Tüm maddeler elementlerden oluşur. Ama neden etrafımızdaki her şey bu kadar farklı? Cevabın küçük parçacıklarla ilgisi var. Bunlara proton denir. Negatif yüke sahip elektronların aksine, bu temel parçacıklar pozitif yüke sahiptir. Bu parçacıklar nelerdir ve nasıl çalışırlar?
Protonlar her yerde
Hangi temel parçacık pozitif yüke sahiptir? Dokunabilen, görülebilen ve hissedilebilen her şey, katıları, sıvıları ve gazları oluşturan en küçük yapı taşları olan atomlardan oluşur. Yakından bakmak için çok küçükler ama bilgisayarınız, içtiğiniz su ve hatta soluduğunuz hava gibi şeyleri oluşturuyorlar. Oksijen, azot ve demir dahil olmak üzere birçok atom türü vardır. Bu türlerin her birine element denir.
Bazıları gazdır (oksijen). Nikel elementi gümüş rengindedir. başkaları varbu küçük parçacıkları birbirinden ayıran özellikler. Bu unsurları gerçekte farklı kılan nedir? Cevap basit: atomlarının farklı sayıda protonu var. Bu temel parçacık pozitif bir yüke sahiptir ve atomun merkezinin içinde bulunur.
Bütün atomlar benzersizdir
Atomlar birbirine çok benzer, ancak farklı proton sayıları onları benzersiz bir element türü yapar. Örneğin oksijen atomlarında 8, hidrojen atomlarında sadece 1 ve altın atomlarında 79 proton vardır. Bir atom hakkında sadece protonlarını sayarak çok şey söyleyebilirsiniz. Bu temel parçacıklar çekirdeğin kendisinde bulunur. Başlangıçta temel bir parçacık olduğu düşünülse de, son araştırmalar protonların kuark adı verilen daha küçük bileşenlerden oluştuğunu göstermiştir.
Proton nedir?
Hangi temel parçacık pozitif yüke sahiptir? Bu bir proton. Bu, her atomun çekirdeğinde bulunan atom altı parçacığın adıdır. Aslında, her atomdaki proton sayısı atom numarasıdır. Yakın zamana kadar, temel bir parçacık olarak kabul edildi. Ancak yeni teknolojiler, protonun kuark adı verilen daha küçük parçacıklardan oluştuğunun keşfedilmesine yol açtı. Kuark, maddenin yeni keşfedilen temel bir parçacığıdır.
Protonlar nereden geliyor?
Pozitif yüklü bir temel parçacık,proton denir. Bu elementler, kararsız nötronların ortaya çıkması sonucu oluşabilir. Yaklaşık 900 saniye sonra, çekirdekten sıçrayan nötron atomun diğer temel parçacıklarına bozunacak: bir proton, bir elektron ve bir antinötrino.
Nötronun aksine, serbest proton kararlıdır. Serbest protonlar birbirleriyle etkileştiğinde hidrojen molekülleri oluştururlar. Güneşimiz, evrendeki diğer birçok yıldız gibi, çoğunlukla hidrojendir. Proton, yükü +1 olan en küçük temel parçacıktır. Bir elektronun yükü -1 iken, bir nötronun hiç yükü yoktur.
Atom altı parçacıklar: konum ve yük
Elementler, atom altı temel parçacıklardan oluşan atomik yapıları ile karakterize edilir: protonlar, nötronlar ve elektronlar. İlk iki grup atomun çekirdeğinde (merkezde) bulunur ve bir atom kütlesi kütlesine sahiptir. Elektronlar çekirdeğin dışında, "kabuk" adı verilen bölgelerde bulunur. Neredeyse hiçbir şey ağırlığında değiller. Atom kütlesi hesaplanırken sadece proton ve nötronlara dikkat edilir. Bir atomun kütlesi onların toplamıdır.
Bir moleküldeki tüm atomların atom kütlesini toplayarak, atomik kütle birimleri (d alton olarak adlandırılır) olarak ifade edilen moleküler kütle tahmin edilebilir. Ağır parçacıkların (nötron, proton) her biri bir atom kütlesi ağırlığındadır, bu nedenle helyum atomu (He)iki protonu, iki nötronu ve iki elektronu vardır, yaklaşık dört atomik kütle birimi (iki proton artı iki nötron) ağırlığındadır. Konum ve kütleye ek olarak, her atom altı parçacığın "yük" adı verilen bir özelliği vardır. "Olumlu" veya "olumsuz" olabilir.
Aynı yüke sahip öğeler birbirini yansıtma eğilimindeyken, zıt yüklü nesneler birbirini çekme eğilimindedir. Hangi temel parçacık pozitif yüke sahiptir? Bu bir proton. Nötronların hiçbir yükü yoktur, bu da çekirdeğe genel bir pozitif yük verir. Her elektron, bir protonun pozitif yüküne eşit güçte bir negatif yüke sahiptir. Çekirdeğin elektronları ve protonları birbirine çekilir ve bu, Ay'ı Dünya çevresinde yörüngede tutan yerçekimi kuvvetine benzer şekilde atomu bir arada tutan kuvvettir.
Kararlı atom altı parçacık
Hangi temel parçacık pozitif yüke sahiptir? Cevap biliniyor: proton. Ek olarak, elektronun birim yüküne büyüklük olarak eşittir. Bununla birlikte, durgun kütlesi 1.67262 × 10-27 kg'dır, bu da bir elektronun kütlesinin 1836 katıdır. Protonlar, nötron adı verilen elektriksel olarak nötr parçacıklarla birlikte hidrojen hariç tüm atom çekirdeklerini oluşturur. Belirli bir kimyasal elementin her çekirdeği aynı sayıda protona sahiptir. Bu elementin atom numarası onun periyodik tablodaki konumunu belirler.
Protonun keşfi
Pozitif yüklü bir temel parçacık, keşfi atomik yapıyla ilgili en eski çalışmalara dayanan protondur. Elektronların çıkarıldığı iyonize gaz halindeki atomların ve moleküllerin akışlarını incelerken, kütle olarak bir hidrojen atomuna eşit olan pozitif bir parçacık belirlendi. Ernest Rutherford (1919), nitrojenin alfa parçacıkları ile bombardıman edildiğinde hidrojen gibi görünen bir şey yaydığını gösterdi. 1920'de hidrojen çekirdeğinden temel bir parçacığı izole ederek ona proton adını verdi.
20. yüzyılın sonundaki yüksek enerjili parçacık fiziği araştırması, bir grup atom altı parçacık içindeki protonun doğasının yapısal olarak anlaşılmasını geliştirdi. Protonların ve nötronların daha küçük parçacıklardan oluştuğu ve baryonlar olarak sınıflandırıldığı gösterilmiştir - kuarklar olarak bilinen üç temel madde biriminden oluşan parçacıklar.
Atom altı parçacık: büyük bir birleşik teoriye doğru
Atom, belirli bir element olan küçük bir madde parçasıdır. Bir süre onun var olabilecek en küçük madde parçası olduğuna inanılıyordu. Ancak 19. yüzyılın sonlarında ve 20. yüzyılın başlarında bilim adamları, atomların belirli atom altı parçacıklardan oluştuğunu ve hangi element olursa olsun aynı atom altı parçacıkların bir atom oluşturduğunu keşfettiler. Değişen tek şey farklı atom altı parçacıkların sayısıdır.
Bilim adamları artık birçok atom altı parçacık olduğunu kabul ediyor. Ancak kimyada başarılı olmak için gerçekten sadece üç ana şeyle uğraşmanız gerekir: protonlar, nötronlar ve elektronlar. Madde, iki yoldan biriyle elektriksel olarak yüklenebilir: pozitif veya negatif.
Pozitif yüklü temel parçacık nedir? Cevap basit: bir proton, bir birim pozitif yük taşıyan kişidir. Ve negatif yüklü elektronların varlığından dolayı atomun kendisi nötrdür. Bazen bazı atomlar elektron kazanabilir veya kaybedebilir ve bir yük kazanabilir. Bu durumda onlara iyon denir.
Atomun temel parçacıkları: düzenli bir sistem
Atom, kararlılığı sağlayan ve maddenin her türlü özelliğinden sorumlu sistemli ve düzenli bir yapıya sahiptir. Bu atom altı parçacıkların incelenmesi yüz yıldan fazla bir süre önce başladı ve şimdiye kadar onlar hakkında zaten çok şey biliyoruz. bilim adamları, atomun çoğunun boş olduğunu ve seyrek olarak "elektronlar" tarafından doldurulduğunu keşfettiler. Atomun toplam kütlesinin %99,99'u olan merkezi ağır kısmın etrafında dönen negatif yüklü hafif parçacıklardır. Elektronların doğasını bulmak daha kolaydı, ancak çok sayıda ustaca çalışmadan sonra çekirdeğin pozitif protonlar ve nötr nötronlar içerdiği biliniyordu.
Evrendeki her birim atomlardan oluşur
Maddenin özelliklerinin çoğunu anlamanın anahtarı, evrenimizdeki her birimin atomlardan oluşmasıdır. Doğal olarak oluşan 92 tür atom vardır ve bunlar, etrafımızdaki karmaşık dünyayı yaratmak için moleküller, bileşikler ve başka tür maddeler oluştururlar. "Atom" adı Yunanca "bölünemez" anlamına gelen átomos kelimesinden türetilmiş olsa da, modern fizik onun maddenin son yapı taşı olmadığını ve aslında atom altı parçacıklara "bölündüğünü" göstermiştir. Onlar tüm dünyayı oluşturan gerçek temel varlıklardır.
