Atom yadrosining zaryadi miqdori bilan belgilanadi. Atom yadrosi: yadro zaryadi

Yadro zaryadi() joylashadi kimyoviy element jadvalda D.I. Mendeleev. Z soni yadrodagi protonlar soni. Cl - elektron zaryadiga teng bo'lgan protonning zaryadi.

Yana bir bor ta'kidlaymizki, yadro zaryadi protonlar tomonidan olib boriladigan musbat elementar zaryadlar sonini aniqlaydi. Va atom odatda neytral tizim bo'lganligi sababli, yadro zaryadi atomdagi elektronlar sonini ham aniqlaydi. Va biz elektronning manfiy elementar zaryadga ega ekanligini eslaymiz. Atomdagi elektronlar ularning soniga qarab energiya qobiqlari va pastki qavatlari bo'ylab taqsimlanadi, shuning uchun yadro zaryadi elektronlarning ularning holatlari bo'yicha taqsimlanishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Oxirgi energiya darajasidagi elektronlar soniga bog'liq Kimyoviy xossalari atom. Ma’lum bo‘lishicha, yadro zaryadi moddaning kimyoviy xossalarini belgilaydi.

Hozirgi vaqtda turli xil kimyoviy elementlarni quyidagicha belgilash odatiy holdir: , bu erda X - davriy sistemadagi kimyoviy elementning belgisi bo'lib, u zaryadga mos keladi.

Bir xil Z, ammo atom massalari har xil bo'lgan elementlar (A) (bu yadroda bir xil raqam protonlar, lekin neytronlar soni har xil) izotoplar deyiladi. Demak, vodorodning ikkita izotopi bor: 1 1 H-vodorod; 2 1 H-deyteriy; 3 1 H-tritiy

Barqaror va beqaror izotoplar mavjud.

Massalari bir xil, lekin zaryadlari har xil bo'lgan yadrolar izobarlar deyiladi. Izobarlar, asosan, ogʻir yadrolar orasida, juft yoki triadalarda uchraydi. Masalan, va .

Yadro zaryadini birinchi bilvosita o'lchash 1913 yilda Mozeli tomonidan amalga oshirildi. U xarakteristikaning chastotasi o'rtasidagi munosabatni o'rnatdi. rentgen nurlanishi() va yadro zaryadi (Z):

bu erda C va B ko'rib chiqilayotgan nurlanish qatori uchun elementga bog'liq bo'lmagan doimiylar.

Yadroning zaryadini 1920 yilda geliy atomi yadrolarining metall plyonkalarda tarqalishini o'rganayotganda bevosita Chadvik aniqlagan.

Asosiy tarkib

Vodorod atomining yadrosi proton deb ataladi. Protonning massasi:

Yadro proton va neytronlardan iborat (birgalikda nuklonlar deyiladi). Neytron 1932 yilda kashf etilgan. Neytronning massasi proton massasiga juda yaqin. Neytron elektr zaryadi ega emas.

Yadrodagi protonlar soni (Z) va neytronlar soni (N) yig'indisi A massa soni deb ataladi:

Neytron va protonning massalari juda yaqin bo'lgani uchun ularning har biri deyarli atom massa birligiga teng. Atomdagi elektronlarning massasi yadro massasidan ancha kichik, shuning uchun shunday deb ishoniladi. massa raqami Yadro eng yaqin butun songa yaxlitlanganda elementning nisbiy atom massasiga taxminan teng bo'ladi.

Muammoni hal qilishga misollar

MISOL 1

Vazifa

Yadrolar juda barqaror tizimlar, shuning uchun proton va neytronlar yadro ichida qandaydir kuch bilan saqlanishi kerak. Bu kuchlar haqida nima deya olasiz?

Qaror

Nuklonlarni bog'laydigan kuchlar juda zaif bo'lgan tortishish kuchlariga tegishli emasligini darhol ta'kidlash mumkin. Yadroning barqarorligini elektromagnit kuchlarning mavjudligi bilan izohlab bo'lmaydi, chunki protonlar o'rtasida xuddi shu belgidagi zaryadlarni olib yuruvchi zarralar sifatida faqat elektr itarish bo'lishi mumkin. Neytronlar elektr neytral zarralardir. Nuklonlar orasida harakat qiladi maxsus turdagi yadro kuchlari deb ataladigan kuchlar. Bu kuchlar elektr kuchlaridan deyarli 100 barobar kuchliroqdir. Yadro kuchlari tabiatdagi barcha ma'lum kuchlar ichida eng kuchlisi hisoblanadi. Yadrodagi zarrachalarning o'zaro ta'siri kuchli deyiladi. Yadro kuchlarining navbatdagi xususiyati shundaki, ular qisqa masofali. Yadro kuchlari faqat sm tartibli masofada, ya'ni yadro kattaligi masofasida sezilarli bo'ladi.

2-MISA

Vazifa

Nima minimal masofa kinetik energiyaga to'qnashuvdagidek teng keladigan geliy atomining yadrosi qo'rg'oshin atomining harakatsiz yadrosiga yaqinlasha oladimi?

Qaror

Keling, rasm chizamiz. Qo'rg'oshin atomining harakatsiz yadrosini hosil qiluvchi elektrostatik maydondagi geliy atomi yadrosining (- zarralar) harakatini ko'rib chiqing. - zarracha qo'rg'oshin atomining yadrosi tomon nolga tushadigan tezlik bilan harakat qiladi, chunki o'xshash zaryadlangan zarralar o'rtasida itaruvchi kuchlar harakat qiladi. Zarracha ega bo'lgan kinetik energiya o'zaro ta'sirning potentsial energiyasiga aylanadi - qo'rg'oshin atomining yadrosini yaratadigan zarralar va maydonlar () : Elektrostatik maydondagi zarrachaning potentsial energiyasini quyidagicha ifodalaymiz: geliy atomi yadrosining zaryadi qayerda; - kuchlanish elektrostatik maydon, bu qo'rg'oshin atomining yadrosini yaratadi. (2.1) - (2.3) dan biz quyidagilarni olamiz:

Ko'rsatma

D.I.Mendeleevning jadvalida, ko'p qavatli kabi turar-joy binosi"" kimyoviy elementlar, ularning har biri o'zini egallaydi shaxsiy kvartira. Shunday qilib, elementlarning har biri jadvalda ko'rsatilgan ma'lum bir seriya raqamiga ega. Kimyoviy elementlarning raqamlanishi chapdan o'ngga va yuqoridan boshlanadi. Jadvalda gorizontal qatorlar nuqtalar, vertikal ustunlar esa guruhlar deb ataladi. Bu juda muhim, chunki guruh yoki davr soni bo'yicha siz ba'zi parametrlarni ham tavsiflashingiz mumkin. atom.

Atom kimyoviy jihatdan bo'linmas, lekin ayni paytda kichikroq atomlardan iborat tarkibiy qismlar, ularga (musbat zaryadlangan zarralar), (salbiy zaryadlangan) (neytral zarralar) kiradi. Katta qismi atom yadroda (proton va neytronlar hisobiga), uning atrofida elektronlar aylanadi. Umuman olganda, atom elektr neytral, ya'ni ijobiy soni to'lovlar manfiy soniga to'g'ri keladi, shuning uchun protonlar soni va bir xil bo'ladi. musbat zaryad yadrolari atom faqat protonlar hisobiga sodir bo'ladi.

Misol No 1. Zaryadni aniqlang yadrolari atom uglerod (C). Biz D.I.Mendeleyev jadvaliga e’tibor qaratgan holda uglerod kimyoviy elementini tahlil qilishni boshlaymiz. Uglerod "kvartirada" No 6. Shuning uchun u yadrolari+6 yadroda joylashgan 6 ta proton (musbat zaryadlangan zarralar) tufayli. Atomning elektr neytral ekanligini hisobga olsak, bu 6 ta elektron ham bo'lishini anglatadi.

Misol No 2. Zaryadni aniqlang yadrolari atom alyuminiy (Al). Alyuminiyning seriya raqami bor - No 13. Shuning uchun zaryad yadrolari atom alyuminiy +13 (13 proton tufayli). Shuningdek, 13 ta elektron bo'ladi.

Misol No 3. Zaryadni aniqlang yadrolari atom kumush (Ag). Kumushning seriya raqami bor - No 47. Demak, zaryad yadrolari atom kumush + 47 (47 proton tufayli). Shuningdek, 47 ta elektron mavjud.

Eslatma

D.I.Mendeleev jadvalida har bir kimyoviy element uchun bitta katakda ikkita raqamli qiymat ko'rsatilgan. Elementning atom raqami va nisbiy atom massasini chalkashtirmang

Kimyoviy element atomi undan tashkil topgan yadrolari va elektron qobiq. Yadro atomning markaziy qismi bo'lib, uning deyarli barcha massasi to'plangan. Elektron qobiqdan farqli o'laroq, yadro ijobiy xususiyatga ega zaryadlash.

Sizga kerak bo'ladi

• Kimyoviy elementning atom raqami, Mozeley qonuni

Ko'rsatma

Shunday qilib, zaryadlash yadrolari protonlar soniga teng. O'z navbatida, yadrodagi protonlar soni atom raqamiga teng. Masalan, vodorodning atom raqami 1 ga teng, ya'ni vodorod yadrosi bitta protondan iborat. zaryadlash+1. Natriyning atom raqami 11, zaryadlash uning yadrolari+11 ga teng.

Alfa parchalanishida yadrolari uning atom raqami alfa zarrachaning chiqishi bilan ikkiga kamayadi ( yadrolari atom). Shunday qilib, alfa-parchalanishga uchragan yadrodagi protonlar soni ham ikkiga kamayadi.
Beta parchalanishi uch xil usulda sodir bo'lishi mumkin. "Beta-minus" parchalanishida neytron chiqarilganda antineytrinoga aylanadi. Keyin zaryadlash yadrolari birlik uchun.
Beta-plus parchalanish holatida proton neytron, pozitron va neytrinoga aylanadi, zaryadlash yadrolari birga kamayadi.
Elektron qo'lga olish holatida zaryadlash yadrolari ham bir marta kamayadi.

Zaryadlash yadrolari spektral chiziqlar chastotasidan ham aniqlash mumkin xarakterli nurlanish atom. Mozeley qonuniga ko'ra: sqrt(v/R) = (Z-S)/n, bu erda v - spektral xarakterli nurlanish, R - Ridberg doimiysi, S - skrining doimiysi, n - bosh kvant soni.
Shunday qilib Z = n*sqrt(v/r)+s.

Tegishli videolar

Manbalar:

• Yadro zaryadi qanday o'zgaradi?

Atom har bir elementning kimyoviy xossalarini olib yuruvchi eng kichik zarrachadir. Atomning mavjudligi ham, tuzilishi ham qadim zamonlardan beri muhokama va oʻrganish mavzusi boʻlib kelgan. Atomlarning tuzilishi tuzilishiga o'xshashligi aniqlandi quyosh sistemasi: markazda juda kam joy egallagan, lekin deyarli butun massani o'zida jamlagan yadro joylashgan; Uning atrofida "sayyoralar" aylanadi - elektronlar salbiy to'lovlar. To'lovni qanday topish mumkin? yadrolari atom?

Ko'rsatma

Har qanday atom elektr neytral hisoblanadi. Ammo ular salbiyni olib yurganlari uchun to'lovlar, ular qarama-qarshi zaryadlar bilan muvozanatlangan bo'lishi kerak. O'zi shunaqa. Ijobiy to'lovlar atom yadrosida joylashgan protonlar deb ataladigan zarralarni olib yuradi. Proton elektronga qaraganda ancha kattaroqdir: uning og'irligi 1836 elektronga teng!

Eng oddiy holat davriy sistemadagi birinchi elementning vodorod atomidir. Jadvalga qarasangiz, u birinchi raqamda ekanligini va uning yadrosi bitta protondan iboratligini ko'rasiz, uning atrofida yagona proton aylanadi. Bundan kelib chiqadi yadrolari vodorod atomi +1.

Boshqa elementlarning yadrolari endi nafaqat protonlardan, balki "neytronlar" deb ataladigan elementlardan ham iborat. Nomidan osongina tushunishingiz mumkin, ular hech qanday zaryadga ega emas, na salbiy, na ijobiy. Shuning uchun, esda tuting: atom tarkibiga qancha neytron kiritilgan bo'lishidan qat'i nazar yadrolari, ular faqat uning massasiga ta'sir qiladi, lekin uning zaryadiga ta'sir qilmaydi.

Shuning uchun, musbat zaryadning kattaligi yadrolari atom faqat qancha proton borligiga bog'liq. Ammo, yuqorida aytib o'tilganidek, atom elektr neytral bo'lganligi sababli, uning yadrosi bir xil miqdordagi protonlarni o'z ichiga olishi kerak, atrofida aylanadi. yadrolari. Protonlar soni elementning davriy jadvalidagi seriya raqami bilan belgilanadi.

Bir nechta elementlarni ko'rib chiqing. Masalan, mashhur va hayotiy zarur kislorod"hujayra"da 8-raqamda joylashgan. Shuning uchun uning yadrosida 8 ta proton va zaryad yadrolari+8 bo'ladi. Temir 26-raqamli "hujayra" ni egallaydi va shunga mos ravishda zaryadga ega yadrolari+26. Va metall - seriya raqami 79 - xuddi shunday zaryadga ega bo'ladi yadrolari(79), + belgisi bilan. Shunga ko'ra, kislorod atomida 8 ta elektron, atomda 26 va oltin atomida 79 ta elektron mavjud.

Tegishli videolar

Oddiy sharoitlarda atom elektr neytral hisoblanadi. Bunda proton va neytronlardan tashkil topgan atom yadrosi musbat, elektronlar esa manfiy zaryadga ega. Elektronlarning ortiqcha yoki etishmasligi bilan atom ionga aylanadi.

Ko'rsatma

Kimyoviy birikmalar tabiatan molekulyar yoki ionli bo'lishi mumkin. Molekulalar ham elektr jihatdan neytraldir va ionlar ma'lum bir zaryadga ega. Demak, ammiak molekulasi NH3 neytral, ammo ammoniy ioni NH4+ musbat zaryadlangan. Ammiak molekulasidagi aloqalar, almashinuv turi bilan hosil bo'ladi. To'rtinchi vodorod atomi donor-akseptor mexanizmiga muvofiq qo'shiladi, bu ham kovalent bog'lanish. Ammiak kislota eritmalari bilan reaksiyaga kirishganda ammoniy hosil bo'ladi.

Element yadrosining zaryadi kimyoviy o'zgarishlarga bog'liq emasligini tushunish muhimdir. Qancha elektron qo'shsangiz yoki olib tashlasangiz ham, yadro zaryadi bir xil bo'lib qoladi. Masalan, O atomi, O-anioni va O+ kationi bir xil yadro zaryadi +8 bilan xarakterlanadi. Bunda atomda 8 ta elektron, anion 9, kation 7. Yadroning o'zini faqat yadro transformatsiyalari orqali o'zgartirish mumkin.

Eng keng tarqalgan turi yadro reaksiyalari- ichida sodir bo'lishi mumkin bo'lgan radioaktiv parchalanish tabiiy muhit. Bunday yemirilishga uchragan elementlarning atom massasi kvadrat qavs ichiga olinadi. Bu shuni anglatadiki, massa soni doimiy emas, vaqt o'tishi bilan o'zgaradi.

Elementlarning davriy sistemasida D.I. Mendeleev kumushining seriya raqami 47 va "Ag" (argentum) belgisi mavjud. Ushbu metallning nomi lotincha "argos" dan kelib chiqqan bo'lib, "oq", "porloq" degan ma'noni anglatadi.

Ko'rsatma

Kumush insoniyatga miloddan avvalgi 4-ming yillikdayoq ma'lum bo'lgan. DA Qadimgi Misr hatto "oq oltin" deb ham atalgan. Bu metall tabiatda ham tabiiy shaklda, ham birikmalar, masalan, sulfidlar shaklida mavjud. Kumush nuggetlar og'ir va ko'pincha oltin, simob, mis, platina, surma va vismut aralashmalarini o'z ichiga oladi.

Kumushning kimyoviy xossalari.

Kumush o'tish metallari guruhiga kiradi va metallarning barcha xususiyatlariga ega. Biroq, kumushning faolligi past - metallarning elektrokimyoviy kuchlanish seriyasida u vodorodning o'ng tomonida, deyarli eng oxirida joylashgan. Aralashmalarda kumush ko'pincha +1 oksidlanish holatini ko'rsatadi.

Oddiy sharoitda kumush kislorod, vodorod, azot, uglerod, kremniy bilan reaksiyaga kirishmaydi, balki oltingugurt bilan oʻzaro taʼsirlashib, kumush sulfid hosil qiladi: 2Ag+S=Ag2S. Qizdirilganda kumush galogenlar bilan oʻzaro taʼsir qiladi: 2Ag+Cl2=2AgCl↓.

Eriydigan kumush nitrat AgNO3 eritmadagi galoid ionlarini sifat jihatidan aniqlash uchun ishlatiladi – (Cl-), (Br-), (I-): (Ag+)+(Hal-)=AgHal↓. Masalan, xlor anionlari bilan o'zaro ta'sirlashganda, kumush erimaydigan beradi oq cho'kma AgCl↓.

Nima uchun kumush idishlar havoga tushganda qorayadi?

Kumush mahsulotlarini bosqichma-bosqich ishlab chiqarishning sababi kumushning havodagi vodorod sulfidi bilan reaksiyaga kirishishidir. Natijada metall yuzasida Ag2S plyonkasi hosil bo'ladi: 4Ag+2H2S+O2=2Ag2S+2H2O.

Kimdan sayyora modeli atomlarning tuzilishi, biz bilamizki, atom yadro va uning atrofida aylanadigan elektronlar buluti. Bundan tashqari, elektronlar va yadro orasidagi masofa yadroning o'zidan o'nlab va yuz minglab marta kattaroqdir.

Yadroning o'zi nima? Bu kichik qattiq bo'linmas to'pmi yoki u kichikroq zarralardan iboratmi? Dunyoda mavjud bo'lgan biron bir mikroskop bizga bu darajada nima sodir bo'layotganini aniq ko'rsata olmaydi. Hamma narsa juda kichik. Keyin qanday bo'lish kerak? Hatto atom yadrosi fizikasini ham o'rganish mumkinmi? Atom yadrosining tarkibi va xususiyatlarini, agar uni o'rganishning iloji bo'lmasa, qanday aniqlash mumkin?

Atom yadrosining zaryadi

Turli xil bilvosita eksperimentlar, gipotezalarni ifodalash va ularni amalda sinab ko'rish orqali, sinov va xatolik yo'li bilan olimlar atom yadrosining tuzilishini o'rganishga muvaffaq bo'lishdi. Ma'lum bo'lishicha, yadro undan ham kichikroq zarralardan iborat. Yadroning kattaligi, uning zaryadi va moddaning kimyoviy xossalari bu zarrachalarning soniga bog'liq. Bundan tashqari, bu zarralar atom elektronlarining manfiy zaryadini qoplaydigan musbat zaryadga ega. Bu zarralar protonlar deb ataladi. Ularning normal holatdagi soni har doim elektronlar soniga teng. Yadro zaryadini qanday aniqlash mumkinligi haqidagi savol endi turmadi. Neytral holatdagi atom yadrosining zaryadi har doim uning atrofida aylanadigan elektronlar soniga teng va ishorasi bo'yicha elektronlar zaryadiga qarama-qarshi bo'ladi. Va fiziklar elektronlarning soni va zaryadini qanday aniqlashni allaqachon o'rganishgan.

Atom yadrosining tuzilishi: protonlar va neytronlar

Biroq, keyingi tadqiqotlar jarayonida yangi muammo paydo bo'ldi. Ma'lum bo'lishicha, bir xil zaryadga ega bo'lgan protonlar ba'zi hollarda massa jihatidan ikki marta farq qiladi. Bu juda ko'p savollar va nomuvofiqliklarni keltirib chiqardi. Oxir-oqibat, atom yadrosi tarkibiga protonlardan tashqari, massasi protonlarga deyarli teng bo'lgan, lekin hech qanday zaryadga ega bo'lmagan ba'zi zarralar ham borligini aniqlash mumkin edi. Bu zarralar neytronlar deb ataladi. Neytronlarning aniqlanishi hisob-kitoblardagi barcha nomuvofiqliklarni bartaraf etdi. Natijada, yadroning tarkibiy elementlari sifatida proton va neytronlar nuklonlar deb ataladi. Yadroning xususiyatlariga tegishli har qanday qiymatlarni hisoblashni tushunish ancha osonlashdi. Neytronlar yadro zaryadining hosil bo'lishida ishtirok etmaydi, shuning uchun ularning moddaning kimyoviy xossalariga ta'siri amalda namoyon bo'lmaydi, ammo neytronlar yadro massasining shakllanishida ishtirok etadi, mos ravishda atomning tortishish xususiyatlariga ta'sir qiladi. yadro. Shunday qilib, neytronlarning moddaning xususiyatlariga bilvosita ta'siri mavjud, ammo bu juda ahamiyatsiz.

Belkin I.K. Atom yadrosining zaryadi va Mendeleyevning davriy elementlar tizimi // Kvant. - 1984. - No 3. - S. 31-32.

“Kvant” jurnali tahririyati va muharrirlari bilan maxsus kelishuv asosida

Atomning tuzilishi haqidagi zamonaviy g'oyalar 1911-1913 yillarda Rezerfordning alfa zarrachalarining tarqalishi bo'yicha mashhur tajribalaridan keyin paydo bo'lgan. Ushbu tajribalarda shuni ko'rsatdiki α -zarralar (ularning zaryadi musbat), yupqa metall plyonkaga tushib, ba'zan katta burchak ostida buriladi va hatto orqaga tashlanadi. Buni faqat atomdagi musbat zaryadning ahamiyatsiz hajmda to'planganligi bilan izohlash mumkin edi. Agar biz uni to'p shaklida tasavvur qilsak, Rezerford belgilaganidek, bu to'pning radiusi taxminan 10 -14 -10 -15 m bo'lishi kerak, bu o'nlab va yuz minglab marta. kichikroq o'lchamlar butun atom (~10 -10 m). Faqatgina bunday kichik musbat zaryad yaqinida bo'lishi mumkin elektr maydoni tashlab yuborishga qodir α - taxminan 20 000 km/s tezlikda harakatlanuvchi zarracha. Rezerford atomning bu qismini yadro deb atadi.

Shunday qilib, har qanday moddaning atomi musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan iborat bo'lib, atomlarda mavjudligi ilgari aniqlangan. Shubhasiz, butun atom elektr neytral bo'lganligi sababli, yadro zaryadi son jihatdan atomda mavjud bo'lgan barcha elektronlarning zaryadiga teng bo'lishi kerak. Agar elektron zaryad modulini harf bilan belgilasak e(elementar zaryad), keyin zaryad q i yadrolari teng bo'lishi kerak q i = Ze, qayerda Z atomdagi elektronlar soniga teng butun sondir. Lekin raqam qancha Z? To'lov nima q men asosiy?

Yadro hajmini aniqlash imkonini bergan Rezerford tajribalaridan, asosan, yadro zaryadining qiymatini aniqlash mumkin. Axir, rad etadigan elektr maydoni α -zarracha, nafaqat hajmiga, balki yadro zaryadiga ham bog'liq. Va Ruterford haqiqatan ham yadro zaryadini aniqladi. Ruterford fikricha, kimyoviy element atomining yadro zaryadi uning nisbiy atom massasining yarmiga teng. LEKIN, elementar zaryadga ko'paytiriladi e, ya'ni

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

Ammo, g'alati, yadroning haqiqiy zaryadini Ruterford emas, balki uning maqolalari va ma'ruzalarini o'qiydiganlardan biri, golland olimi Van den Broek (1870-1926) tomonidan aniqlangan. Bu g'alati, chunki Van den Broek ma'lumoti va kasbi bo'yicha fizik emas, balki huquqshunos edi.

Nega Rezerford atom yadrolarining zaryadlarini baholar ekan, ularni atom massalari bilan bog'ladi? Gap shundaki, 1869 yilda D. I. Mendeleev yaratgan davriy tizim kimyoviy elementlar, u elementlarni nisbiy atom massalarining o'sish tartibida joylashtirdi. Va so'nggi qirq yil ichida hamma kimyoviy elementning eng muhim xususiyati uning nisbiyligi ekanligiga o'rganib qolgan. atom massasi bu bir elementni boshqasidan ajratib turadigan narsa.

Ayni paytda, aynan shu vaqtda, 20-asrning boshlarida, elementlar tizimi bilan bog'liq qiyinchiliklar paydo bo'ldi. Radioaktivlik hodisasini o'rganishda bir qancha yangi radioaktiv elementlar topildi. Mendeleyev tizimida esa ularga o‘rin yo‘qdek edi. Mendeleyev tizimini o‘zgartirish kerakdek tuyuldi. Bu, ayniqsa, Van den Broekni tashvishga solardi. Bir necha yillar davomida u kengaytirilgan elementlar tizimining bir nechta variantlarini taklif qildi, unda nafaqat hali ochilmagan barqaror elementlar uchun joy etarli bo'ladi (ular uchun joylarni D. I. Mendeleevning o'zi "g'amxo'rlik qilgan"), balki. radioaktiv elementlar uchun ham. Van den Broekning so'nggi versiyasi 1913 yil boshida nashr etilgan, u 120 o'rinni egallagan va uran 118 raqamini egallagan.

Xuddi shu yili, 1913 yilda, sochilish bo'yicha so'nggi tadqiqotlar natijalari e'lon qilindi. α -katta burchaklardagi zarralar, Rezerfordning hamkorlari Geiger va Marsden tomonidan amalga oshirilgan. Ushbu natijalarni tahlil qilib, Van den Broek qildi yirik kashfiyot. U raqamni topdi Z formulada q i = Ze kimyoviy element atomining nisbiy massasining yarmiga emas, balki uning seriya raqamiga teng. Bundan tashqari, uning Van den Broek tizimida emas, balki Mendeleev tizimidagi elementning tartib raqami 120-lokal tizimda. Ma'lum bo'lishicha, Mendeleev tizimini o'zgartirish kerak emas edi!

Van den Broekning g'oyasidan kelib chiqadiki, har bir atom atom yadrosidan iborat bo'lib, uning zaryadi Mendeleyev tizimidagi tegishli elementning seriya raqamiga, elementar zaryadga ko'paytiriladi va elektronlar soniga teng. shundan atomda ham elementning seriya raqamiga teng. (Mis atomi, masalan, zaryadi 29 bo'lgan yadrodan iborat e, va 29 elektron.) D. I. Mendeleyev kimyoviy elementlarni intuitiv ravishda elementning atom massasiga emas, balki yadro zaryadiga qarab oʻsish tartibida joylashtirgani (garchi u bu haqda bilmagan boʻlsa ham) aniq boʻldi. Binobarin, bir kimyoviy element ikkinchisidan atom massasi bilan emas, balki atom yadrosining zaryadi bilan farqlanadi. Atom yadrosining zaryadi asosiy xususiyat kimyoviy element. Mutlaqo boshqa elementlarning atomlari mavjud, ammo atom massalari bir xil (ular maxsus nomga ega - izobarlar).

Elementning sistemadagi o`rnini atom massalari emasligini davriy sistemadan ham ko`rish mumkin: uchta joyda atom massasini oshirish qoidasi buzilgan. Demak, nikelning nisbiy atom massasi (№ 28) kobaltnikidan (№ 27), kaliy uchun (№ 19) argonnikidan (№ 18), yod uchun (№ 2) atom massasi kamroq. 53) tellurnikidan kamroq (52-son).

Atom yadrosining zaryadi va elementning tartib raqami o'rtasidagi bog'liqlik haqidagi taxmin xuddi shu 1913 yilda kashf etilgan radioaktiv o'zgarishlar uchun joy almashish qoidalarini osongina tushuntirdi (Fizika 10, § 103). Haqiqatan ham, yadro tomonidan chiqarilganda α -zarracha, zaryadi ikkita elementar zaryadga teng, yadro zaryadi va shuning uchun uning seriya raqami (hozir ular odatda - atom raqami) ikki birlikka kamayishi kerak. Chiqarish paytida β -zarracha, ya'ni manfiy zaryadlangan elektron, u bir birlikka ortishi kerak. Bu joy o'zgartirish qoidalariga tegishli.

Van den Broek g'oyasi juda tez orada (to'liq ma'noda o'sha yili) birinchi, bilvosita bo'lsa ham, eksperimental tasdiqni oldi. Biroz vaqt o'tgach, uning to'g'riligi ko'plab elementlarning yadrolarining zaryadini to'g'ridan-to'g'ri o'lchash orqali isbotlandi. U muhim rol o'ynaganligi aniq yanada rivojlantirish atom va atom yadrosi fizikasi.

Hamma narsa shundan iborat elementar zarralar, deb taxmin qilishdi olimlar Qadimgi Gretsiya. Ammo o'sha kunlarda bu haqiqatni isbotlash yoki rad etishning iloji yo'q edi. Ha, va antik davrda atomlarning xossalari faqat turli moddalarni o'zlarining kuzatishlariga asoslanib taxmin qilishlari mumkin edi.

Barcha moddalar elementar zarrachalardan iborat ekanligini faqat 19-asrda, keyin esa bilvosita isbotlash mumkin edi. Shu bilan birga, butun dunyo fiziklari va kimyogarlari elementar zarralarning yagona nazariyasini yaratishga harakat qildilar, ularning tuzilishini tavsiflab, turli xil xususiyatlarni, masalan, yadro zaryadini tushuntirdilar.

Ko'pgina olimlarning ishlari molekulalar, atomlar va ularning tuzilishini o'rganishga bag'ishlangan. Fizika asta-sekin mikrodunyoni - elementar zarralarni, ularning o'zaro ta'sirini va xususiyatlarini o'rganishga o'tdi. Olimlar gipotezalarni ilgari surish va ularni hech bo'lmaganda bilvosita isbotlashga urinish nimadan iboratligini qiziqtira boshladilar.

Natijada Ernest Rezerford va Nils Bor tomonidan taklif qilingan sayyoralar nazariyasi asosiy nazariya sifatida qabul qilindi. Bu nazariyaga ko'ra, har qanday atom yadrosining zaryadi musbat, manfiy zaryadlangan elektronlar esa uning orbitalarida aylanib, oxir-oqibat atomni elektr neytral holga keltiradi. Vaqt o'tishi bilan bu nazariya qayta-qayta tasdiqlandi. turli xil tajribalar, uning hammualliflaridan birining tajribalaridan boshlab.

Zamonaviy yadro fizikasi Rezerford-Bor nazariyasini fundamental deb hisoblaydi, atomlar va ularning elementlari haqidagi barcha tadqiqotlar unga asoslanadi. Boshqa tomondan, so'nggi 150 yil ichida paydo bo'lgan gipotezalarning aksariyati amalda tasdiqlanmagan. Ma'lum bo'lishicha, yadro fizikasi o'rganilayotgan ob'ektlarning o'ta kichik o'lchamlari tufayli asosan nazariydir.

Albatta, ichida zamonaviy dunyo alyuminiy yadrosining zaryadini aniqlash, masalan (yoki boshqa har qanday element) 19-asrga qaraganda ancha oson va hatto Qadimgi Yunonistonda ham. Ammo bu sohada yangi kashfiyotlar qilish, olimlar ba'zida hayratlanarli xulosalarga kelishadi. Bir muammoning yechimini topishga urinib, fizika yangi muammolar va paradokslarga duch keladi.

Dastlab, Rezerford nazariyasi moddaning kimyoviy xossalari uning atomi yadrosining zaryadiga va natijada uning orbitalarida aylanayotgan elektronlar soniga bog'liqligini aytadi. Zamonaviy kimyo va fizika bu versiyani to'liq tasdiqlaydi. Molekulalarning tuzilishini o'rganish dastlab tomonidan qaytarilganiga qaramay eng oddiy model- yadro zaryadi 1 ga teng bo'lgan vodorod atomi, nazariya davriy jadvalning barcha elementlariga, shu jumladan so'nggi ming yillikning oxirida sun'iy ravishda olinganlarga to'liq mos keladi.

Qizig'i shundaki, Rezerford tadqiqotidan ancha oldin ingliz kimyogari, ma'lumoti bo'yicha doktor Uilyam Prout buni payqagan. solishtirma og'irlik turli moddalar bu vodorod indeksining ko'paytmasidir. Keyin u boshqa barcha elementlar oddiy darajada vodoroddan iborat, deb taklif qildi. Masalan, azot zarrasi 14 ta minimal zarracha, kislorod 16 ta va hokazo. Agar biz ushbu nazariyani global miqyosda zamonaviy talqinda ko'rib chiqsak, umuman olganda, bu to'g'ri.