Átomo estrutura. Os niveis de enerxía do átomo. Protóns, neutróns, electróns

O nome "átomo" do grego significa "indivisible". Todo ó redor - sólidos, líquidos e aire - está construído de millóns destas partículas.

A aparencia da versión do átomo

Primeiro de átomos tornouse coñecido o século V aC, cando o filósofo grego Demócrito suxeriu que a materia está composta de pequenas partículas en movemento. Pero, entón, non se puido comprobar a versión da súa existencia. E, aínda que ninguén puidese ver estas partículas, a idea foi discutida, porque o único xeito os científicos poderían explicar os procesos que ocorren no mundo real. Polo tanto, eles crían na existencia de micro-partículas moito antes do tempo foron capaces de probar este feito.

Soamente o século XIX. analizado como tornar-se os elementos constituíntes químicos menores que teñen propiedades específicas átomos - a posibilidade de unirse con outros compostos nunha cantidade rigorosamente designada. A principios do século XX, críase que os átomos - as partículas mínimas da materia, non se probou que son compostos de unidades aínda menores.

¿Que é un elemento químico?

Átomo do elemento - o bloque de construción microscópica da materia. A característica definidora dos micropartículas facer-se a masa molecular do átomo. Só o descubrimento da lei periódica de diversas formas razoables de que as súas opinións son de Mendeleiev dun material. Son tan pequenos que non poden ser vistos usando microscopios convencionais, só os máis poderosos dispositivos electrónicos. Para efecto de comparación, o pelo da man dun home é un millón de veces maior.

A estrutura electrónica do átomo ten un núcleo composto de protóns e neutróns e electróns, que xira en torno ao centro en órbitas regulares como planetas ao redor das súas estrelas. Todos eles manteñen xuntos pola forza electromagnética, un dos catro mellores no universo. Neutróns - un neutro partículas de carga, dotados de protóns e electróns positivos - negativos. Últimas atraídos para os protóns cargados positivamente, para que eles tenden a permanecer en órbita.

A estrutura dun átomo

Na parte central ten unha parte central que enche o átomo total mínimo. Pero os estudos amosan que case toda a masa (99,9%) está situado na mesma. Cada átomo contén protóns, neutróns, electróns. O número de electróns xirando en que é igual á carga central positiva. As partículas coa mesma carga Z de núcleo, pero diferente de masa atómica A eo número de neutróns no núcleo chámanse isótopos N e, ao mesmo A e Z diferente e N - isobars. Electrónico - substancia partícula mínimo cunha carga eléctrica negativa e = 1,6 x 10-19 coulombs. carga Ion determina o número de electróns perdidos ou gañando. Proceso de metamorfose átomo neutro nun ión cargado chámase ionización.

A nova versión do modelo do átomo

Os físicos descubertos ata hoxe son moitas outras partículas elementais. A estrutura electrónica do átomo ten unha nova versión.

Crese que os protóns e neutróns, non importa o pequeno que sexan, son compostos de partículas máis pequenas, que son chamados - quarks. Eles constitúen un novo modelo para o átomo. Así que os científicos reunir probas para a existencia do modelo anterior, e agora están tratando de probar a existencia de quarks.

RTM - o futuro instrumento

Os científicos modernos poden ver no seu ordenador monitor partículas atómicas da materia, así como movelas en toda a superficie usando unha ferramenta especial, que se chama de microscopio de varrido por túnel (RTM).

инструмент с наконечником, который очень осторожно движется возле поверхности материала. É unha ferramenta computerizada cunha punta que se move moi coidadosamente preto da superficie do material. Cando a sonda está en movemento, mover electróns a través da folga entre a punta ea superficie. Aínda que o material parece moi bo, en realidade, é desigual no nivel atómico. O ordenador fai que a superficie da tarxeta do material, creando unha imaxe das súas partículas, e científicos, así pode ver as propiedades do átomo.

partículas radioactivas

ións negativamente cargados son transformados en torno ao núcleo a unha distancia suficientemente grande. estrutura atómica de xeito que é realmente un neutro e non ten carga eléctrica, porque todas as partículas (protóns, neutróns, electróns) están en equilibrio.

O omo radioactivo - é un elemento que pode ser facilmente clivado. O seu centro está composto de moitos protóns e neutróns. Única excepción é un diagrama dun átomo de hidróxeno, o que ten un só protón. O núcleo é rodeado por unha nube de electróns, é a súa atracción é levado a xirar en torno ao centro. Protóns mesmas acusacións rexeitan.

Este non é un problema para a maioría das pequenas partículas, en que hai moitas. Pero algúns deles son inestables, especialmente no tamaño grande, como o uranio, que ten 92 protóns. Ás veces, o seu centro non pode soportar tales cargas. Radioactivos, son chamados por mor do feito de que emiten partículas máis dende o seu núcleo. Unha vez liberado do núcleo inestable de protóns, o resto son unha nova filial. Pode ser estable, dependendo do número de protóns no novo kernel, e pode ser dividido aínda máis. Este proceso continúa ata que non haxa núcleo filla máis estable.

As propiedades dos átomos

Propiedades físico-químicas do átomo suposto variar dun elemento a outro. Son definidos polos seguintes parámetros básicos.

masa atómica. Xa que as micropartículas básicos lugar ocupar protóns e neutróns, entón a suma do número de conexións, o cal é expresado en unidades de masa atómica (amu) Fórmula: A = Z + N.

O raio atómico. O raio é dependente da localización do elemento no sistema periódico da conexión química, as cantidades de átomos veciños e acción mecánica cuántica. raio do núcleo é cen mil veces menor que o raio do elemento. átomo estrutura pode perder electróns e convertidos nun ión positivo ou engadir electróns e converterse en ións negativos.

Na táboa periódica de Mendeleev calquera elemento ocupa o seu lugar asignado. tamaño átomo Táboa aumenta cando se desprazan para abaixo, e diminúe cando se desprazan de esquerda a dereita. Tras isto, o menor elemento - é o helio, e máis alto - cesio.

Valence. O invólucro exterior de electróns dun átomo é chamado a banda de valencia, e os electróns que chama respectivamente - os electróns de valencia. O teu número especifica como átomo está conectado ao outro a través de enlace químico. Forma de crear micropartículas último intento de cubrir a súa capa de valencia exterior.

Gravidade atracción - é a forza que mantén os planetas en órbita, porque emitida das mans de obxectos que caen no chan. O home xa non ve a gravidade, pero o efecto electromagnético é moitas veces máis poderoso. A forza que atrae (ou repele) as partículas cargadas no átomo, 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 veces máis potentes que a gravidade nel. Pero no centro do núcleo, hai aínda unha forza poderosa capaz de manter os protóns e neutróns xuntos.

As reaccións en núcleos crear enerxía nun reactor nuclear, en que os átomos son clivados. Canto máis pesado o elemento, as maiores cantidades de partículas construído seus átomos. Se sumar o número total de protóns e neutróns nun elemento, aprendemos do seu peso. Por exemplo, o uranio, o elemento máis pesado existente na natureza, ten un peso atómico de 235 ou 238.

Escisión do átomo aos niveis

Os niveis de enerxía do átomo - é a cantidade de espazo en torno ao núcleo, onde o electrón está en movemento. En total, hai 7 orbitais correspondentes ao número de períodos da táboa periódica. A máis remota a localización do electrón do núcleo, as reservas máis significativas de enerxía que ten. Período, o número indica o número de orbitais atómicas en torno do seu núcleo. Por exemplo, o potasio - período de elemento 4, logo que ten un nivel de enerxía 4 átomo. elemento número corresponde á súa carga eo número de electróns arredor do núcleo.

Atom - a fonte de enerxía

Probablemente o máis famoso fórmula científica descuberto polo físico alemán Einstein. Ela argumenta que a masa non é senón unha forma de enerxía. Derivada teoría, é posible converter materia en enerxía, e calculada pola fórmula como pode chegar. O primeiro resultado práctico desta conversión facer-se bombas atómicas que foron comprobados por primeira vez no deserto Los Alamos (EUA), e logo detonada sobre cidades xaponesas. E, aínda que só un sétimo do explosivo convertida en enerxía, poder destrutivo da bomba atómica foi horrible.

Para o núcleo lanzou a súa enerxía, debe ser destruído. División lo, cómpre actuar fóra do neutrón. A continuación, o núcleo decae en dous outros, máis lixeiro, que proporciona unha enorme liberación de enerxía. O colapso conduce á liberación doutros neutróns, e eles seguen a dividir outros núcleos. O proceso é convertido nunha reacción en cadea, resultando na creación de unha enorme cantidade de enerxía.

Pros e contras do uso dunha reacción nuclear no noso tempo

poder destrutivo, que é liberado na transformación da materia, a humanidade está a tentar domar as centrais nucleares. Cando a reacción nuclear produce non en forma de explosión, senón como unha perda de calor gradual.

A enerxía nuclear ten os seus pros e contras. Segundo os científicos, a fin de manter a nosa civilización a un alto nivel, ten que usar esta gran fonte de enerxía. Pero ten en conta o feito de que mesmo o desenvolvemento de máis moderno non pode garantir a seguridade completa de centrais nucleares. Tamén obtivo na produción de enerxía residuos radioactivos baixo almacenamento axeitado pode afectar nosos descendentes a decenas de miles de anos.

Tras o accidente de Chernobyl máis xente é a produción de enerxía nuclear é moi perigoso para a humanidade. A única planta segura deste tipo é o sol coa súa enorme capacidade de enerxía nuclear. Os científicos están desenvolvendo modelos de baterías solares e, posiblemente, no futuro próximo, a humanidade será capaz de proporcionar-se coa enerxía nuclear segura.