčiau. Akivaizdu, kad kadangi visas atomas yra elektriškai neutralus, branduolio krūvis turi būti lygus visų atome esančių elektronų krūviui. Jeigu elektronų krūvio modulį pažymėsime raide e(elementarus krūvis), tada įkrovimas q i šerdys turi būti vienodos q aš = Ze, kur Z yra sveikasis skaičius, lygus elektronų skaičiui atome. Bet koks skaičius Z? Koks yra mokestis q i core?

Iš Rutherfordo eksperimentų, kurie leido nustatyti branduolio dydį, iš esmės galima nustatyti branduolio krūvio vertę. Juk elektrinis laukas, kuris atmeta α -dalelė, priklauso ne tik nuo dydžio, bet ir nuo branduolio krūvio. Ir Rutherfordas tikrai įvertino branduolio krūvį. Anot Rutherfordo, cheminio elemento atomo branduolinis krūvis yra maždaug lygus pusei jo santykinės atominės masės. BET, padaugintas iš elementaraus krūvio e, t.y

\(~Z = \frac(1)(2)A\).

Tačiau, kaip bebūtų keista, tikrąjį branduolio krūvį nustatė ne Rutherfordas, o vienas iš jo straipsnių ir pranešimų skaitytojų, olandų mokslininkas Van den Broekas (1870–1926). Keista, nes Van den Broekas pagal išsilavinimą ir profesiją buvo ne fizikas, o teisininkas.

Kodėl Rutherfordas, vertindamas atomų branduolių krūvius, koreliavo juos su atomų masėmis? Faktas yra tas, kad kai 1869 m. D. I. Mendelejevas sukūrė periodinė sistema cheminių elementų, jis sudėliojo elementus jų santykinės atominės masės didėjimo tvarka. Ir per pastaruosius keturiasdešimt metų visi priprato prie to, kad svarbiausia cheminio elemento savybė yra jo santykinė. atominė masė kad tai skiria vieną elementą nuo kito.

Tuo tarpu būtent tuo metu, XX amžiaus pradžioje, iškilo sunkumų su elementų sistema. Tiriant radioaktyvumo reiškinį, buvo aptikta nemažai naujų radioaktyvių elementų. Ir atrodė, kad Mendelejevo sistemoje jiems vietos nebuvo. Atrodė, kad Mendelejevo sistemą reikia keisti. Tai buvo tai, kas Van den Broekui ypač rūpėjo. Per kelerius metus jis pasiūlė keletą išplėstos elementų sistemos variantų, kuriuose vietos užtektų ne tik dar neatrastiems stabiliems elementams (vietomis jiems „pasirūpino“ pats D. Mendelejevas), bet ir taip pat radioaktyviesiems elementams. Paskutinė Van den Broeko versija buvo paskelbta 1913 m. pradžioje, joje buvo 120 vietų, o uranas užėmė 118 kamerą.

Tais pačiais 1913 metais buvo paskelbti naujausių sklaidos tyrimų rezultatai. α -dalelės dideliais kampais, kurias atliko Rutherfordo bendradarbiai Geigeris ir Marsdenas. Analizuodamas šiuos rezultatus, Van den Broekas padarė pagrindinis atradimas. Jis rado tą numerį Z formulėje q aš = Ze yra lygus ne pusei cheminio elemento atomo santykinės masės, o jo eilės numeriui. Ir, be to, elemento eilės numeris Mendelejevo sistemoje, o ne jo, Van den Broek, 120 vietinėje sistemoje. Mendelejevo sistemos, pasirodo, keisti nereikėjo!

Iš Van den Broeko idėjos išplaukia, kad kiekvienas atomas susideda iš atomo branduolio, kurio krūvis yra lygus atitinkamo Mendelejevo sistemos elemento eilės numeriui, padaugintam iš elementaraus krūvio, o elektronų, skaičiaus. kurių atome taip pat lygus elemento eilės numeriui. (Pavyzdžiui, vario atomą sudaro branduolys, kurio krūvis yra 29 e, o 29 elektronai.) Paaiškėjo, kad D. I. Mendelejevas intuityviai išrikiavo cheminius elementus didėjimo tvarka ne pagal elemento atominę masę, o pagal jo branduolio krūvį (nors apie tai nežinojo). Vadinasi, vienas cheminis elementas nuo kito skiriasi ne savo atomine mase, o atomo branduolio krūviu. Atomo branduolio krūvis yra pagrindinė savybė cheminis elementas. Yra visiškai skirtingų elementų atomai, bet vienodos atominės masės (jie turi specialų pavadinimą – izobarai).

Tai, kad ne atominės masės lemia elemento padėtį sistemoje, matyti ir iš periodinės lentelės: trijose vietose pažeidžiama atominės masės didinimo taisyklė. Taigi santykinė nikelio (Nr. 28) atominė masė yra mažesnė nei kobalto (Nr. 27), kalio (Nr. 19) mažesnė nei argono (Nr. 18), Jodo (Nr. 18) 53) jis yra mažesnis nei telūro (Nr. 52).

Prielaida apie ryšį tarp atomo branduolio krūvio ir elemento atominio skaičiaus nesunkiai paaiškino poslinkio taisykles radioaktyviųjų virsmų metu, atrastas tais pačiais 1913 m. ("Physics 10", § 103). Iš tiesų, kai išspinduliuoja branduolys α -dalelė, kurios krūvis lygus dviem elementariesiems krūviams, branduolio krūviui, taigi ir jos eilės numeris (dabar paprastai sakoma – atominis skaičius) turėtų sumažėti dviem vienetais. Kai išspinduliuoja β -dalelė, tai yra neigiamai įkrautas elektronas, ji turi padidėti vienu vienetu. Štai apie ką kalbama poslinkio taisyklėse.

Van den Broek idėja labai greitai (pažodžiui tais pačiais metais) gavo pirmąjį, nors ir netiesioginį, eksperimentinį patvirtinimą. Kiek vėliau jo teisingumas buvo įrodytas tiesioginiais daugelio elementų branduolių krūvio matavimais. Akivaizdu, kad ji atliko svarbų vaidmenį tolimesnis vystymas atomo ir atomo branduolio fizika.

Iš kurių viskas susideda elementariosios dalelės, mano mokslininkai Senovės Graikija. Tačiau tais laikais nebuvo kaip įrodyti ar paneigti šio fakto. Taip, ir atomų savybes senovėje galėjo tik spėlioti, remdamiesi savo pačių stebėjimais apie įvairias medžiagas.

Kad visos medžiagos susideda iš elementariųjų dalelių, pavyko įrodyti tik XIX amžiuje, o vėliau ir netiesiogiai. Tuo pačiu metu viso pasaulio fizikai ir chemikai bandė sukurti vieningą elementariųjų dalelių teoriją, aprašydami jų struktūrą ir paaiškindami įvairias savybes, tokias kaip, pavyzdžiui, branduolio krūvis.

Daugelio mokslininkų darbai buvo skirti molekulių, atomų ir jų sandaros tyrimams. Fizika pamažu perėjo į mikropasaulio – elementariųjų dalelių, jų sąveikos ir savybių tyrinėjimą. Mokslininkai pradėjo domėtis, ką tai sudaro hipotezių iškėlimas ir bandymas jas bent netiesiogiai įrodyti.

Dėl to Ernesto Rutherfordo ir Nielso Bohro pasiūlyta planetų teorija buvo priimta kaip pagrindinė teorija. Remiantis šia teorija, bet kurio atomo branduolio krūvis yra teigiamas, o neigiamai įkrauti elektronai sukasi jo orbitomis, todėl atomas galiausiai tampa elektriškai neutralus. Laikui bėgant ši teorija buvo ne kartą patvirtinta. skirtingos rūšies eksperimentus, pradedant vieno iš jos bendraautorių eksperimentais.

Modernus branduolinė fizika Rutherfordo-Boro teoriją laiko pagrindine, ja remiasi visi atomų ir jų elementų tyrimai. Kita vertus, dauguma hipotezių, iškilusių per pastaruosius 150 metų, praktiškai nepasitvirtino. Pasirodo, dauguma branduolinės fizikos yra teorinė dėl itin mažų tiriamų objektų dydžių.

Žinoma, į modernus pasaulis nustatyti, pavyzdžiui, aliuminio (ar bet kurio kito elemento) branduolio krūvį yra daug lengviau nei XIX amžiuje, o tuo labiau Senovės Graikijoje. Tačiau darydami naujus atradimus šioje srityje mokslininkai kartais daro nuostabias išvadas. Bandydama rasti vienos problemos sprendimą, fizika susiduria su naujomis problemomis ir paradoksais.

Iš pradžių Rutherfordo teorija teigia, kad cheminės medžiagos savybės priklauso nuo jos atomo branduolio krūvio ir dėl to – nuo ​​jos orbitomis besisukančių elektronų skaičiaus. Šiuolaikinė chemija ir fizika visiškai patvirtina šią versiją. Nepaisant to, kad molekulių struktūros tyrimą iš pradžių atstūmė paprasčiausias modelis- vandenilio atomas, kurio branduolinis krūvis yra 1, teorija visiškai taikoma visiems periodinės lentelės elementams, įskaitant tuos, kurie buvo dirbtinai gauti praėjusio tūkstantmečio pabaigoje.

Įdomu, kad dar gerokai prieš Rutherfordo tyrimą anglų chemikas, pagal išsilavinimą gydytojas Williamas Proutas pastebėjo, kad specifinė gravitacija įvairių medžiagų yra šio vandenilio indekso kartotinis. Tada jis pasiūlė, kad visi kiti elementai paprasčiausiai susideda iš vandenilio. Kad, pavyzdžiui, azoto dalelė yra 14 tokių minimalių dalelių, deguonies yra 16 ir tt Jei šią teoriją vertintume globaliai šiuolaikine interpretacija, tai apskritai ji yra teisinga.