Protonlar soni elektronlar tarkibiga qaraganda ko'proq. Atom

Ko'rsatma

Proton musbat bo'lib, massasi massadan 1836 marta kattaroqdir. Elektr moduli bo'yicha elektronning zaryadiga to'g'ri keladi, ya'ni protonning zaryadi 1,6 * 10 ^ (-19) Kulonga teng. Yadrolar turli atomlar o'z ichiga oladi boshqa raqam. Masalan, vodorod atomining yadrosida faqat bitta, oltin atomining yadrosida yetmish to'qqiz bor. Raqam protonlar yadrodagi tartib raqamiga mos keladi berilgan element jadvalda D.I. Mendeleev. Shuning uchun, raqamni aniqlash uchun protonlar yadroda siz davriy jadvalni olishingiz kerak, unda kerakli elementni toping. Yuqoridagi butun son elementning tartib raqami - bu raqam protonlar yadroda. Misol 1. Raqamni aniqlash kerak bo'lsin protonlar poloniy atomining yadrosida. Davriy jadvaldagi kimyoviy moddani toping, u 84-raqamda joylashgan, bu uning yadrosida 84 ta proton borligini bildiradi.

Bu qiziq raqam protonlar yadroda yadro atrofida harakatlanuvchi elektronlar soniga teng. Ya'ni, elementning elektronlari soni raqam bilan bir xil tarzda aniqlanadi protonlar- elementning seriya raqami. Misol 2. Agar poloniy 84 bo'lsa, unda 84 proton (yadroda) va bir xil sonda - 84 elektron mavjud.

Neytron zaryadsiz zarra bo'lib, massasi elektron massasidan 1839 marta katta. Seriya raqamiga qo'shimcha ravishda davriy jadvalda kimyoviy elementlar har bir modda uchun boshqa raqam ko'rsatiladi, agar yaxlitlangan bo'lsa, jami ko'rsatiladi raqam zarralar ( protonlar Va neytronlar) atom yadrosida. Bu raqam massa soni deb ataladi. Miqdorni aniqlash uchun neytronlar yadrodagi massa sonidan ayirish kerak raqam protonlar. 3-misol. Miqdor protonlar poloniyga - 84. Uning massa soni 210 ga teng, bu raqamni aniqlashni anglatadi neytronlar massa raqami va seriya raqami o'rtasidagi farqni toping: 210 - 84 = 126.

Kimyoviy element atomi undan tashkil topgan atom yadrosi va elektronlar. Atom yadrosi ikki turdagi zarrachalardan - protonlar va neytronlardan iborat. Atomning deyarli barcha massasi yadroda to'plangan, chunki protonlar va neytronlar elektronlardan ancha og'irroqdir.

Sizga kerak bo'ladi

• elementning atom raqami, izotoplari

Ko'rsatma

Protonlardan farqli o'laroq, neytronlar elektr zaryadiga ega emas, ya'ni ular nol. Shuning uchun, elementning atom raqamini bilish, qancha ekanligini aniq aytish mumkin emas neytronlar uning yadrosida joylashgan. Masalan, atom yadrosida doimo 6 ta proton bo'ladi, lekin unda 6 va 7 proton bo'lishi mumkin.Har xil sonli kimyoviy element yadrolarining navlari. neytronlar bu elementning yadro izotoplarida. Izotoplar tabiiy yoki sun'iy bo'lishi mumkin.

Atom yadrolari davriy sistemadagi kimyoviy elementning harf belgisi bilan belgilanadi. Yuqoridagi va pastdagi belgining o'ng tomonida ikkita raqam mavjud. Yuqori raqam A - atomning massa soni. A \u003d Z + N, bu erda Z - yadro zaryadi () va N - neytronlar soni. Pastki raqam Z - yadro zaryadi. Bunday yozuv yadrodagi neytronlar soni haqida ma'lumot beradi. Shubhasiz, u N = A-Z ga teng.

Turli xil kimyoviy element uchun A raqami o'zgaradi, buni ushbu izotopning yozuvida ko'rish mumkin. Ba'zi izotoplar o'zlarining asl nusxalariga ega. Masalan, oddiy yadroda neytronlar yo'q va faqat bitta proton mavjud. Deyteriy vodorod izotopi bitta neytronga ega (A = 2, yuqorida 2 raqami, pastda 1), tritiy izotopida esa ikkita neytron mavjud (A = 3, yuqorida 3 raqami, pastda 1).

Neytronlar sonining protonlar soniga bog'liqligi deb ataladigan narsada aks etadi. N-Z diagrammasi atom yadrolari. Yadrolarning barqarorligi neytronlar soni va protonlar sonining nisbatiga bog'liq. Nuklidlarning yadrolari N/Z = 1 bo'lganda, ya'ni neytron va protonlar soni teng bo'lganda eng barqaror bo'ladi. Massa soni ortib borishi bilan barqarorlik mintaqasi N/Z>1 ga siljiydi va eng og‘ir yadrolar uchun N/Z ~ 1,5 ga etadi.

Tegishli videolar

Manbalar:

• 2019 yilda atom yadrosining tuzilishi
• 2019 yilda neytronlar sonini qanday topish mumkin

Miqdorini topish uchun protonlar atomda uning davriy sistemadagi o'rnini aniqlang. Davriy jadvalda uning seriya raqamini toping. Bu atom yadrosidagi protonlar soniga teng bo'ladi. Agar izotop tekshirilayotgan bo'lsa, uning xususiyatlarini tavsiflovchi bir nechta raqamlarga qarang, pastki qismi raqam protonlar soniga teng bo'ladi. Agar atom yadrosining zaryadi ma'lum bo'lsa, siz protonlar sonini uning qiymatini bitta protonning zaryadiga bo'lish orqali bilib olishingiz mumkin.

Sizga kerak bo'ladi

• Protonlar sonini topish, proton yoki elektron zaryadining qiymatini bilish uchun izotoplar jadvalini, Mendeleyev davriy jadvalini oling.

Ko'rsatma

Ma'lum atomning protonlar sonini aniqlash.Qaysi atom o'rganilayotgani ma'lum bo'lgan holda, uning joylashgan joyini toping. Tegishli elementning katakchasini topib, ushbu jadvaldagi uning raqamini aniqlang. Ushbu katakda o'rganilayotgan atomga mos keladigan elementning tartib raqamini toping. Bu seriya raqami atom yadrosidagi protonlar soniga mos keladi.

Izotopni qanday topish mumkin.Ko'pgina atomlarda yadrolari bilan farq qiluvchi izotoplar mavjud. Shuning uchun atom yadrosining aniq ta'rifi uchun faqat yadro massasi etarli emas. Izotopni tavsiflashda uning kimyoviy belgilanishini yozishdan oldin har doim bir juft raqamlar yoziladi. Yuqori raqam atom massasini atom massa birliklarida, pastki raqam esa yadro zaryadini ko'rsatadi. Bunday yozuvdagi yadro zaryadining har bir birligi bitta protonga to'g'ri keladi. Shunday qilib, protonlar soni ma'lum bir izotop uchun yozuvdagi eng kichik raqamga teng.

Yadro zaryadini bilgan holda protonlarni qanday topish mumkin.Ko'pincha atom uning yadrosining zaryadidir. Undagi protonlar sonini aniqlash uchun uni kulonlarga aylantirish kerak (agar u bir nechta birliklarda berilgan bo'lsa). Keyin yadro zaryadini modulga bo'ling. Buning sababi shundaki, atom elektr neytral bo'lganligi sababli undagi protonlar soni songa teng. Bundan tashqari, ularning zaryadlari mutlaq qiymatda teng va ishora qarama-qarshidir (proton musbat zaryadga ega, elektron manfiy). Shuning uchun, atom yadrosining zaryadini 1,6022 10^(-19) kulonga bo'ling. Natijada protonlar soni. Atom zaryadining o'lchovlari etarlicha aniq bo'lmagani uchun, agar bo'linish paytida natija raqam bo'lsa, uni butun songa yaxlitlang.

Tegishli videolar

Manbalar:

• 2019 yilda proton soni

Atomlar subatomik zarralar - protonlar, neytronlar va elektronlardan iborat. Protonlar atomning markazida, uning yadrosida joylashgan musbat zaryadlangan zarralardir. Izotopning protonlar sonini tegishli kimyoviy elementning atom raqamidan hisoblash mumkin.

Atom modeli

Atomning xususiyatlarini va uning tuzilishini tavsiflash uchun atomning Bor modeli deb nomlanuvchi modeldan foydalaniladi. Shunga ko'ra, atomning tuzilishi o'xshaydi quyosh sistemasi- og'ir markaz (yadro) markazda, engilroq zarralar esa uning atrofida orbita bo'ylab harakatlanadi. Neytronlar va protonlar musbat zaryadlangan yadro hosil qiladi, manfiy zaryadlangan elektronlar esa markaz atrofida harakatlanib, unga elektrostatik kuchlar taʼsirida tortiladi.

Element bir xil turdagi atomlardan tashkil topgan moddadir, u ularning har biridagi protonlar soni bilan belgilanadi. Elementga vodorod (H) yoki kislorod (O) kabi uning nomi va belgisi beriladi. Elementning kimyoviy xossalari elektronlar soniga va shunga mos ravishda atomlar tarkibidagi protonlar soniga bog'liq. Atomning kimyoviy xususiyatlari neytronlar soniga bog'liq emas, chunki ular elektr zaryadiga ega emas. Biroq, ularning soni atomning umumiy massasini o'zgartirib, yadroning barqarorligiga ta'sir qiladi.

Izotoplar va protonlar soni

Atomlar izotoplar deyiladi. individual elementlar turli sonli neytronlar bilan. Bu atomlar kimyoviy jihatdan bir xil, ammo bor turli vazn, ular nurlanish chiqarish qobiliyati bilan ham farqlanadi.

Atom raqami (Z) - Mendeleyev davriy tizimidagi kimyoviy elementning seriya raqami, u yadrodagi protonlar soni bilan belgilanadi. Har bir atom atom raqami va yadrodagi proton va neytronlarning umumiy soniga teng bo'lgan massa raqami (A) bilan tavsiflanadi.

Elementda neytronlarning soni har xil bo'lgan atomlar bo'lishi mumkin, ammo protonlar soni bir xil bo'lib qoladi va neytral atomning elektronlari soniga teng. Izotop yadrosida qancha proton borligini aniqlash uchun uning atom raqamiga qarash kifoya. Protonlar soni Mendeleyev davriy sistemasidagi tegishli kimyoviy element soniga teng.

Misollar

Masalan, vodorodning izotoplari. Tabiatda

Ezoosmos jarayoni, energiya va axborotni uzatish va taqsimlashning assotsiativ misollari

Atom yadrosining tarkibi. Proton va neytronlarni hisoblash

Boshqariladigan termoyadro sintezi asosidagi reaksiya formulalari

Atom yadrosining tarkibi. Proton va neytronlarni hisoblash

Zamonaviy tushunchalarga ko'ra, atom yadro va uning atrofida joylashgan elektronlardan iborat. Atomning yadrosi, o'z navbatida, kichikroq yadrolardan iborat elementar zarralar- ma'lum miqdordan protonlar va neytronlar(umumiy nomi nuklonlar), o'zaro yadro kuchlari bilan bog'langan.

Protonlar soni yadroda atomning elektron qobig'ining tuzilishini aniqlaydi. Va elektron qobiq fizikani belgilaydi Kimyoviy xossalari moddalar. Protonlar soni Mendeleyevning kimyoviy elementlar davriy tizimidagi atomning seriya raqamiga mos keladi, shuningdek, zaryad raqami, atom raqami, atom raqami. Masalan, geliy atomidagi protonlar soni 2. Davriy sistemada u 2-raqamda turadi va He 2 sifatida belgilanadi. Protonlar sonining belgisi lotincha Z harfidir. Formulalarni yozishda raqam protonlar sonini ko'rsatuvchi ko'pincha element belgisi ostida yoki o'ngda yoki chapda joylashgan: U 2/2 He.

Neytronlar soni elementning ma'lum bir izotopiga mos keladi. Izotoplar - bir xil atom raqami (bir xil miqdordagi proton va elektronlar), ammo massa raqamlari har xil bo'lgan elementlar. Massa raqami- atom yadrosidagi neytron va protonlarning umumiy soni (belgilangan Lotin harfi LEKIN). Formulalarni yozishda tomonlarning birida element belgisining yuqori qismida massa raqami ko'rsatiladi: He 4 2 / 4 2 He (geliy izotopi - geliy - 4)

Shunday qilib, ma'lum bir izotopdagi neytronlar sonini bilish uchun umumiy massa sonidan protonlar sonini ayirish kerak. Masalan, biz bilamizki, geliy-4 He 4 2 atomida 4 ta elementar zarracha mavjud, chunki izotopning massa soni 4 ga teng. Shu bilan birga, He 4 2 ning 2 ta protonga ega ekanligini bilamiz. 4 dan (umumiy massa soni) 2 (protonlar soni) ni ayirib, biz 2 ni olamiz - geliy-4 yadrosidagi neytronlar soni.

ATOM YADROGIDAGI FANTOMIK PO zarrachalar sonini xisoblash jarayoni. Misol tariqasida, yadrosi ikkita proton va ikkita neytrondan iborat bo'lgan geliy-4 (He 4 2) ataylab ko'rib chiqildi. Alfa zarrasi (a zarrasi) deb ataladigan geliy-4 yadrosi yadro reaktsiyalarida eng yuqori samaradorlikka ega bo'lgani uchun u ko'pincha bu yo'nalishdagi tajribalar uchun ishlatiladi. Shuni ta'kidlash kerakki, yadro reaksiyalari formulalarida ko'pincha He 4 2 o'rniga a belgisi qo'llaniladi.

Aynan alfa zarralari ishtirokida E. Rezerford birinchi marta amalga oshirdi rasmiy tarix Yadro transformatsiyasining fizik reaktsiyasi. Reaksiya jarayonida a-zarralar (He 4 2) azot izotopi (N 14 7) yadrolarini “bombardimon qildi”, natijada kislorod izotopi (O 17 8) va bitta proton (p 1 1) hosil bo'ldi.

Ushbu yadro reaktsiyasi quyidagicha ko'rinadi:

Keling, ushbu transformatsiyadan oldin va keyin xayoliy Po zarralari sonini hisoblaylik.

FANTOM ZARRALAR SONINI HISOBLASH UCHUN KERAK:
1-qadam. Har bir yadrodagi neytron va protonlar sonini hisoblang:
- protonlar soni pastki indikatorda ko'rsatilgan;
- umumiy massa sonidan (yuqori ko'rsatkich) protonlar sonini (pastki ko'rsatkich) ayirish orqali neytronlar sonini bilib olamiz.

2-qadam. Atom yadrosidagi xayoliy Po zarrachalar sonini hisoblang:
- protonlar sonini 1 proton tarkibidagi fantom Po zarrachalari soniga ko'paytirish;
- neytronlar sonini 1 neytron tarkibidagi fantom Po zarrachalari soniga ko'paytirish;

3-qadam. Fantom zarrachalar sonini qo'shing:
- qabul qilingan miqdordagi xayoliy Po zarralarini protonlarda reaksiyaga qadar yadrolardagi neytronlarda olingan miqdor bilan qo'shing;
- qabul qilingan miqdordagi fantom Po zarralarini protonlarda reaksiyadan so'ng yadrolardagi neytronlarda olingan miqdor bilan qo'shing;
- reaksiyaga qadar xayoliy Po zarrachalar sonini reaksiyadan keyingi xayoliy Po zarrachalar soni bilan solishtiring.

ATOMLAR YADAGIDAGI FANTOMIK PO zarrachalar sonini Batafsil xisoblash NAMALI.
(1919 yilda E. Rezerford tomonidan amalga oshirilgan a-zarracha (He 4 2) ishtirokidagi yadro reaksiyasi)

REAKSIYA OLDIN (N 14 7 + He 4 2)
N 14 7

Protonlar soni: 7
Neytronlar soni: 14-7 = 7
1 protonda - 12 Po, ya'ni 7 protonda: (12 x 7) \u003d 84;
1 neytronda - 33 Po, ya'ni 7 neytronda: (33 x 7) = 231;
Yadrodagi xayoliy Po zarralarining umumiy soni: 84+231 = 315

U 42
Protonlar soni - 2
Neytronlar soni 4-2 = 2
Fantom zarrachalar soni:
1 protonda - 12 Po, ya'ni 2 protonda: (12 x 2) \u003d 24
1 neytronda - 33 Po, ya'ni 2 neytronda: (33 x 2) \u003d 66
Yadrodagi xayoliy Po zarralarining umumiy soni: 24+66 = 90

Reaksiyadan oldin xayoliy Po zarralarining umumiy soni

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

REAKSIYA (O 17 8) va bitta proton (p 1 1) dan keyin:
O 17 8
Protonlar soni: 8
Neytronlar soni: 17-8 = 9
Fantom zarrachalar soni:
1 protonda - 12 Po, ya'ni 8 protonda: (12 x 8) \u003d 96
1 neytronda - 33 Po, ya'ni 9 neytronda: (9 x 33) = 297
Yadrodagi xayoliy Po zarralarining umumiy soni: 96+297 = 393

p 1 1
Protonlar soni: 1
Neytronlar soni: 1-1=0
Fantom zarrachalar soni:
1 protonda - 12 Po
Neytronlar yo'q.
Yadrodagi xayoliy Po zarralarining umumiy soni: 12

Reaksiyadan keyin xayoliy zarrachalarning umumiy soni Po
(O 17 8 + p 1 1):
393 + 12 = 405

Reaksiyadan oldin va keyin xayoliy Po zarralari sonini solishtiramiz:

Yadro REAKSIYASIDAGI FANTOMIK PO zarrachalar sonini KISHAYTIRILGAN SHAKLINING MISABI.

mashhur yadro reaktsiyasi a-zarrachalarning berilliy izotopi bilan oʻzaro taʼsiri reaksiyasi boʻlib, unda neytron birinchi marta kashf etilgan boʻlib, u yadroviy transformatsiya natijasida mustaqil zarracha sifatida namoyon boʻlgan. Bu reaksiya 1932 yilda ingliz fizigi Jeyms Chadvik tomonidan amalga oshirilgan. Reaktsiya formulasi:

213 + 90 → 270 + 33 - har bir yadrodagi fantom Po zarralari soni

303 = 303 - umumiy qiymat reaktsiyadan oldin va keyin xayoliy Po zarralari

Reaksiyadan oldin va keyin xayoliy Po zarrachalarining soni teng.

Yuqorida aytib o'tilganidek, atom uch turdagi elementar zarralardan iborat: protonlar, neytronlar va elektronlar. Atom yadrosi proton va neytronlardan tashkil topgan atomning markaziy qismidir. Protonlar va neytronlar mavjud umumiy ism nuklon, yadroda ular bir-biriga aylanishi mumkin. Eng oddiy atom - vodorod atomining yadrosi bitta elementar zarracha - protondan iborat.

Atom yadrosining diametri taxminan 10-13 - 10-12 sm va atom diametrining 0,0001 ga teng. Biroq, atomning deyarli butun massasi (99,95-99,98%) yadroda to'plangan. Agar 1 sm3 toza yadro moddasini olish mumkin bo‘lganida, uning massasi 100-200 million tonna bo‘lar edi. Atom yadrosining massasi atomni tashkil etuvchi barcha elektronlarning massasidan bir necha ming marta katta.

Proton- elementar zarracha, vodorod atomining yadrosi. Protonning massasi 1,6721 x 10-27 kg, u elektron massasidan 1836 marta katta. Elektr zaryadi musbat va 1,66 x 10-19 S ga teng. Kulon - o'tadigan elektr miqdoriga teng elektr zaryadining birligi ko'ndalang bo'lim 1A (amper) doimiy oqim kuchida 1s vaqt davomida o'tkazgich.

Har qanday elementning har bir atomi yadroda mavjud ma'lum raqam protonlar. Bu raqam ma'lum bir element uchun doimiy bo'lib, uning fizik va kimyoviy xususiyatlarini aniqlaydi. Ya'ni, protonlar soni biz qaysi kimyoviy element bilan shug'ullanayotganimizga bog'liq. Masalan, yadrodagi bitta proton vodorod bo'lsa, 26 proton temir bo'lsa. Atom yadrosidagi protonlar soni yadro zaryadini (zaryad raqami Z) va elementlarning davriy tizimidagi elementning seriya raqamini D.I. Mendeleyev (elementning atom raqami).

Neytron- massasi 1,6749 x 10-27 kg, elektron massasidan 1839 marta katta bo'lgan elektr neytral zarracha. Erkin holatdagi neyron beqaror zarracha bo'lib, u mustaqil ravishda elektron va antineytrino chiqarish bilan protonga aylanadi. Neytronlarning yarim yemirilish davri (neytronlarning dastlabki sonining yarmi parchalanadigan vaqt) taxminan 12 minut. Biroq, ichida bog'langan holat barqaror atom yadrolari ichida u barqarordir. Umumiy soni yadrodagi nuklonlar (proton va neytronlar) massa soni (atom massasi - A) deb ataladi. Yadroni tashkil etuvchi neytronlar soni massa va zaryad sonlari orasidagi farqga teng: N = A - Z.

Elektron- elementar zarracha, eng kichik massa tashuvchisi - 0,91095x10-27g va eng kichik elektr zaryadi - 1,6021x10-19 S. Bu manfiy zaryadlangan zarracha. Atomdagi elektronlar soni yadrodagi protonlar soniga teng, ya'ni. atom elektr neytraldir.

Pozitron- musbat elektr zaryadli elementar zarra, elektronga nisbatan antizarra. Elektron va pozitronning massasi teng, elektr zaryadlari esa mutlaq qiymatida teng, lekin ishorasi qarama-qarshidir.

Yadrolarning har xil turlari nuklidlar deyiladi. Nuklid - proton va neytronlarning berilgan soniga ega atomlarning bir turi. Tabiatda bir xil elementning atom massalari (massa raqamlari) har xil bo'lgan atomlari mavjud:
, Cl va boshqalar. Bu atomlarning yadrolari tarkibida bir xil raqam protonlar, lekin boshqa raqam neytronlar. Yadro zaryadlari bir xil, ammo massa raqamlari har xil bo'lgan bir xil element atomlarining navlari deyiladi izotoplar . Bir xil miqdordagi protonlarga ega, lekin neytronlar sonida farq qiluvchi izotoplar elektron qobiqlarning bir xil tuzilishiga ega, ya'ni. kimyoviy xossalari juda o'xshash va kimyoviy elementlarning davriy jadvalida bir xil o'rinni egallaydi.

Ular yuqori chap tomonda joylashgan A indeksli tegishli kimyoviy element belgisi bilan belgilanadi - massa soni, ba'zan protonlar soni (Z) pastki chapda ham berilgan. Masalan, fosforning radioaktiv izotoplari mos ravishda 32P, 33P yoki P va P bilan belgilanadi. Izotopni elementning belgisini ko'rsatmasdan belgilashda massa raqami elementning belgilanishidan keyin beriladi, masalan, fosfor - 32, fosfor - 33.

Ko'pgina kimyoviy elementlarning bir nechta izotoplari mavjud. Vodorod izotopi 1H-protiydan tashqari ogʻir vodorod 2H-deyteriy va oʻta ogʻir vodorod 3H-tritiy ham maʼlum. Uranning 11 ta izotopi bor, tabiiy birikmalar ularning uchtasi bor (uran 238, uran 235, uran 233). Ularda mos ravishda 92 proton va 146,143 va 141 neytron mavjud.

Hozirgi vaqtda 108 ta kimyoviy elementning 1900 dan ortiq izotoplari ma'lum. Ulardan tabiiy izotoplar barcha barqaror (ularning taxminan 280 tasi bor) va radioaktiv oilalarga kiruvchi tabiiy izotoplarni (ulardan 46 tasi) o'z ichiga oladi. Qolganlari sun'iy, ular turli yadroviy reaktsiyalar natijasida sun'iy ravishda olinadi.

"Izotoplar" atamasi faqat qachon ishlatilishi kerak gaplashamiz bir xil elementning atomlari haqida, masalan, uglerod 12C va 14C. Agar turli xil kimyoviy elementlarning atomlari nazarda tutilgan bo'lsa, "nuklidlar" atamasini ishlatish tavsiya etiladi, masalan, radionuklidlar 90Sr, 131J, 137Cs.

§bir. Elektron, proton, neytron bilan tanishing

Atomlar moddaning eng kichik zarralaridir.
gacha kengaytirilsa globus o'rtacha kattalikdagi olma, keyin atomlar faqat olma o'lchamiga aylanadi. Bunday kichik hajmga qaramay, atom undan ham kichikroq jismoniy zarralardan iborat.
Siz atomning tuzilishi bilan maktab fizikasi kursidan allaqachon tanish bo'lishingiz kerak. Va shunga qaramay, biz eslaymizki, atomda yadro va elektronlar mavjud bo'lib, ular yadro atrofida shunchalik tez aylanadilarki, ular farqlanmaydi - ular "elektron bulutini" hosil qiladi yoki elektron qobiq atom.

Elektronlar odatda quyidagicha ifodalanadi: e − . Elektronlar e- juda engil, deyarli vaznsiz, lekin ular bor salbiy elektr zaryadi. Bu -1 ga teng. Biz hammamiz foydalanadigan elektr toki simlar orqali o'tadigan elektronlar oqimidir.

atom yadrosi, unda deyarli barcha massasi to'plangan, ikki turdagi zarralardan iborat - neytronlar va protonlar.

Neytronlar quyidagicha ifodalanadi: n 0 , lekin protonlar Shunday qilib: p + .
Massasi bo'yicha neytronlar va protonlar deyarli bir xil - 1,675 10 −24 g va 1,673 10 −24 g.
To'g'ri, bunday kichik zarrachalarning massasini grammda hisoblash juda noqulay, shuning uchun u quyidagicha ifodalanadi. uglerod birliklari, ularning har biri 1,673 10 −24 g ga teng.
Har bir zarracha olish uchun nisbiy atom massasi, atomning massasini (grammda) uglerod birligining massasiga bo'lish qismiga teng. qarindosh atom massalari proton va neytron 1 ga teng, lekin protonlarning zaryadi ijobiy va +1 ga teng, neytronlarda esa zaryad yo'q.

. Atom haqida topishmoqlar

Atomni zarrachalardan "ongda" yig'ish mumkin, masalan, o'yinchoq yoki qismlardan mashina bolalar konstruktori. Faqat ikkita muhim shartga rioya qilish kerak.

• Birinchi shart: har bir atom turi o'ziga xosdir o'z to'plami"tafsilotlar" - elementar zarralar. Misol uchun, vodorod atomi, albatta, +1 musbat zaryadga ega yadroga ega bo'ladi, ya'ni u albatta bitta protonga ega bo'lishi kerak (va undan ortiq emas).
  Vodorod atomida neytronlar ham bo'lishi mumkin. Bu haqda keyingi paragrafda batafsilroq.
  Kislorod atomi (seriya raqami Davriy tizim 8 ga teng) yadro zaryadlangan bo'ladi sakkiz musbat zaryadlar (+8), ya'ni sakkizta proton bor. Kislorod atomining massasi 16 nisbiy birlik bo'lganligi sababli, kislorod yadrosini olish uchun biz yana 8 ta neytron qo'shamiz.
• Ikkinchi shart ya'ni har bir atom mavjud elektr neytral. Buning uchun yadro zaryadini muvozanatlash uchun etarli elektronga ega bo'lishi kerak. Boshqa so'zlar bilan aytganda, atomdagi elektronlar soni protonlar soniga teng uning asosida, va Ushbu elementning davriy tizimdagi seriya raqami.

Kirish

Atom tuzilishining hozirgi nazariyasi turli amaliy va eksperimental ishlar jarayonida yuzaga keladigan ko'plab savollarga javob bermaydi. Xususan, elektr qarshiligining jismoniy mohiyati hali aniqlanmagan. Yuqori haroratli supero'tkazuvchanlikni izlash faqat elektr qarshiligining mohiyatini bilgan taqdirdagina muvaffaqiyatli bo'lishi mumkin. Atomning tuzilishini bilib, elektr qarshiligining mohiyatini tushunish mumkin. Atomning tuzilishini hisobga olgan holda ko'rib chiqing ma'lum xususiyatlar zaryadlar va magnit maydonlar. Haqiqatga eng yaqin va eksperimental ma'lumotlarga mos keladi sayyora modeli Ruterford tomonidan taklif qilingan atom. Biroq, bu model faqat vodorod atomiga mos keladi.

BIRINCHI BOB

PROTON VA ELEKTRON

1. vodorod

Vodorod atomlarning eng kichigidir, shuning uchun uning atomi vodorod atomining ham, qolgan atomlarning ham barqaror asosini o'z ichiga olishi kerak. Vodorod atomi proton va elektrondir, elektron esa proton atrofida aylanadi. Elektron va protonning zaryadlari birlik zaryadlari, ya'ni minimal deb hisoblanadi. Elektronning o'zgaruvchan radiusli vorteks halqasi sifatidagi g'oyasi VF Mitkevich tomonidan kiritilgan (L. 1). Vu va boshqa ba'zi fiziklarning keyingi ishi elektron o'zini aylanuvchi girdob halqasi kabi tutishini, uning spini o'z harakat o'qi bo'ylab yo'naltirilganligini ko'rsatdi, ya'ni elektronning girdobli halqa ekanligi eksperimental tarzda tasdiqlandi. Tinch holatda, o'z o'qi atrofida aylanadigan elektron magnit maydonlarni yaratmaydi. Elektron faqat harakatlanayotganda magnit kuch chiziqlarini hosil qiladi.

Agar protonning zaryadi sirt ustida taqsimlangan bo'lsa, u holda proton bilan birga aylansa, u faqat o'z o'qi atrofida aylanadi. Bunday holda, elektron kabi, proton zaryadi magnit maydon hosil qilmaydi.

Protonning magnit maydoni borligi eksperimental ravishda aniqlangan. Proton magnit maydonga ega bo'lishi uchun uning zaryadi uning yuzasida nuqta shaklida bo'lishi kerak. Bunday holda, proton aylanganda, uning zaryadi aylana bo'ylab harakatlanadi, ya'ni protonning magnit maydonini olish uchun zarur bo'lgan chiziqli tezlikka ega bo'ladi.

Elektronga qo'shimcha ravishda pozitron ham mavjud bo'lib, u elektrondan faqat zaryadining musbat bo'lishi bilan farq qiladi, ya'ni pozitronning zaryadi ham belgi, ham kattalik bo'yicha proton zaryadiga teng. Boshqacha qilib aytganda, protonning musbat zaryadi pozitron, lekin pozitron elektronning antizarrasi va shuning uchun protonning butun yuzasiga tarqala olmaydigan girdobli halqadir. Shunday qilib, protonning zaryadi pozitrondir.

Manfiy zaryadli elektron harakat qilganda, Kulon kuchlari ta'sirida proton pozitron proton yuzasida bo'lishi kerak. minimal masofa elektrondan (1-rasm). Shunday qilib, maksimal Kulon kuchi bilan o'zaro bog'langan qarama-qarshi zaryadlar juftligi hosil bo'ladi. Aynan protonning zaryadi pozitron bo'lgani uchun uning zaryadi mutlaq qiymatdagi elektronga teng. Protonning butun zaryadi elektronning zaryadi bilan o'zaro ta'sir qilganda, protonning "qo'shimcha" zaryadi bo'lmaydi, bu protonlar o'rtasida elektr itaruvchi kuchlarni hosil qiladi.

Elektron proton atrofida rasmda ko'rsatilgan yo'nalishda harakat qilganda. 1, musbat zaryad Kulon kuchi tufayli u bilan sinxron harakat qiladi. Harakatlanuvchi zaryadlar o'z atrofida hosil bo'ladi magnit maydonlar(1-rasm). Bunda elektron atrofida soat miliga teskari magnit maydon, pozitron atrofida esa soat miliga teskari magnit maydon hosil bo'ladi. Natijada, zaryadlar o'rtasida ikkita zaryaddan iborat umumiy maydon hosil bo'lib, bu elektronning protonga "tushilishini" oldini oladi.

Barcha raqamlarda proton va neytronlar oddiylik uchun shar shaklida tasvirlangan. Aslida, ular efirning toroidal vorteks shakllanishi shaklida bo'lishi kerak (L. 3).

Shunday qilib, vodorod atomi shaklga muvofiq shaklga ega. 2 lekin). Atom magnit maydonining shakli zaryadlarning aylanish o'qi bo'ylab magnitlangan torus shaklidagi magnitga mos keladi (2-rasm). b).

1820 yilda Amper oqimlarning o'zaro ta'sirini - bir yo'nalishda oqadigan oqim bilan parallel o'tkazgichlarni jalb qilishni kashf etdi. Keyinchalik, bir yo'nalishda harakatlanadigan bir xil nomdagi elektr zaryadlari bir-biriga tortilishi eksperimental ravishda aniqlandi (L. 2).

Chimchilash effekti, shuningdek, zaryadlarning bir-biriga yaqinlashishi, ya'ni bir-biriga tortilishi kerakligidan dalolat beradi. Chimchilash effekti - oqimning o'z-o'zidan qisqarishi ta'siri, oqimning o'zi tomonidan yaratilgan o'z magnit maydoni ta'sirida uning kesimini kamaytirish uchun siqilgan o'tkazuvchi muhitdagi elektr toki kanalining xususiyati (L. 4).

Chunki elektr toki- har qanday tartibli harakat elektr zaryadlari kosmosda, keyin elektronlar va protonlarning pozitronlari traektoriyalari zaryadlarning o'zlari tomonidan yaratilgan magnit maydon ta'sirida bir-biriga yaqinlasha oladigan oqim kanallari.

Binobarin, ikkita vodorod atomi molekulaga birlashganda, bir xil nomdagi zaryadlar juft bo'lib birlashadi va bir xil yo'nalishda, lekin allaqachon protonlar orasida aylanishda davom etadi, bu ularning maydonlarining birlashishiga olib keladi.

Elektronlar va protonlarning yaqinlashishi bir xil zaryadlarning itaruvchi kuchiga aylanguncha sodir bo'ladi. teng kuch, er-xotin magnit maydondan keladigan zaryadlarning qisqarishi.

Shaklda. 3 a), b) Va ichida) vodorod atomlarining elektron va proton zaryadlarining o'zaro ta'siri ular vodorod molekulasiga birlashganda ko'rsatiladi.

Shaklda. 4-rasmda ikkita vodorod atomi maydonlarining generatorlari tomonidan hosil qilingan magnit kuch chiziqlari bo'lgan vodorod molekulasi ko'rsatilgan. Ya'ni, vodorod molekulasida bitta ikkita maydon generatori va umumiy mavjud magnit oqimi, 2 barobar katta.

Biz vodorodning molekulaga qanday birlashishini tekshirdik, ammo vodorod molekulasi kislorod bilan aralashtirilganda ham boshqa elementlar bilan reaksiyaga kirishmaydi.

Endi vodorod molekulasi atomlarga qanday bo'linishini ko'rib chiqamiz (5-rasm). Vodorod molekulasi bilan o'zaro ta'sirlashganda elektromagnit to'lqin elektron qo'shimcha energiya oladi va bu elektronlarni orbital traektoriyalarga olib keladi (5-rasm). G).

Bugungi kunda nolga ega bo'lgan o'ta o'tkazgichlar ma'lum elektr qarshilik. Ushbu o'tkazgichlar atomlardan tashkil topgan va agar ularning atomlari o'ta o'tkazgichlar, ya'ni proton ham bo'lsa, o'ta Supero'tkazuvchilar bo'lishi mumkin. O'ta o'tkazgichning doimiy magnit ustidan levitatsiyasi uzoq vaqtdan beri ma'lum bo'lib, unda magnit maydoni maydonga qarama-qarshi yo'naltirilgan doimiy magnit tomonidan oqim induksiyasi tufayli. doimiy magnit. Tashqi maydon supero'tkazgichdan chiqarilganda undagi oqim yo'qoladi. Protonlarning elektromagnit to'lqin bilan o'zaro ta'siri ularning sirtlarida girdab oqimlarining paydo bo'lishiga olib keladi. Protonlar bir-birining yonida joylashganligi sababli, girdab oqimlari magnit maydonlarni bir-biriga yo'naltiradi, bu esa vodorod molekulasi atomlarga aylanmaguncha oqimlarni va ularning maydonlarini oshiradi (5-rasm). G).

Elektronlarning orbital traektoriyalarga chiqishi va molekulani buzadigan oqimlarning paydo bo'lishi bir vaqtning o'zida sodir bo'ladi. Vodorod atomlari bir-biridan uchib ketganda, girdab oqimlari yo'qoladi va elektronlar orbital traektoriyalarda qoladi.

Shunday qilib, ma'lum bo'lgan jismoniy ta'sirlarga asoslanib, biz vodorod atomining modelini oldik. Bunda:

1. Atomdagi musbat va manfiy zaryadlar magnit maydonlarining kuch chiziqlarini olishga xizmat qiladi, klassik fizikadan ma'lumki, ular faqat zaryadlar harakat qilganda hosil bo'ladi. Magnit maydonlarning kuch chiziqlari barcha atom ichidagi, atomlararo va molekulyar bog'lanishlarni aniqlaydi.

2. Protonning butun musbat zaryadi - pozitron elektronning zaryadi bilan o'zaro ta'sir qiladi, elektron uchun maksimal Kulon tortishish kuchini yaratadi va mutlaq qiymatdagi zaryadlarning tengligi protonni qo'shni protonlar uchun itaruvchi kuchlarga ega bo'lishini istisno qiladi. .

3. Amalda, vodorod atomi proton-elektron magnit generatori (PEMG) bo'lib, u faqat proton va elektron birga bo'lganda ishlaydi, ya'ni proton-elektron juftligi doimo birga bo'lishi kerak.

4. Vodorod molekulasi hosil bo'lganda elektronlar atomlar o'rtasida juftlashadi va birga aylanadi; ularni juftlashgan holda ushlab turadigan umumiy magnit maydonni yaratish. Proton pozitronlari ham juftlashadi ularning magnit maydonlari ta'sirida va protonlarni birlashtirib, vodorod molekulasi yoki boshqa har qanday molekula hosil qiladi. Juftlangan musbat zaryadlar molekulyar bog'lanishda asosiy belgilovchi kuchdir, chunki pozitronlar protonlar bilan bevosita bog'langan va protonlardan ajralmasdir.

5. Barcha elementlarning molekulyar bog'lari xuddi shunday tarzda sodir bo'ladi. Atomlarning boshqa elementlar molekulalari bilan bog'lanishi valentlik protonlari bilan ularning elektronlari bilan ta'minlanadi, ya'ni valentlik elektronlar atomlarning molekulalarga ulanishida ham, molekulyar bog'larning uzilishida ham ishtirok etadi. Shunday qilib, atomlarning molekulaga har bir ulanishi molekulyar bog'lanish uchun har bir atomdan bitta proton-elektron valentlik juftligi (VPPE) tomonidan ta'minlanadi. EPES har doim proton va elektrondan iborat.

6. Molekulyar aloqa uzilganda yetakchi rol elektron o'ynaydi, chunki o'z protoni atrofidagi orbital traektoriyaga kirib, proton pozitronini protonlar orasida joylashgan juftlikdan proton "ekvatoriga" tortib oladi, shu bilan molekulyar bog'lanishning uzilishini ta'minlaydi.

7. Vodorod molekulasi va boshqa elementlarning molekulalari hosil bo'lganda, qo'sh PEMG hosil bo'ladi.