"Atom" adı Yunancadan "bölünemez" olarak çevrilir. Çevremizdeki her şey - katılar, sıvılar ve hava - bu parçacıklardan milyarlarca oluşur.
Atomla ilgili versiyonun görünümü
Atomlar ilk olarak MÖ 5. yüzyılda Yunan filozof Demokritos'un maddenin hareket eden küçük parçacıklardan oluştuğunu öne sürdüğü zaman bilinmeye başlandı. Ama sonra varlıklarının versiyonunu kontrol etmek mümkün değildi. Ve hiç kimse bu parçacıkları göremese de fikir tartışıldı, çünkü bilim adamlarının gerçek dünyada meydana gelen süreçleri açıklamanın tek yolu buydu. Bu nedenle, bu gerçeği kanıtlayamadan çok önce mikropartiküllerin varlığına inandılar.
Yalnızca 19. yüzyılda. atomların spesifik özelliklerine sahip kimyasal elementlerin en küçük bileşenleri olarak analiz edilmeye başlandılar - kesinlikle öngörülen miktarda başkalarıyla bileşiklere girme yeteneği. 20. yüzyılın başlarında, atomların daha da küçük birimlerden oluştuğu kanıtlanana kadar maddenin en küçük parçacıkları olduğuna inanılıyordu.
Kimyasal bir element neyden yapılmıştır?
Kimyasal bir elementin atomu, maddenin mikroskobik yapı taşıdır. Atomun moleküler ağırlığı, bu mikroparçacığın tanımlayıcı özelliği haline geldi. Sadece Mendeleev'in periyodik yasasının keşfi, türlerinin tek bir maddenin çeşitli biçimleri olduğunu doğruladı. O kadar küçüktürler ki sıradan mikroskoplarla görülemezler, sadece en güçlü elektronik cihazlarla görülebilirler. Karşılaştırıldığında, bir insan elindeki saç bir milyon kat daha geniştir.
Bir atomun elektronik yapısı, yıldızlarının etrafındaki gezegenler gibi sabit yörüngelerde merkez etrafında dönüşler yapan elektronların yanı sıra nötron ve protonlardan oluşan bir çekirdeğe sahiptir. Hepsi, evrendeki dört ana kuvvetten biri olan elektromanyetik kuvvet tarafından bir arada tutulur. Nötronlar nötr yüklü parçacıklardır, protonlar pozitif yüklüdür ve elektronlar negatif yüklüdür. İkincisi, pozitif yüklü protonlara çekilir, bu nedenle yörüngede kalma eğilimindedirler.
Atom yapısı
Orta kısımda tüm atomun minimum kısmını dolduran bir çekirdek var. Ancak araştırmalar, neredeyse tüm kütlenin (% 99.9) içinde bulunduğunu gösteriyor. Her atom proton, nötron, elektron içerir. İçindeki dönen elektronların sayısı, pozitif merkezi yüke eşittir. Z nükleer yükü aynı, ancak atom kütlesi A ve çekirdek N'deki nötron sayısı farklı olan parçacıklara izotop, aynı A ve farklı Z ve N'ye sahip parçacıklara izobar denir. Elektron, maddenin negatif olan en küçük parçacığıdır.elektrik yükü e=1,6 10-19 coulomb. Bir iyonun yükü, kaybedilen veya kazanılan elektronların sayısını belirler. Nötr bir atomun yüklü bir iyona dönüşme sürecine iyonizasyon denir.
Atom modelinin yeni versiyonu
Fizikçiler bugüne kadar birçok başka temel parçacık keşfettiler. Atomun elektronik yapısının yeni bir versiyonu var.
Proton ve nötronların, ne kadar küçük olurlarsa olsunlar, kuark adı verilen en küçük parçacıklardan oluştuğuna inanılır. Atomun inşası için yeni bir model oluştururlar. Bilim adamları bir önceki modelin varlığına dair kanıt toplarken, bugün kuarkların varlığını kanıtlamaya çalışıyorlar.
RTM geleceğin cihazıdır
Modern bilim adamları, bir maddenin atomik parçacıklarını bilgisayar monitöründe görebilir ve taramalı tünelleme mikroskobu (RTM) adı verilen özel bir araç kullanarak bunları yüzey üzerinde hareket ettirebilirler.
Bu, malzemenin yüzeyine çok yakın hareket eden bir ucu olan bilgisayarlı bir araçtır. Uç hareket ettikçe, elektronlar uç ile yüzey arasındaki boşluktan geçer. Malzeme mükemmel bir şekilde pürüzsüz görünse de, aslında atom seviyesinde düzensizdir. Bilgisayar, maddenin yüzeyinin bir haritasını çıkararak parçacıklarının bir görüntüsünü oluşturur ve böylece bilim adamları atomun özelliklerini görebilirler.
Radyoaktif parçacıklar
Negatif yüklü iyonlar, çekirdeğin etrafında yeterince büyük bir mesafede daire çizer. Bir atomun yapısı öyle bir bütündür kigerçekten nötrdür ve tüm parçacıkları (protonlar, nötronlar, elektronlar) dengede olduğu için elektrik yükü yoktur.
Radyoaktif atom, kolayca bölünebilen bir elementtir. Merkezi birçok proton ve nötrondan oluşur. Tek istisna, tek bir protona sahip olan hidrojen atomunun diyagramıdır. Çekirdek bir elektron bulutu ile çevrilidir, onları merkez etrafında döndürmelerini sağlayan çekimleridir. Aynı yüke sahip protonlar birbirini iter.
Birkaç tanesine sahip olan çoğu küçük parçacık için bu bir sorun değildir. Ancak bazıları kararsızdır, özellikle 92 protonu olan uranyum gibi büyük olanlar. Bazen merkezi böyle bir yüke dayanamaz. Çekirdeklerinden birkaç parçacık yaydıkları için radyoaktif olarak adlandırılırlar. Kararsız çekirdek protonlardan kurtulduktan sonra, kalan protonlar yeni bir kız çocuğu oluşturur. Yeni çekirdekteki proton sayısına bağlı olarak kararlı olabilir veya daha fazla bölünebilir. Bu süreç, kararlı bir alt çekirdek kalana kadar devam eder.
Atomların özellikleri
Bir atomun fiziksel ve kimyasal özellikleri doğal olarak bir elementten diğerine değişir. Aşağıdaki ana parametrelerle tanımlanırlar.
Atomik kütle. Mikropartiküllerin ana yeri protonlar ve nötronlar tarafından işgal edildiğinden, toplamları atomik kütle birimleri (amu) olarak ifade edilen sayıyı belirler. Formül: A=Z + N.
Atom yarıçapı. Yarıçap, Mendeleev sistemindeki elementin konumuna bağlıdır, kimyasalbağlar, komşu atomların sayısı ve kuantum mekaniksel etki. Çekirdeğin yarıçapı, elemanın yarıçapından yüz bin kat daha küçüktür. Bir atomun yapısı elektron kaybedip pozitif iyon haline gelebilir veya elektron ekleyip negatif iyon haline gelebilir.
Mendeleev'in periyodik sisteminde, herhangi bir kimyasal element kendisine atanan yerini alır. Tabloda, bir atomun boyutu yukarıdan aşağıya doğru gidildikçe artar ve soldan sağa gidildikçe küçülür. Bundan en küçük element helyum ve en büyüğü sezyumdur.
Değer. Bir atomun dış elektron kabuğuna değerlik kabuğu denir ve içindeki elektronlar karşılık gelen adı - değerlik elektronlarını almıştır. Sayıları, bir atomun kimyasal bir bağ aracılığıyla diğerlerine nasıl bağlandığını belirler. Son mikroparçacığı oluşturma yöntemiyle dış değerlik kabuklarını doldurmaya çalışırlar.
Yerçekimi, çekim, gezegenleri yörüngede tutan kuvvettir, çünkü ellerden çıkan nesneler yere düşer. Bir kişi yerçekimini daha fazla fark eder, ancak elektromanyetik etki birçok kez daha güçlüdür. Bir atomdaki yüklü parçacıkları çeken (veya iten) kuvvet, atomdaki yerçekiminden 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 kat daha güçlüdür. Ancak çekirdeğin merkezinde protonları ve nötronları bir arada tutabilen daha da güçlü bir kuvvet vardır.
Çekirdeklerdeki reaksiyonlar, atomların bölündüğü nükleer reaktörlerde olduğu gibi enerji yaratır. Element ne kadar ağırsa, atomları o kadar fazla parçacıktan oluşur. Bir elementteki toplam proton ve nötron sayısını toplarsak, onu buluruz.kitle. Örneğin, doğada bulunan en ağır element olan Uranyum'un atom kütlesi 235 veya 238'dir.
Bir atomu seviyelere bölme
Bir atomun enerji seviyeleri, elektronun hareket halinde olduğu çekirdeğin etrafındaki boşluğun boyutudur. Periyodik tablodaki periyot sayısına karşılık gelen toplam 7 yörünge vardır. Elektronun çekirdekten uzaklığı ne kadar uzaksa, sahip olduğu enerji rezervi o kadar fazladır. Periyot numarası, çekirdeğinin etrafındaki atomik orbitallerin sayısını gösterir. Örneğin, Potasyum 4. periyodun bir elementidir, yani atomun 4 enerji seviyesine sahiptir. Bir kimyasal elementin sayısı, yüküne ve çekirdeğin etrafındaki elektron sayısına karşılık gelir.
Atom bir enerji kaynağıdır
Muhtemelen en ünlü bilimsel formül Alman fizikçi Einstein tarafından keşfedilmiştir. Kütlenin bir enerji biçiminden başka bir şey olmadığını iddia ediyor. Bu teoriye dayanarak maddeyi enerjiye dönüştürmek ve ne kadarının elde edilebileceğini formülle hesaplamak mümkündür. Bu dönüşümün ilk pratik sonucu, önce Los Alamos çölünde (ABD) denenen, ardından Japon şehirlerinin üzerinde patlayan atom bombaları oldu. Ve patlayıcının sadece yedide biri enerjiye dönüşmesine rağmen, atom bombasının yıkıcı gücü korkunçtu.
Çekirdeğin enerjisini salması için çökmesi gerekir. Bölmek için dışarıdan bir nötron ile hareket etmek gerekir. Daha sonra çekirdek, büyük bir enerji salınımı sağlarken diğer iki daha hafif olana ayrılır. Çürüme, diğer nötronların salınmasına yol açar,ve diğer çekirdekleri bölmeye devam ederler. Süreç, büyük miktarda enerjiyle sonuçlanan bir zincirleme reaksiyona dönüşür.
Günümüzde nükleer reaksiyon kullanmanın artıları ve eksileri
Maddenin dönüşümü sırasında açığa çıkan yıkıcı gücü, insanlık nükleer santrallerde evcilleştirmeye çalışıyor. Burada nükleer reaksiyon bir patlama şeklinde değil, kademeli bir ısı salınımı olarak gerçekleşir.
Atom enerjisi üretiminin artıları ve eksileri vardır. Bilim adamlarına göre medeniyetimizi üst düzeyde tutabilmek için bu devasa enerji kaynağını kullanmak gerekiyor. Ancak en modern gelişmelerin bile nükleer santrallerin tam güvenliğini garanti edemeyeceği de dikkate alınmalıdır. Ayrıca, enerji üretimi sırasında ortaya çıkan radyoaktif atıklar, yanlış depolanırsa on binlerce yıl torunlarımızı etkileyebilir.
Çernobil nükleer santralindeki kazadan sonra, giderek daha fazla insan nükleer enerji üretiminin insanlık için çok tehlikeli olduğunu düşünüyor. Bu türdeki tek güvenli santral, devasa nükleer enerjisiyle Güneş'tir. Bilim adamları her türlü güneş pili modelini geliştiriyorlar ve belki de yakın gelecekte insanlık kendisine güvenli atom enerjisi sağlayabilecek.
