Atoma kodola lādiņu nosaka daudzums. Atomu kodols: kodollādiņš

Kodola uzlāde () atrod ķīmiskais elements tabulā D.I. Mendeļejevs. Z skaitlis ir protonu skaits kodolā. Cl ir protona lādiņš, kas pēc lieluma ir vienāds ar elektrona lādiņu.

Vēlreiz uzsveram, ka kodola lādiņš nosaka pozitīvo elementāro lādiņu skaitu, ko nes protoni. Un tā kā atoms parasti ir neitrāla sistēma, kodola lādiņš nosaka arī elektronu skaitu atomā. Un mēs atceramies, ka elektronam ir negatīvs elementārs lādiņš. Elektroni atomā tiek sadalīti pa enerģētiskajiem apvalkiem un apakščaulām atkarībā no to skaita, tāpēc kodola lādiņam ir būtiska ietekme uz elektronu sadalījumu pa to stāvokļiem. Elektronu skaits pēdējā enerģijas līmenī ir atkarīgs no Ķīmiskās īpašības atoms. Izrādās, ka kodola lādiņš nosaka vielas ķīmiskās īpašības.

Tagad pieņemts dažādus ķīmiskos elementus apzīmēt šādi: , kur X ir ķīmiskā elementa simbols periodiskajā tabulā, kas atbilst lādiņam.

Elementi, kuriem ir vienāds Z, bet dažādas atomu masas (A) (tas nozīmē, ka kodolā tas pats numurs protonus, bet atšķirīgu neitronu skaitu) sauc par izotopiem. Tātad ūdeņradim ir divi izotopi: 1 1 H-ūdeņradis; 2 1 H-deitērijs; 3 1 H-tritijs

Ir stabili un nestabili izotopi.

Kodolus ar vienādām masām, bet dažādiem lādiņiem sauc par izobāriem. Izobāri galvenokārt ir sastopami starp smagajiem kodoliem un pa pāriem vai triādēm. Piemēram, un.

Pirmo netiešo kodollādiņa mērījumu veica Mozelijs 1913. gadā. Viņš noteica saistību starp raksturlieluma biežumu. rentgena starojums() un kodollādiņš (Z):

kur C un B ir konstantes, kas nav atkarīgas no attiecīgās starojuma sērijas elementa.

Kodola lādiņu tieši noteica Čadviks 1920. gadā, pētot hēlija atoma kodolu izkliedi uz metāla plēvēm.

Pamata sastāvs

Ūdeņraža atoma kodolu sauc par protonu. Protona masa ir:

Kodols sastāv no protoniem un neitroniem (kopā saukti par nukleoniem). Neitrons tika atklāts 1932. gadā. Neitrona masa ir ļoti tuva protona masai. Neitrons elektriskais lādiņš nav.

Protonu skaita (Z) un neitronu skaita (N) summu kodolā sauc par masas skaitli A:

Tā kā neitronu un protonu masas ir ļoti tuvas, katrs no tiem ir gandrīz vienāds ar atomu masas vienību. Elektronu masa atomā ir daudz mazāka par kodola masu, tāpēc tiek uzskatīts, ka masas skaitlis Kodols ir aptuveni vienāds ar elementa relatīvo atommasu, ja to noapaļo līdz tuvākajam veselam skaitlim.

Problēmu risināšanas piemēri

1. PIEMĒRS

Uzdevums

Kodoli ir ļoti stabilas sistēmas, tāpēc protoni un neitroni kodolā ir jānotur ar sava veida spēku. Ko jūs varat teikt par šiem spēkiem?

Risinājums

Uzreiz var atzīmēt, ka spēki, kas saista nukleonus, nepieder pie gravitācijas spēkiem, kas ir pārāk vāji. Kodola stabilitāti nevar izskaidrot ar elektromagnētisko spēku klātbūtni, jo starp protoniem kā daļiņām ar vienas zīmes lādiņiem var būt tikai elektriskā atgrūšanās. Neitroni ir elektriski neitrālas daļiņas. Starp nukleoniem darbojas īpašs veids spēki, ko sauc par kodolspēkiem. Šie spēki ir gandrīz 100 reizes spēcīgāki par elektriskajiem spēkiem. Kodolspēki ir visspēcīgākie no visiem zināmajiem dabas spēkiem. Daļiņu mijiedarbību kodolā sauc par spēcīgu. Nākamā kodolspēku iezīme ir tā, ka tie ir maza darbības rādiusa. Kodolspēki kļūst pamanāmi tikai apmēram cm attālumā, tas ir, attālumā no kodola izmēra.

2. PIEMĒRS

Uzdevums

Kas minimālais attālums vai hēlija atoma kodols, kura kinētiskā enerģija ir vienāda ar frontālās sadursmes enerģiju, var tuvoties svina atoma nekustīgajam kodolam?

Risinājums

Uztaisīsim zīmējumu. Apsveriet hēlija atoma kodola ( - daļiņas) kustību elektrostatiskā laukā, kas rada nekustīgu svina atoma kodolu. - daļiņa virzās uz svina atoma kodolu ar ātrumu, kas samazinās līdz nullei, jo starp līdzīgi lādētām daļiņām darbojas atgrūdoši spēki. Daļiņai piederošā kinētiskā enerģija pārvērtīsies par mijiedarbības potenciālo enerģiju - daļiņām un laukiem (), kas rada svina atoma kodolu: Mēs izsakām daļiņas potenciālo enerģiju elektrostatiskā laukā šādi: kur ir hēlija atoma kodola lādiņš; - spriedze elektrostatiskais lauks, kas rada svina atoma kodolu. No (2.1) līdz (2.3) mēs iegūstam:

Instrukcija

D.I.Mendeļejeva tabulā kā daudzstāvu daudzdzīvokļu māja"" ķīmiskie elementi, no kuriem katrs aizņem savu savu dzīvokli. Tādējādi katram no elementiem ir noteikts sērijas numurs, kas norādīts tabulā. Ķīmisko elementu numerācija sākas no kreisās puses uz labo un no augšas. Tabulā horizontālās rindas sauc par periodiem, bet vertikālās kolonnas sauc par grupām. Tas ir svarīgi, jo pēc grupas vai perioda numura var raksturot arī dažus parametrus. atoms.

Atoms ir ķīmiski nedalāms, bet tajā pašā laikā sastāv no mazākiem sastāvdaļas, kas ietver (pozitīvi lādētas daļiņas), (negatīvi uzlādētas) (neitrālas daļiņas). Lielākā daļa atoms kodolā (protonu un neitronu dēļ), ap kuru griežas elektroni. Kopumā atoms ir elektriski neitrāls, tas ir, pozitīvo skaits maksas sakrīt ar negatīvo skaitu, tātad, protonu skaitu un ir vienāds. pozitīvs lādiņš kodoli atoms notiek tikai uz protonu rēķina.

Piemērs Nr. 1. Nosakiet lādiņu kodoli atoms ogleklis (C). Mēs sākam analizēt ķīmisko elementu oglekli, koncentrējoties uz D.I. Mendeļejeva tabulu. Ogleklis atrodas “dzīvoklī” Nr.6. Tāpēc tā kodoli+6 6 protonu (pozitīvi lādētu daļiņu) dēļ, kas atrodas kodolā. Ņemot vērā, ka atoms ir elektriski neitrāls, tas nozīmē, ka tajā būs arī 6 elektroni.

Piemērs Nr. 2. Nosakiet lādiņu kodoli atoms alumīnijs (Al). Alumīnijam ir sērijas numurs - Nr 13. Tāpēc maksa kodoli atoms alumīnijs +13 (sakarā ar 13 protoniem). Būs arī 13 elektroni.

Piemērs Nr. 3. Nosakiet lādiņu kodoli atoms sudrabs (Ag). Sudrabam ir sērijas numurs - Nr. 47. Līdz ar to maksa kodoli atoms sudrabs + 47 (sakarā ar 47 protoniem). Ir arī 47 elektroni.

Piezīme

D.I. Mendeļejeva tabulā katram ķīmiskajam elementam vienā šūnā ir norādītas divas skaitliskās vērtības. Nejauciet elementa atomskaitli un relatīvo atommasu

Ķīmiskā elementa atoms sastāv no kodoli Un elektronu apvalks. Kodols ir atoma centrālā daļa, kurā ir koncentrēta gandrīz visa tā masa. Atšķirībā no elektronu apvalka, kodolam ir pozitīvs maksas.

Jums būs nepieciešams

• Ķīmiskā elementa atomskaitlis, Mozeleja likums

Instrukcija

Pa šo ceļu, maksas kodoli vienāds ar protonu skaitu. Savukārt protonu skaits kodolā ir vienāds ar atomskaitli. Piemēram, ūdeņraža atomu skaits ir 1, tas ir, ūdeņraža kodols sastāv no viena protona. maksas+1. Nātrija atomu skaits ir 11, maksas viņa kodoli vienāds ar +11.

Alfa sabrukšanas stadijā kodoli tā atomu skaits tiek samazināts par diviem alfa daļiņas emisijas dēļ ( kodoli atoms). Tādējādi par diviem samazinās arī protonu skaits kodolā, kas ir piedzīvojis alfa sabrukšanu.
Beta sabrukšana var notikt trīs dažādos veidos. "Beta-mīnus" sabrukšanas gadījumā neitrons izstarot pārvēršas par antineitrīnu. Tad maksas kodoli par vienību.
Beta-plus sabrukšanas gadījumā protons pārvēršas par neitronu, pozitronu un neitrīno, maksas kodoli samazinās par vienu.
Elektroniskās uztveršanas gadījumā maksas kodoli arī samazinās par vienu.

Uzlādē kodoli var noteikt arī pēc spektrālo līniju frekvences raksturīgais starojums atoms. Saskaņā ar Mozeleja likumu: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, kur v ir spektrāli raksturīgais starojums, R ir Ridberga konstante, S ir skrīninga konstante, n ir galvenais kvantu skaitlis.
Tādējādi Z = n*sqrt(v/r)+s.

Saistītie video

Avoti:

• Kā mainās kodollādiņš?

Atoms ir katra elementa mazākā daļiņa, kurai ir tā ķīmiskās īpašības. Gan par atoma eksistenci, gan uzbūvi ir diskutēts un pētīts jau kopš seniem laikiem. Tika konstatēts, ka atomu struktūra ir līdzīga struktūrai Saules sistēma: centrā atrodas kodols, kas aizņem ļoti maz vietas, bet ir koncentrējis sevī gandrīz visu masu; ap to griežas "planētas" - elektroni, kas nes negatīvu maksas. Kā jūs varat atrast maksu? kodoli atoms?

Instrukcija

Jebkurš atoms ir elektriski neitrāls. Bet tā kā tie nes negatīvu maksas, tiem jābūt līdzsvarotiem ar pretējiem lādiņiem. Tā ir patiesība. Pozitīvi maksas pārnēsā daļiņas, ko sauc par protoniem, kas atrodas atoma kodolā. Protons ir daudz masīvāks par elektronu: tas sver pat 1836 elektronus!

Vienkāršākais gadījums ir periodiskās tabulas pirmā elementa ūdeņraža atoms. Aplūkojot tabulu, jūs redzēsiet, ka tas atrodas pirmajā skaitļā, un tā kodols sastāv no viena protona, ap kuru griežas vienīgais. No tā izriet, ka kodoliūdeņraža atoms ir +1.

Citu elementu kodoli vairs nesastāv tikai no protoniem, bet arī no tā sauktajiem "neitroniem". Kā jūs viegli varat saprast no paša nosaukuma, tiem nav nekādu lādiņu, ne negatīvu, ne pozitīvu. Tāpēc atcerieties: neatkarīgi no tā, cik neitronu ir iekļauti atomā kodoli, tie ietekmē tikai tā masu, bet ne lādiņu.

Tāpēc pozitīvā lādiņa lielums kodoli atoms ir atkarīgs tikai no tā, cik daudz protonu tas satur. Bet, tā kā, kā jau norādīts, atoms ir elektriski neitrāls, tā kodolam jābūt tādam pašam protonu skaitam, tas griežas ap kodoli. Protonu skaitu nosaka elementa kārtas numurs periodiskajā tabulā.

Apsveriet vairākus elementus. Piemēram, slavens un vitāls nepieciešamais skābeklis atrodas "šūnā" ar numuru 8. Tāpēc tās kodolā ir 8 protoni, un lādiņš kodoli būs +8. Dzelzs aizņem “šūnu” ar numuru 26, un attiecīgi tam ir lādiņš kodoli+26. Un metālam - ar sērijas numuru 79 - būs tieši tāds pats lādiņš kodoli(79), ar + zīmi. Attiecīgi skābekļa atoms satur 8 elektronus, atoms - 26 un zelta atoms - 79.

Saistītie video

Normālos apstākļos atoms ir elektriski neitrāls. Šajā gadījumā atoma kodols, kas sastāv no protoniem un neitroniem, ir pozitīvs, un elektroniem ir negatīvs lādiņš. Ar elektronu pārpalikumu vai trūkumu atoms pārvēršas par jonu.

Instrukcija

Ķīmiskie savienojumi var būt molekulāra vai jonu raksturs. Molekulas ir arī elektriski neitrālas, un joniem ir zināms lādiņš. Tātad amonjaka molekula NH3 ir neitrāla, bet amonija jons NH4+ ir pozitīvi uzlādēts. Saites amonjaka molekulā, ko veido apmaiņas veids. Ceturtais ūdeņraža atoms tiek pievienots saskaņā ar donora-akceptora mehānismu, tas arī ir kovalentā saite. Amonijs veidojas, kad amonjaks reaģē ar skābes šķīdumiem.

Ir svarīgi saprast, ka elementa kodola lādiņš nav atkarīgs no ķīmiskajām pārvērtībām. Neatkarīgi no tā, cik daudz elektronu jūs pievienojat vai atņemat, kodola lādiņš paliek nemainīgs. Piemēram, O atomu, O-anjonu un O+ katjonu raksturo viens un tas pats kodola lādiņš +8. Šajā gadījumā atomam ir 8 elektroni, anjonam 9, katjonam - 7. Pašu kodolu var mainīt tikai ar kodolpārveidojumiem.

Visizplatītākais veids kodolreakcijas- radioaktīvā sabrukšana, kas var notikt iekšā dabiska vide. Elementu atomu masa, kas pakļauta šādai sabrukšanai, ir ievietota kvadrātiekavās. Tas nozīmē, ka masas skaitlis nav nemainīgs, laika gaitā mainās.

Periodiskajā elementu tabulā D.I. Mendeļejeva sudrabam ir sērijas numurs 47 un apzīmējums "Ag" (argentum). Šī metāla nosaukums, iespējams, cēlies no latīņu valodas "argos", kas nozīmē "balts", "spīdīgs".

Instrukcija

Sudrabs cilvēcei bija zināms jau 4. gadu tūkstotī pirms mūsu ēras. IN Senā Ēģipte to pat sauca par "balto zeltu". Šis metāls dabā ir sastopams gan dabiskā veidā, gan savienojumu veidā, piemēram, sulfīdi. Sudraba tīrradņi ir smagi un bieži satur zelta, dzīvsudraba, vara, platīna, antimona un bismuta piemaisījumus.

Sudraba ķīmiskās īpašības.

Sudrabs pieder pie pārejas metālu grupas, un tam piemīt visas metālu īpašības. Taču sudraba aktivitāte ir zema – metālu elektroķīmiskajā spriegumu virknē tas atrodas pa labi no ūdeņraža, gandrīz pašā galā. Savienojumos sudraba oksidācijas pakāpe visbiežāk ir +1.

Normālos apstākļos sudrabs nereaģē ar skābekli, ūdeņradi, slāpekli, oglekli, silīciju, bet mijiedarbojas ar sēru, veidojot sudraba sulfīdu: 2Ag+S=Ag2S. Sildot, sudrabs mijiedarbojas ar halogēniem: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Šķīstošo sudraba nitrātu AgNO3 izmanto halogenīdu jonu kvalitatīvai noteikšanai šķīdumā – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Piemēram, mijiedarbojoties ar hlora anjoniem, sudrabs rada nešķīstošu baltas nogulsnes AgCl↓.

Kāpēc sudraba trauki kļūst tumšāki, saskaroties ar gaisu?

Sudraba izstrādājumu pakāpeniskas ražošanas iemesls ir tas, ka sudrabs reaģē ar gaisā esošo sērūdeņradi. Rezultātā uz metāla virsmas veidojas Ag2S plēve: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

No planētu modelis Mēs zinām, ka atoms ir kodols un ap to griežas elektronu mākonis. Turklāt attālums starp elektroniem un kodolu ir desmitiem un simtiem tūkstošu reižu lielāks nekā paša kodola lielums.

Kas ir pats kodols? Vai tā ir maza cieta, nedalāma bumbiņa vai sastāv no mazākām daļiņām? Neviens pasaulē esošais mikroskops nespēj mums skaidri parādīt, kas notiek šajā līmenī. Viss ir par mazu. Tad kā būt? Vai vispār ir iespējams pētīt atoma kodola fiziku? Kā noskaidrot atoma kodola sastāvu un īpašības, ja to nav iespējams izpētīt?

Atoma kodola lādiņš

Ar dažādiem netiešiem eksperimentiem, izsakot hipotēzes un pārbaudot tās praksē, izmantojot izmēģinājumus un kļūdas, zinātniekiem izdevās izpētīt atoma kodola struktūru. Izrādījās, ka kodols sastāv no vēl mazākām daļiņām. Kodola izmērs, tā lādiņš un vielas ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no šo daļiņu skaita. Turklāt šīm daļiņām ir pozitīvs lādiņš, kas kompensē atoma elektronu negatīvo lādiņu. Šīs daļiņas sauc par protoniem. To skaits normālā stāvoklī vienmēr ir vienāds ar elektronu skaitu. Jautājums par to, kā noteikt kodola lādiņu, vairs nepastāvēja. Neitrālā stāvoklī esoša atoma kodola lādiņš vienmēr ir vienāds ar ap to riņķojošo elektronu skaitu un pēc zīmes ir pretējs elektronu lādiņam. Un fiziķi jau ir iemācījušies noteikt elektronu skaitu un lādiņu.

Atomu kodola uzbūve: protoni un neitroni

Tomēr turpmākās izpētes procesā radās jauna problēma. Izrādījās, ka protoniem, kuriem ir vienāds lādiņš, dažos gadījumos masa atšķiras divas reizes. Tas radīja daudz jautājumu un pretrunu. Galu galā izdevās konstatēt, ka atoma kodola sastāvā papildus protoniem ir arī dažas daļiņas, kuru masa ir gandrīz vienāda ar protoniem, bet kurām nav lādiņa. Šīs daļiņas sauc par neitroniem. Neitronu noteikšana atrisināja visas aprēķinu neatbilstības. Tā rezultātā protonus un neitronus kā kodola sastāvdaļas sauca par nukleoniem. Jebkuru vērtību aprēķins, kas attiecas uz kodola īpašībām, ir kļuvis daudz vieglāk saprotams. Neitroni nepiedalās kodollādiņa veidošanā, tāpēc to ietekme uz vielas ķīmiskajām īpašībām praktiski neizpaužas, savukārt neitroni piedalās kodolu masas veidošanā, attiecīgi ietekmē atoma gravitācijas īpašības. kodols. Tādējādi neitronu ietekme uz matērijas īpašībām ir zināma netieša, taču tā ir ārkārtīgi nenozīmīga.

Belkins I.K. Atoma kodola lādiņš un Mendeļejeva periodiskā elementu sistēma // Kvants. - 1984. - Nr.3. - S. 31-32.

Pēc īpašas vienošanās ar žurnāla "Kvant" redakciju un redaktoriem

Mūsdienu idejas par atoma uzbūvi radās 1911.-1913.gadā pēc slavenajiem Raterforda eksperimentiem par alfa daļiņu izkliedi. Šajos eksperimentos tika pierādīts, ka α -daļiņas (to lādiņš ir pozitīvs), krītot uz plānas metāla folijas, dažkārt tiek novirzītas lielos leņķos un pat izmestas atpakaļ. To varētu izskaidrot tikai ar to, ka pozitīvais lādiņš atomā ir koncentrēts niecīgā tilpumā. Ja mēs to iedomājamies bumbiņas formā, tad, kā konstatēja Rezerfords, šīs bumbas rādiusam jābūt aptuveni 10 -14 -10 -15 m, kas ir desmitiem un simtiem tūkstošu reižu. mazāki izmēri atoms kopumā (~10 -10 m). Tikai tuvu tik mazam pozitīvam lādiņam var būt elektriskais lauks spēj izmest α - daļiņa, kas pārvietojas ar ātrumu aptuveni 20 000 km/s. Rezerfords šo atoma daļu sauca par kodolu.

Tā radās doma, ka jebkuras vielas atoms sastāv no pozitīvi lādēta kodola un negatīvi lādētiem elektroniem, kuru esamība atomos tika konstatēta jau agrāk. Acīmredzot, tā kā atoms kopumā ir elektriski neitrāls, kodola lādiņam ir jābūt skaitliski vienādam ar visu atomā esošo elektronu lādiņu. Ja elektronu lādiņa moduli apzīmējam ar burtu e(elementārais lādiņš), tad lādiņš q i serdeņiem jābūt vienādiem q i = Ze, kur Z ir vesels skaitlis, kas vienāds ar elektronu skaitu atomā. Bet kāds ir numurs Z? Kāda ir maksa q i kodols?

No Rutherforda eksperimentiem, kas ļāva noteikt kodola izmēru, principā ir iespējams noteikt kodola lādiņa vērtību. Galu galā elektriskais lauks, kas noraida α -daļiņa, ir atkarīga ne tikai no izmēra, bet arī no kodola lādiņa. Un Rezerfords patiešām novērtēja kodola lādiņu. Pēc Rutherforda teiktā, ķīmiskā elementa atoma kodollādiņš ir aptuveni vienāds ar pusi no tā relatīvās atommasas BET, reizināts ar elementāro lādiņu e, t.i

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

Bet dīvainā kārtā kodola patieso lādiņu noteica nevis Rezerfords, bet gan viens no viņa rakstu un ziņojumu lasītājiem, holandiešu zinātnieks Van den Brūks (1870-1926). Dīvaini, jo Van den Bruks pēc izglītības un profesijas nebija fiziķis, bet gan jurists.

Kāpēc Raterfords, novērtējot atomu kodolu lādiņus, korelēja tos ar atomu masām? Lieta tāda, ka tad, kad 1869. gadā D. I. Mendeļejevs izveidoja periodiska sistēmaķīmiskos elementus, viņš sakārtoja elementus augošā secībā pēc to relatīvās atomu masas. Un pēdējo četrdesmit gadu laikā visi ir pieraduši pie tā, ka vissvarīgākā ķīmiskā elementa īpašība ir tā radinieks. atomu masa ka tas ir tas, kas atšķir vienu elementu no cita.

Tikmēr tieši šajā laikā, 20. gadsimta sākumā, radās grūtības ar elementu sistēmu. Pētot radioaktivitātes fenomenu, tika atklāti vairāki jauni radioaktīvi elementi. Un Mendeļejeva sistēmā viņiem, šķiet, nebija vietas. Likās, ka Mendeļejeva sistēma ir jāmaina. Tas bija tas, par ko Van den Bruks bija īpaši noraizējies. Vairāku gadu laikā viņš piedāvāja vairākus variantus paplašinātai elementu sistēmai, kurā pietiktu vietas ne tikai vēl neatklātajiem stabilajiem elementiem (tiem vietas “sarūpēja” pats DI Mendeļejevs), bet arī arī radioaktīviem elementiem. Van den Broeka pēdējā versija tika publicēta 1913. gada sākumā, tajā bija 120 vietas, un urāns aizņēma 118. šūnu.

Tajā pašā 1913. gadā tika publicēti jaunāko pētījumu rezultāti par izkliedi. α -daļiņas lielos leņķos, ko veica Rutherforda līdzstrādnieki Geigers un Marsdens. Analizējot šos rezultātus, Van den Brūks izdarīja galvenais atklājums. Viņš atklāja, ka numurs Z formulā q i = Ze nav vienāds ar pusi no ķīmiskā elementa atoma relatīvās masas, bet gan ar tā kārtas numuru. Un turklāt elementa kārtas numurs Mendeļejeva sistēmā, nevis viņa, Van den Broek, 120-lokālajā sistēmā. Mendeļejeva sistēmu, izrādās, nevajadzēja mainīt!

No Van den Broek idejas izriet, ka katrs atoms sastāv no atoma kodola, kura lādiņš ir vienāds ar attiecīgā elementa kārtas numuru Mendeļejeva sistēmā, kas reizināts ar elementāro lādiņu un elektroniem, skaitli no kuriem atomā ir arī vienāds ar elementa kārtas numuru. (Piemēram, vara atoms sastāv no kodola ar lādiņu 29 e, un 29 elektroni.) Kļuva skaidrs, ka D. I. Mendeļejevs ķīmiskos elementus intuitīvi sakārtoja augošā secībā nevis pēc elementa atommasas, bet gan pēc tā kodola lādiņa (par to gan viņš nezināja). Līdz ar to viens ķīmiskais elements no cita atšķiras nevis ar savu atommasu, bet gan ar atoma kodola lādiņu. Atoma kodola lādiņš ir galvenā īpašībaķīmiskais elements. Ir pilnīgi dažādu elementu atomi, bet ar vienādām atomu masām (tiem ir īpašs nosaukums - izobāri).

To, ka nevis atomu masas nosaka elementa stāvokli sistēmā, var redzēt arī no periodiskās tabulas: trīs vietās tiek pārkāpts atomu masas palielināšanas noteikums. Tātad niķeļa (Nr. 28) relatīvā atomu masa ir mazāka nekā kobaltam (Nr. 27), kālijam (Nr. 19) tā ir mazāka nekā argonam (Nr. 18), jodam (Nr. 53) tas ir mazāks nekā telūram (Nr. 52).

Pieņēmums par saistību starp atoma kodola lādiņu un elementa atomskaitli viegli izskaidroja noteikumus par pārvietošanos radioaktīvo pārvērtību laikā, kas atklāti tajā pašā 1913. gadā ("Physics 10", § 103). Patiešām, kad to izstaro kodols α -daļiņai, kuras lādiņš ir vienāds ar diviem elementārlādiņiem, kodola lādiņam un līdz ar to arī tās kārtas numuram (tagad mēdz teikt – atomskaitlis) jāsamazinās par divām vienībām. Izstarojot β -daļiņa, tas ir, negatīvi lādēts elektrons, tai jāpalielinās par vienu vienību. Par to attiecas pārvietošanas noteikumi.

Van den Broek ideja ļoti drīz (burtiski tajā pašā gadā) saņēma pirmo, kaut arī netiešo, eksperimentālo apstiprinājumu. Nedaudz vēlāk tā pareizību pierādīja tieši daudzu elementu kodolu lādiņa mērījumi. Ir skaidrs, ka viņai bija nozīmīga loma tālākai attīstībai atoma un atoma kodola fizika.

Ka visas lietas sastāv no elementārdaļiņas, pieņēmuši zinātnieki Senā Grieķija. Bet tajos laikos šo faktu nevarēja pierādīt vai atspēkot. Jā, un atomu īpašības senatnē varēja tikai uzminēt, pamatojoties uz viņu pašu novērojumiem par dažādām vielām.

To, ka visas vielas sastāv no elementārdaļiņām, bija iespējams pierādīt tikai 19. gadsimtā, un pēc tam netieši. Tajā pašā laikā fiziķi un ķīmiķi visā pasaulē mēģināja izveidot vienotu elementārdaļiņu teoriju, aprakstot to uzbūvi un izskaidrojot dažādas īpašības, piemēram, kodola lādiņu.

Daudzu zinātnieku darbi ir veltīti molekulu, atomu un to uzbūves izpētei. Fizika pamazām pārcēlās uz mikropasaules - elementārdaļiņu, to mijiedarbības un īpašību izpēti. Zinātnieki sāka interesēties, ko tas veido hipotēžu izvirzīšana un mēģinājums tās vismaz netieši pierādīt.

Rezultātā Ernesta Raterforda un Nīlsa Bora ierosinātā planetārā teorija tika pieņemta kā pamata teorija. Saskaņā ar šo teoriju jebkura atoma kodola lādiņš ir pozitīvs, savukārt negatīvi lādēti elektroni griežas tā orbītās, galu galā padarot atomu elektriski neitrālu. Laika gaitā šī teorija ir vairākkārt apstiprināta. dažāda veida eksperimentiem, sākot ar viena no viņas līdzautores eksperimentiem.

Mūsdienīgs kodolfizika uzskata Rezerforda-Bora teoriju par fundamentālu, visi pētījumi par atomiem un to elementiem balstās uz to. No otras puses, lielākā daļa hipotēžu, kas radušās pēdējo 150 gadu laikā, praktiski nav apstiprinājušās. Izrādās, ka lielākā daļa kodolfizikas ir teorētiska pētāmo objektu īpaši mazo izmēru dēļ.

Protams, iekšā mūsdienu pasaule noteikt, piemēram, alumīnija (vai jebkura cita elementa) kodola lādiņu ir daudz vienkāršāk nekā 19. gadsimtā un vēl jo vairāk Senajā Grieķijā. Taču, veicot jaunus atklājumus šajā jomā, zinātnieki dažkārt nonāk pie pārsteidzošiem secinājumiem. Mēģinot rast risinājumu vienai problēmai, fizika saskaras ar jaunām problēmām un paradoksiem.

Sākotnēji Rezerforda teorija saka, ka vielas ķīmiskās īpašības ir atkarīgas no tās atoma kodola lādiņa un rezultātā no elektronu skaita, kas griežas pa orbītām. Mūsdienu ķīmija un fizika pilnībā apstiprina šo versiju. Neskatoties uz to, ka molekulu struktūras izpēti sākotnēji atbaidīja vienkāršākais modelis- ūdeņraža atoms, kura kodollādiņš ir 1, teorija pilnībā attiecas uz visiem periodiskās tabulas elementiem, arī tiem, kas mākslīgi iegūti pagājušās tūkstošgades beigās.

Interesanti, ka ilgi pirms Rezerforda pētījuma angļu ķīmiķis, pēc izglītības ārsts Viljams Prouts pamanīja, ka īpaša gravitāte dažādas vielas ir šī ūdeņraža indeksa daudzkārtnis. Pēc tam viņš ierosināja, ka visi pārējie elementi vienkārši sastāv no ūdeņraža kādā vienkāršākā līmenī. Ka, piemēram, slāpekļa daļiņa ir 14 tādas minimālas daļiņas, skābeklis ir 16 utt. Ja šo teoriju aplūkojam globāli mūsdienu interpretācijā, tad kopumā tā ir pareiza.