Склад ядра атома. Ядро атома

Рекламний блок

Питання «З чого складається матерія?», «Яка природа матерії?» завжди займали людство. Ще з найдавніших часів філософи і вчені шукали відповіді на ці питання, створюючи як реалістичні, так і абсолютно дивовижні і фантастичні теорії і гіпотези. Однак буквально століття тому людство підійшло до розгадки цієї таємниці максимально близько, відкривши атомарну структуру матерії. Але який склад ядра атома? З чого все складається?

Від теорії до реальності

До початку двадцятого століття атомарна структура перестала бути тільки гіпотезою, а стала абсолютним фактом. Виявилося, що склад ядра атома - поняття дуже складне. До його складу входять електричні заряди. Але виникло питання: склад атома і атомного ядра включають в себе різну кількість цих зарядів чи ні?

состав атома и атомного ядра

Планетарна модель

Спочатку уявляли, що атом побудований дуже схоже на нашу Сонячну систему. Проте досить швидко виявилося, що подібне уявлення не зовсім вірне. Проблематика чисто механічного переносу астрономічного масштабу картини в область, яка займає мільйонні частки міліметра, спричинила за собою істотне і різка зміна властивостей і якостей явищ. Головна відмінність полягала в набагато більш жорстких законах і правилах, за якими побудований атом.

ядро атома

Недоліки планетарної моделі

По-перше, так як атоми одного роду і елемента по параметрам і властивостям повинні бути абсолютно однакові, то і орбіти у електронів цих атомів теж повинні бути однакові. Однак закони руху астрономічних тіл не змогли дати відповіді на ці питання. Друге протиріччя полягає в тому, що рух електрона по орбіті, якщо застосувати до нього добре вивчені фізичні закони, повинно обов'язково супроводжуватися перманентним виділенням енергії. В результаті цей процес привів би до виснаження електрона, який в кінцевому підсумку затухнул б і навіть впав на ядро.

состав ядра атома изотопы

Хвильова структура матеріі

У 1924 році молодий аристократ Луї де Бройль висунув думку, яка перевернула уявлення наукового співтовариства про таких питаннях як будова атома, склад атомних ядер. Ідея полягала в тому, що електрон - це не просто рухається кулька, яка обертається навколо ядра. Це розмита субстанція, яка рухається за законами, що нагадує розповсюдження хвиль у просторі. Досить швидко це подання поширили і на рух будь-якого тіла в цілому, пояснивши, що ми помічаємо тільки один бік цього самого руху, а ось друга фактично не проявляється. Ми можемо бачити поширення хвиль і не помітити рух частинки, або ж навпаки. Насправді ж обидві ці сторони руху завжди існують, і обертання електрона по орбіті - це не тільки переміщення самого заряду, але також і поширення хвиль. Такий підхід кардинально відрізняється від прийнятої раніше планетарної моделі.

Елементарна основа

Ядро атома - це центр. Навколо нього і обертаються електрони. Властивостями саме ядра обумовлено все інше. Говорити про таке поняття, як склад ядра атома необхідно з самого важливого моменту - з заряду. У складі атома спостерігається певна кількість електронів, які несуть негативний заряд. Саме ж ядро володіє позитивним зарядом. З цього можна зробити певні висновки:

  • Ядро - це заряджена позитивно частинка.
  • Навколо ядра знаходиться пульсуюча атмосфера, що створюється зарядами.
  • Саме ядро і його характеристики визначають кількість електронів в атомі.
  • в состав ядра атома входят

    Властивості ядра

    Мідь, скло, залізо, дерево володіють однаковими електронами. Атом може втратити пару електронів або навіть все. Якщо ядро залишається заряджена позитивно, то воно здатне притягнути потрібну кількість негативно заряджених частинок з інших тіл, що дозволить йому зберегтися. Якщо атом втрачає деяку кількість електронів, то позитивний заряд у ядра буде більше, ніж залишок негативних зарядів. У цьому випадку і весь атом придбає надлишковий заряд, і його можна буде назвати позитивним іоном. У деяких випадках атом може залучити більшу кількість електронів, і тоді він стане негативно зарядженим. Отже, його можна буде назвати негативним іоном.

    строение атома состав атомных ядер

    Скільки важить атом?

    Маса атома в основному визначається ядром. Електрони, які входять до складу атома і атомного ядра, важать менше однієї тисячної від загальної маси. Так як масу вважають мірою запасу енергії, яким володіє речовина, то цей факт вважається надзвичайно важливим при вивченні такого питання, як склад ядра атома.

    Радіоактивність

    Найбільш складні питання з'явилися після відкриття рентгенівських променів. Радіоактивні елементи випромінюють альфа-, бета - і гамма-хвилі. Але таке випромінювання повинно мати джерело. Резерфорд в 1902 році показав, що таким джерелом є сам атом, а точніше сказати, ядро. З іншого боку, радіоактивність - це не тільки випущення променів, а і переклад одного елемента в інший, з абсолютно новими хімічними і фізичними властивостями. Тобто радіоактивність - це зміна ядра.

    Що ми знаємо про ядерну структуру?

    Майже сто років тому фізик Проут висунув думку про те, що елементи в періодичній системі не є незв'язними формами, а являють собою комбінації атомів водню. Тому можна було очікувати, що і заряди і маси ядер будуть виражатися через цілі і кратні заряди самого водню. Однак це не зовсім так. Вивчаючи властивості атомних ядер за допомогою електромагнітних полів, фізик Астон встановив, що елементи, атомні ваги у яких не були цілими і кратними, насправді - комбінація різних атомів, а не одна речовина. У всіх випадках, коли атомний вага не ціле число, ми спостерігаємо суміш різних ізотопів. Що це таке? Якщо говорити про склад ядра атома, ізотопи - атоми з однаковими зарядами, але з різними масами.

    состав ядра атома

    Ейнштейн і ядро атома

    Теорія відносності говорить, що маса - це не міра, за якою визначають кількість матерії, а міра енергії, яку має матерія. Відповідно, матерію можна виміряти не масою, а зарядом, який складає цю матерію, і енергією заряду. Коли однаковий заряд наближається до іншого такого ж, енергія буде збільшуватися, у зворотному випадку - зменшуватися. Це, безперечно, не означає зміну матерії. Відповідно, з цієї позиції ядро атома - це не джерело енергії, а скоріше, залишок після її виділення. Отже, існує певне протиріччя.

    Нейтрони

    Подружжя Кюрі при бомбардуванні альфа-частинками берилію відкрили якісь незрозумілі промені, які, стикаючись з ядром атома, відштовхують його з величезною силою. Проте вони здатні проходити крізь велику товщину речовини. Це протиріччя закінчилося тим, що ця частка виявилася з нейтральним електричним зарядом. Відповідно, її і назвали нейтроном. Завдяки подальшим дослідженням виявилося, що маса нейтрона майже така ж, як і в протона. Загалом кажучи, нейтрон і протон неймовірно схожі. З урахуванням цього відкриття виразно можна було встановити, що до складу ядра атома входять і протони і нейтрони, причому в однакових кількостях. Все поступово ставало на місця. Число протонів - атомний номер. Атомний вага - це сума мас нейтронів і протонів. Ізотопом можна ж назвати елемент, в якому кількість нейтронів і протонів буде не рівним один одному. Як вже говорилося вище, в такому випадку, хоча елемент залишається фактичним тим же самим, його властивості можуть суттєво змінитися.

    Рекламний блок



    Додати коментар
    Ваше Ім'я:   Ваш E-Mail:  


    Введіть слово "краса" без кавичок

    Відповідь:
    © http://kafedam.pp.ua 2014