Sa mahabang panahon maraming mga katangian ng bagay ang nanatiling lihim para sa mga mananaliksik. Bakit ang ilang mga sangkap ay nagsasagawa ng kuryente nang maayos, habang ang iba ay hindi? Bakit unti-unting nasisira ang bakal sa ilalim ng impluwensya ng atmospera, habang ang mga marangal na metal ay perpektong napreserba sa libu-libong taon? Marami sa mga tanong na ito ang nasagot pagkatapos malaman ng isang tao ang istraktura ng atom: ang istraktura nito, ang bilang ng mga electron sa bawat layer ng elektron. Bukod dito, ang pag-master ng kahit na ang pinaka-basic ng istraktura ng atomic nuclei ay nagbukas ng bagong panahon para sa mundo.
Mula sa anong mga elemento binuo ang elementarya na brick of matter, paano sila nakikipag-ugnayan sa isa't isa, ano ang matututuhan natin dito?
Ang istruktura ng atom sa pananaw ng modernong agham
Sa kasalukuyan, karamihan sa mga siyentipiko ay may posibilidad na sumunod sa planetaryong modelo ng istruktura ng bagay. Ayon sa modelong ito, sa gitna ng bawat atom ay may isang nucleus, maliit kahit na kung ihahambing sa atom (ito ay sampu-sampung libong beses na mas maliit kaysa sa kabuuan.atom). Ngunit ang parehong ay hindi masasabi tungkol sa masa ng nucleus. Halos lahat ng masa ng isang atom ay puro sa nucleus. Positibong naka-charge ang nucleus.
Ang mga electron ay umiikot sa paligid ng nucleus sa iba't ibang orbit, hindi pabilog, gaya ng kaso sa mga planeta ng solar system, ngunit tatlong-dimensional (mga sphere at volume na walo). Ang bilang ng mga electron sa isang atom ay katumbas ng numero sa singil ng nucleus. Ngunit napakahirap isaalang-alang ang isang electron bilang isang particle na gumagalaw sa ilang uri ng trajectory.
Ang orbit nito ay maliit, at ang bilis ay halos katulad ng sa isang light beam, kaya mas tamang isaalang-alang ang electron kasama ng orbit nito bilang isang uri ng negative charged sphere.
Mga miyembro ng nuclear family
Lahat ng atoms ay binubuo ng 3 constituent elements: protons, electron at neutrons.
AngProton ay ang pangunahing materyales sa pagbuo ng nucleus. Ang bigat nito ay katumbas ng isang atomic unit (ang masa ng isang hydrogen atom) o 1.67 ∙ 10-27 kg sa SI system. Ang particle ay positibong na-charge, at ang singil nito ay kinukuha bilang isang yunit sa sistema ng elementarya na mga singil sa kuryente.
Ang neutron ay ang mass twin ng proton, ngunit hindi sinisingil sa anumang paraan.
Ang dalawang particle sa itaas ay tinatawag na nuclides.
Ang isang electron ay ang kabaligtaran ng isang proton na namamahala (ang elementarya ay −1). Ngunit sa timbang, pinababa tayo ng electron, ang masa nito ay 9, 12 ∙ 10-31 kg, na halos 2 libong beses na mas magaan kaysa sa isang proton o neutron.
Paano ito "nakita"
Paano mo makikita ang istruktura ng atom, kung kahit na ang pinakamodernong teknikal na paraan ay hindi pinapayaganat sa maikling panahon ay hindi papayag na makakuha ng mga larawan ng mga bumubuong particle nito. Paano nalaman ng mga siyentipiko ang bilang ng mga proton, neutron at electron sa nucleus at ang kanilang lokasyon?
Ang pagpapalagay tungkol sa planetaryong istraktura ng mga atom ay ginawa batay sa mga resulta ng pambobomba ng isang manipis na metal foil na may iba't ibang mga particle. Malinaw na ipinapakita ng figure kung paano nakikipag-ugnayan ang iba't ibang elementarya sa materya.
Ang bilang ng mga electron na dumaan sa metal sa mga eksperimento ay katumbas ng zero. Ito ay ipinaliwanag nang simple: ang mga electron na may negatibong charge ay tinataboy mula sa mga electron shell ng metal, na mayroon ding negatibong singil.
Ang sinag ng mga proton (charge +) ay dumaan sa foil, ngunit may "pagkalugi". Ang ilan ay naitaboy ng nuclei na humarang (napakaliit ng posibilidad na magkaroon ng ganitong mga hit), ang ilan ay lumihis mula sa orihinal na tilapon, lumilipad nang napakalapit sa isa sa mga nuclei.
Ang Neutrons ang naging pinaka "epektibo" sa mga tuntunin ng pagtagumpayan ng metal. Ang isang neutral na sisingilin na particle ay nawala lamang sa kaso ng isang direktang banggaan sa core ng substance, habang 99.99% ng mga neutron ay matagumpay na dumaan sa kapal ng metal. Sa pamamagitan ng paraan, posibleng kalkulahin ang laki ng nuclei ng ilang mga elemento ng kemikal batay sa bilang ng mga neutron sa input at output.
Batay sa data na nakuha, ang kasalukuyang nangingibabaw na teorya ng istruktura ng bagay ay binuo, na matagumpay na nagpapaliwanag sa karamihan ng mga isyu.
Ano at magkano
Ang bilang ng mga electron sa isang atom ay nakadepende sa atomic number. Halimbawa, mayroon ang isang ordinaryong hydrogen atomisang proton lang. Ang isang elektron ay umiikot sa isang orbit. Ang susunod na elemento ng periodic table, helium, ay medyo mas kumplikado. Ang nucleus nito ay binubuo ng dalawang proton at dalawang neutron at sa gayon ay may atomic mass na 4.
Sa paglaki ng serial number, lumalaki ang laki at masa ng atom. Ang serial number ng isang elemento ng kemikal sa periodic table ay tumutugma sa singil ng nucleus (ang bilang ng mga proton sa loob nito). Ang bilang ng mga electron sa isang atom ay katumbas ng bilang ng mga proton. Halimbawa, ang lead atom (atomic number 82) ay may 82 proton sa nucleus nito. Mayroong 82 electron sa orbit sa paligid ng nucleus. Upang kalkulahin ang bilang ng mga neutron sa isang nucleus, sapat na upang ibawas ang bilang ng mga proton mula sa atomic mass:
207 – 82=125.
Bakit palaging may pantay na numero
Bawat sistema sa ating uniberso ay nagsusumikap para sa katatagan. Bilang inilapat sa atom, ito ay ipinahayag sa neutralidad nito. Kung sa isang segundo ay akala natin na ang lahat ng mga atom na walang pagbubukod sa Uniberso ay may isa o isa pang singil ng iba't ibang magnitude na may iba't ibang mga palatandaan, maiisip kung anong uri ng kaguluhan ang darating sa mundo.
Ngunit dahil ang bilang ng mga proton at electron sa isang atom ay pantay, ang kabuuang singil ng bawat "brick" ay zero.
Ang bilang ng mga neutron sa isang atom ay isang malayang halaga. Bukod dito, ang mga atomo ng parehong elemento ng kemikal ay maaaring magkaroon ng ibang bilang ng mga particle na ito na may zero charge. Halimbawa:
- 1 proton + 1 electron + 0 neutrons=hydrogen (atomic mass 1);
- 1 proton + 1 electron + 1 neutron=deuterium (atomic mass 2);
- 1 proton + 1 electron + 2neutron=tritium (atomic mass 3).
Sa kasong ito, ang bilang ng mga electron sa atom ay hindi nagbabago, ang atom ay nananatiling neutral, ang masa nito ay nagbabago. Ang ganitong mga pagkakaiba-iba ng mga elemento ng kemikal ay tinatawag na isotopes.
Ang atom ba ay palaging neutral
Hindi, ang bilang ng mga electron sa isang atom ay hindi palaging katumbas ng bilang ng mga proton. Kung ang isang elektron o dalawa ay hindi maaaring "maalis" mula sa isang atom para sa isang sandali, walang ganoong bagay bilang galvanization. Ang isang atom, tulad ng anumang bagay, ay maaaring maimpluwensyahan.
Sa ilalim ng impluwensya ng isang sapat na malakas na electric field mula sa panlabas na layer ng atom, ang isa o higit pang mga electron ay maaaring "lumipad palayo". Sa kasong ito, ang particle ng substance ay huminto sa pagiging neutral at tinatawag na isang ion. Maaari itong lumipat sa isang gas o likidong daluyan, na naglilipat ng singil sa kuryente mula sa isang elektrod patungo sa isa pa. Sa ganitong paraan, may naka-imbak na electric charge sa mga baterya, at ang pinakamanipis na pelikula ng ilang metal ay inilalapat sa ibabaw ng iba (gold plating, silver plating, chromium plating, nickel plating, atbp.).
Ang bilang ng mga electron ay hindi rin matatag sa mga metal - mga conductor ng electric current. Ang mga electron ng mga panlabas na layer, kumbaga, ay naglalakad mula sa atom patungo sa atom, na naglilipat ng elektrikal na enerhiya sa pamamagitan ng konduktor.
