Ang pangalang "atom" ay isinalin mula sa Greek bilang "indivisible". Lahat ng bagay sa paligid natin - mga solid, likido at hangin - ay binuo mula sa bilyun-bilyong mga particle na ito.
Ang hitsura ng bersyon tungkol sa atom
Ang mga atomo ay unang nakilala noong ika-5 siglo BC, nang iminungkahi ng pilosopong Griyego na si Democritus na ang bagay ay binubuo ng mga gumagalaw na maliliit na particle. Ngunit pagkatapos ay hindi posible na suriin ang bersyon ng kanilang pag-iral. At kahit na walang nakakakita sa mga particle na ito, ang ideya ay tinalakay, dahil ang tanging paraan na maipaliwanag ng mga siyentipiko ang mga prosesong nagaganap sa totoong mundo. Samakatuwid, naniniwala sila sa pagkakaroon ng microparticle bago pa nila mapatunayan ang katotohanang ito.
Sa ika-19 na siglo lamang. nagsimula silang suriin bilang pinakamaliit na mga sangkap ng mga elemento ng kemikal, na may mga tiyak na katangian ng mga atomo - ang kakayahang pumasok sa mga compound kasama ng iba sa isang mahigpit na inireseta na halaga. Sa simula ng ika-20 siglo, pinaniniwalaan na ang mga atomo ang pinakamaliit na particle ng materya, hanggang sa mapatunayang binubuo sila ng mas maliliit na unit.
Ano ang gawa sa kemikal na elemento?
Ang Atom ng isang kemikal na elemento ay isang microscopic building block ng matter. Ang molekular na bigat ng atom ay naging katangian ng pagtukoy ng microparticle na ito. Ang pagtuklas lamang ng periodic law ni Mendeleev ang nagpatunay na ang kanilang mga uri ay iba't ibang anyo ng isang bagay. Ang mga ito ay napakaliit na hindi sila makikita gamit ang mga ordinaryong mikroskopyo, tanging ang pinakamakapangyarihang mga elektronikong aparato. Kung ihahambing, ang buhok sa kamay ng tao ay isang milyong beses na mas lapad.
Ang elektronikong istraktura ng isang atom ay may nucleus, na binubuo ng mga neutron at proton, gayundin ng mga electron, na gumagawa ng mga rebolusyon sa paligid ng gitna sa patuloy na mga orbit, tulad ng mga planeta sa paligid ng kanilang mga bituin. Ang lahat ng mga ito ay pinagsasama-sama ng electromagnetic force, isa sa apat na pangunahing pwersa sa uniberso. Ang mga neutron ay mga particle na may neutral na singil, ang mga proton ay pinagkalooban ng positibong singil, at ang mga electron na may negatibong singil. Naaakit ang huli sa mga proton na may positibong charge, kaya malamang na manatili sila sa orbit.
Atom structure
Sa gitnang bahagi ay mayroong isang nucleus na pumupuno sa pinakamababang bahagi ng buong atom. Ngunit ipinakita ng mga pag-aaral na halos ang buong masa (99.9%) ay matatagpuan dito. Ang bawat atom ay naglalaman ng mga proton, neutron, electron. Ang bilang ng mga umiikot na electron sa loob nito ay katumbas ng positibong sentral na singil. Ang mga particle na may parehong nuclear charge Z, ngunit magkaibang atomic mass A at ang bilang ng mga neutron sa nucleus N ay tinatawag na isotopes, at may parehong A at magkaibang Z at N ay tinatawag na isobars. Ang electron ay ang pinakamaliit na particle ng matter na may negatibosingil ng kuryente e=1.6 10-19 coulomb. Tinutukoy ng singil ng isang ion ang bilang ng mga electron na nawala o nakuha. Ang proseso ng metamorphosis ng neutral atom sa isang charged ion ay tinatawag na ionization.
Bagong bersyon ng atom model
Natuklasan ng mga physicist ang maraming iba pang elementarya na particle hanggang sa kasalukuyan. Ang elektronikong istraktura ng atom ay may bagong bersyon.
Pinaniniwalaan na ang mga proton at neutron, gaano man kaliit ang mga ito, ay binubuo ng pinakamaliit na particle na tinatawag na quark. Sila ay bumubuo ng isang bagong modelo para sa pagtatayo ng atom. Tulad ng dati nang kinokolekta ng mga siyentipiko ang ebidensya para sa pagkakaroon ng nakaraang modelo, ngayon ay sinusubukan nilang patunayan ang pagkakaroon ng mga quark.
Ang RTM ay ang device ng hinaharap
Nakikita ng mga modernong siyentipiko ang mga atomic na particle ng isang substance sa isang monitor ng computer, gayundin ang paglipat ng mga ito sa ibabaw gamit ang isang espesyal na tool na tinatawag na scanning tunneling microscope (RTM).
Ito ay isang computerized na tool na may tip na napakadahan-dahang gumagalaw malapit sa ibabaw ng materyal. Habang gumagalaw ang tip, gumagalaw ang mga electron sa pagitan ng dulo at ibabaw. Kahit na ang materyal ay mukhang perpektong makinis, ito ay talagang hindi pantay sa atomic na antas. Gumagawa ang computer ng mapa ng ibabaw ng bagay, na lumilikha ng imahe ng mga particle nito, at sa gayon ay makikita ng mga siyentipiko ang mga katangian ng atom.
Radioactive particle
Negatively charged ions ay umiikot sa paligid ng nucleus sa isang sapat na malaking distansya. Ang istraktura ng isang atom ay tulad na ito ay buoay tunay na neutral at walang electrical charge dahil ang lahat ng particle nito (protons, neutrons, electron) ay nasa balanse.
Ang radioactive atom ay isang elementong madaling hatiin. Ang sentro nito ay binubuo ng maraming proton at neutron. Ang tanging pagbubukod ay ang diagram ng hydrogen atom, na may isang solong proton. Ang nucleus ay napapalibutan ng isang ulap ng mga electron, ito ang kanilang atraksyon na nagpapaikot sa kanila sa gitna. Ang mga proton na may parehong singil ay nagtataboy sa isa't isa.
Hindi ito problema para sa karamihan ng maliliit na particle na may ilan sa kanila. Ngunit ang ilan sa kanila ay hindi matatag, lalo na ang malalaking tulad ng uranium, na mayroong 92 proton. Minsan ang kanyang sentro ay hindi makatiis ng gayong pagkarga. Tinatawag silang radioactive dahil naglalabas sila ng ilang mga particle mula sa kanilang core. Matapos maalis ng hindi matatag na nucleus ang mga proton, ang natitirang mga proton ay bumubuo ng isang bagong anak na babae. Maaari itong maging matatag depende sa bilang ng mga proton sa bagong nucleus, o maaari itong hatiin pa. Magpapatuloy ang prosesong ito hanggang sa mananatili ang isang stable na child core.
Mga katangian ng mga atom
Ang mga katangiang pisikal at kemikal ng isang atom ay natural na nagbabago mula sa isang elemento patungo sa isa pa. Ang mga ito ay tinutukoy ng mga sumusunod na pangunahing parameter.
Atomic mass. Dahil ang pangunahing lugar ng microparticle ay inookupahan ng mga proton at neutron, tinutukoy ng kanilang kabuuan ang bilang, na ipinahayag sa atomic mass units (amu) Formula: A=Z + N.
Atomic radius. Ang radius ay nakasalalay sa lokasyon ng elemento sa sistema ng Mendeleev, kemikalmga bono, bilang ng mga kalapit na atomo at quantum mechanical action. Ang radius ng core ay isang daang libong beses na mas maliit kaysa sa radius ng elemento mismo. Ang istraktura ng isang atom ay maaaring mawalan ng mga electron at maging isang positibong ion, o magdagdag ng mga electron at maging isang negatibong ion.
Sa periodic system ng Mendeleev, anumang elemento ng kemikal ang pumapalit sa nakatalagang lugar nito. Sa talahanayan, ang laki ng isang atom ay tumataas habang lumilipat ka mula sa itaas hanggang sa ibaba at bumababa habang lumilipat ka mula kaliwa pakanan. Mula rito, ang pinakamaliit na elemento ay helium at ang pinakamalaki ay cesium.
Valency. Ang panlabas na electron shell ng isang atom ay tinatawag na valence shell, at ang mga electron sa loob nito ay nakatanggap ng kaukulang pangalan - valence electron. Tinutukoy ng kanilang numero kung paano konektado ang isang atom sa iba sa pamamagitan ng isang kemikal na bono. Sa paraan ng paggawa ng huling microparticle, sinusubukan nilang punan ang kanilang mga panlabas na valence shell.
Gravity, ang atraksyon ay ang puwersang nagpapanatili sa mga planeta sa orbit, dahil dito ang mga bagay na binitawan mula sa mga kamay ay nahuhulog sa sahig. Mas napapansin ng isang tao ang gravity, ngunit ang electromagnetic action ay maraming beses na mas malakas. Ang puwersa na umaakit (o nagtataboy) ng mga sisingilin na particle sa isang atom ay 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 beses na mas malakas kaysa sa gravity na nasa loob nito. Ngunit may mas malakas na puwersa sa gitna ng nucleus na maaaring pagsamahin ang mga proton at neutron.
Ang mga reaksyon sa nuclei ay lumilikha ng enerhiya tulad ng sa mga nuclear reactor kung saan nahati ang mga atom. Kung mas mabigat ang elemento, mas maraming mga particle ang nabuo mula sa mga atomo nito. Kung susumahin natin ang kabuuang bilang ng mga proton at neutron sa isang elemento, malalaman natin itomisa. Halimbawa, ang Uranium, ang pinakamabigat na elementong matatagpuan sa kalikasan, ay may atomic mass na 235 o 238.
Paghahati ng atom sa mga antas
Ang mga antas ng enerhiya ng isang atom ay ang laki ng espasyo sa paligid ng nucleus, kung saan ang electron ay gumagalaw. Mayroong 7 orbital sa kabuuan, na tumutugma sa bilang ng mga yugto sa periodic table. Kung mas malayo ang lokasyon ng electron mula sa nucleus, mas makabuluhang reserba ng enerhiya ang mayroon ito. Ang numero ng panahon ay nagpapahiwatig ng bilang ng mga atomic orbital sa paligid ng nucleus nito. Halimbawa, ang Potassium ay isang elemento ng ika-4 na yugto, na nangangahulugan na mayroon itong 4 na antas ng enerhiya ng atom. Ang bilang ng isang elemento ng kemikal ay tumutugma sa singil nito at ang bilang ng mga electron sa paligid ng nucleus.
Ang atom ay pinagmumulan ng enerhiya
Marahil ang pinakasikat na pormula ng siyensya ay natuklasan ng German physicist na si Einstein. Sinasabi niya na ang masa ay walang iba kundi isang anyo ng enerhiya. Batay sa teoryang ito, posibleng gawing enerhiya ang bagay at kalkulahin sa pamamagitan ng pormula kung gaano karami ang makukuha nito. Ang unang praktikal na resulta ng pagbabagong ito ay mga bombang atomika, na unang sinubukan sa disyerto ng Los Alamos (USA), at pagkatapos ay sumabog sa mga lungsod ng Japan. At bagama't isang ikapitong bahagi lamang ng paputok ang naging enerhiya, ang mapanirang kapangyarihan ng atomic bomb ay kakila-kilabot.
Upang mailabas ng core ang enerhiya nito, dapat itong bumagsak. Upang hatiin ito, kinakailangan na kumilos sa isang neutron mula sa labas. Pagkatapos ang nucleus ay nahahati sa dalawa, mas magaan, habang nagbibigay ng malaking pagpapalabas ng enerhiya. Ang pagkabulok ay humahantong sa pagpapalabas ng iba pang mga neutron,at patuloy silang naghahati ng iba pang nuclei. Ang proseso ay nagiging chain reaction, na nagreresulta sa malaking halaga ng enerhiya.
Mga kalamangan at kahinaan ng paggamit ng nuclear reaction sa ating panahon
Mapangwasak na puwersa, na inilalabas sa panahon ng pagbabagong-anyo ng bagay, sinusubukan ng sangkatauhan na paamuhin ang mga nuclear power plant. Dito, ang reaksyong nuklear ay hindi nagaganap sa anyo ng isang pagsabog, ngunit bilang isang unti-unting pagpapalabas ng init.
Ang produksyon ng atomic energy ay may mga kalamangan at kahinaan. Ayon sa mga siyentipiko, upang mapanatili ang ating sibilisasyon sa isang mataas na antas, kinakailangan na gamitin ang malaking mapagkukunan ng enerhiya na ito. Ngunit dapat ding isaalang-alang na kahit na ang pinaka-modernong mga pag-unlad ay hindi magagarantiyahan ang kumpletong kaligtasan ng mga nuclear power plant. Bilang karagdagan, ang mga radioactive na basura na nalilikha sa panahon ng paggawa ng enerhiya, kung hindi maayos na naiimbak, ay maaaring makaapekto sa ating mga inapo sa loob ng sampu-sampung libong taon.
Pagkatapos ng aksidente sa Chernobyl nuclear power plant, parami nang parami ang nagtuturing na ang produksyon ng nuclear energy ay lubhang mapanganib para sa sangkatauhan. Ang tanging ligtas na planta ng kuryente sa ganitong uri ay ang Araw na may malaking enerhiyang nuklear. Ang mga siyentipiko ay gumagawa ng lahat ng uri ng mga modelo ng solar cell, at marahil sa malapit na hinaharap, ang sangkatauhan ay makakapagbigay sa sarili ng ligtas na atomic energy.
