Nama "atom" diterjemahkan daripada bahasa Yunani sebagai "tidak boleh dibahagikan". Segala-galanya di sekeliling kita - pepejal, cecair dan udara - dibina daripada berbilion-bilion zarah ini.
Kemunculan versi tentang atom
Atom mula dikenali pada abad ke-5 SM, apabila ahli falsafah Yunani Democritus mencadangkan bahawa jirim terdiri daripada zarah-zarah kecil yang bergerak. Tetapi kemudian tidak mungkin untuk menyemak versi kewujudan mereka. Dan walaupun tiada siapa yang dapat melihat zarah ini, idea itu telah dibincangkan, kerana satu-satunya cara saintis dapat menjelaskan proses yang berlaku di dunia nyata. Oleh itu, mereka mempercayai kewujudan zarah mikro lama sebelum mereka dapat membuktikan fakta ini.
Hanya pada abad ke-19. mereka mula dianalisis sebagai juzuk terkecil unsur kimia, mempunyai sifat khusus atom - keupayaan untuk memasuki sebatian dengan orang lain dalam jumlah yang ditetapkan dengan ketat. Pada awal abad ke-20, dipercayai bahawa atom adalah zarah terkecil jirim, sehingga terbukti bahawa ia terdiri daripada unit yang lebih kecil.
Apakah unsur kimia diperbuat daripada?
Atom unsur kimia ialah blok binaan jirim mikroskopik. Berat molekul atom telah menjadi ciri penentu bagi zarah mikro ini. Hanya penemuan undang-undang berkala Mendeleev membuktikan bahawa jenis mereka adalah pelbagai bentuk satu perkara. Mereka sangat kecil sehingga tidak dapat dilihat menggunakan mikroskop biasa, hanya peranti elektronik yang paling berkuasa. Sebagai perbandingan, rambut di tangan manusia adalah sejuta kali lebih lebar.
Struktur elektronik atom mempunyai nukleus, yang terdiri daripada neutron dan proton, serta elektron, yang membuat revolusi mengelilingi pusat dalam orbit tetap, seperti planet di sekeliling bintangnya. Kesemuanya disatukan oleh daya elektromagnet, salah satu daripada empat daya utama di alam semesta. Neutron adalah zarah dengan cas neutral, proton dikurniakan dengan cas positif, dan elektron dengan yang negatif. Yang terakhir tertarik kepada proton bercas positif, jadi mereka cenderung kekal di orbit.
Struktur atom
Di bahagian tengah terdapat nukleus yang mengisi bahagian minimum keseluruhan atom. Tetapi kajian menunjukkan bahawa hampir keseluruhan jisim (99.9%) terletak di dalamnya. Setiap atom mengandungi proton, neutron, elektron. Bilangan elektron berputar di dalamnya adalah sama dengan cas pusat positif. Zarah dengan cas nuklear yang sama Z, tetapi jisim atom A yang berbeza dan bilangan neutron dalam nukleus N dipanggil isotop, dan dengan A yang sama dan Z dan N yang berbeza dipanggil isobar. Elektron ialah zarah terkecil jirim dengan negatifcas elektrik e=1.6 10-19 coulomb. Caj ion menentukan bilangan elektron yang hilang atau diperoleh. Proses metamorfosis atom neutral kepada ion bercas dipanggil pengionan.
Versi baharu model atom
Ahli fizik telah menemui banyak zarah asas lain sehingga kini. Struktur elektronik atom mempunyai versi baharu.
Adalah dipercayai bahawa proton dan neutron, tidak kira betapa kecilnya ia, terdiri daripada zarah terkecil yang dipanggil quark. Mereka membentuk model baru untuk pembinaan atom. Seperti yang digunakan oleh saintis untuk mengumpul bukti kewujudan model terdahulu, hari ini mereka cuba membuktikan kewujudan quark.
RTM ialah peranti masa hadapan
Saintis moden boleh melihat zarah atom sesuatu bahan pada monitor komputer, serta menggerakkannya ke atas permukaan menggunakan alat khas yang dipanggil mikroskop terowong pengimbasan (RTM).
Ini ialah alat berkomputer dengan hujung yang bergerak dengan sangat lembut berhampiran permukaan bahan. Apabila hujungnya bergerak, elektron bergerak melalui celah antara hujung dan permukaan. Walaupun bahan itu kelihatan sangat licin, ia sebenarnya tidak sekata pada tahap atom. Komputer membuat peta permukaan jirim, mencipta imej zarahnya, dan dengan itu saintis dapat melihat sifat-sifat atom.
Zarah radioaktif
Ion bercas negatif mengelilingi nukleus pada jarak yang cukup besar. Struktur atom adalah sedemikian rupa sehingga ia adalah keseluruhanbenar-benar neutral dan tidak mempunyai cas elektrik kerana semua zarahnya (proton, neutron, elektron) berada dalam keseimbangan.
Atom radioaktif ialah unsur yang mudah dipecahkan. Pusatnya terdiri daripada banyak proton dan neutron. Satu-satunya pengecualian ialah rajah atom hidrogen, yang mempunyai satu proton tunggal. Nukleus dikelilingi oleh awan elektron, ia adalah tarikan mereka yang membuat mereka berputar di sekitar pusat. Proton dengan cas yang sama menolak antara satu sama lain.
Ini bukan masalah bagi kebanyakan zarah kecil yang mempunyai beberapa daripadanya. Tetapi sesetengah daripada mereka tidak stabil, terutamanya yang besar seperti uranium, yang mempunyai 92 proton. Kadang-kadang pusatnya tidak dapat menahan beban sedemikian. Ia dipanggil radioaktif kerana ia mengeluarkan beberapa zarah dari terasnya. Selepas nukleus yang tidak stabil telah menyingkirkan proton, proton yang tinggal membentuk anak perempuan baru. Ia boleh menjadi stabil bergantung kepada bilangan proton dalam nukleus baru, atau ia boleh membahagi lebih jauh. Proses ini berterusan sehingga teras anak yang stabil kekal.
Sifat atom
Sifat fizikal dan kimia atom secara semula jadi berubah dari satu unsur ke unsur yang lain. Ia ditakrifkan oleh parameter utama berikut.
Jisim atom. Oleh kerana tempat utama zarah mikro diduduki oleh proton dan neutron, jumlah mereka menentukan nombor, yang dinyatakan dalam unit jisim atom (amu) Formula: A=Z + N.
Jejari atom. Jejari bergantung pada lokasi unsur dalam sistem Mendeleev, kimiaikatan, bilangan atom jiran dan tindakan mekanikal kuantum. Jejari teras adalah seratus ribu kali lebih kecil daripada jejari unsur itu sendiri. Struktur atom boleh kehilangan elektron dan menjadi ion positif, atau menambah elektron dan menjadi ion negatif.
Dalam sistem berkala Mendeleev, sebarang unsur kimia mengambil tempat yang ditetapkan. Dalam jadual, saiz atom bertambah apabila anda bergerak dari atas ke bawah dan mengecil apabila anda bergerak dari kiri ke kanan. Daripada ini, unsur terkecil ialah helium dan yang terbesar ialah sesium.
Valency. Kulit elektron luar atom dipanggil kulit valensi, dan elektron di dalamnya telah menerima nama yang sepadan - elektron valensi. Nombor mereka menentukan bagaimana atom disambungkan kepada yang lain melalui ikatan kimia. Dengan kaedah mencipta mikrozarah terakhir, mereka cuba mengisi cangkang valensi luar mereka.
Graviti, tarikan ialah daya yang mengekalkan planet dalam orbit, kerana objek yang dilepaskan dari tangan jatuh ke lantai. Seseorang melihat graviti lebih banyak, tetapi tindakan elektromagnet berkali-kali lebih kuat. Daya yang menarik (atau menolak) zarah bercas dalam atom adalah 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 kali lebih kuat daripada graviti di dalamnya. Tetapi terdapat daya yang lebih kuat di pusat nukleus yang boleh menahan proton dan neutron bersama-sama.
Tindak balas dalam nukleus menghasilkan tenaga seperti dalam reaktor nuklear tempat atom berpecah. Lebih berat unsur, lebih banyak zarah atomnya dibina. Jika kita menjumlahkan jumlah bilangan proton dan neutron dalam sesuatu unsur, kita akan mengetahuinyajisim. Contohnya, Uranium, unsur paling berat yang terdapat di alam semula jadi, mempunyai jisim atom 235 atau 238.
Membahagikan atom kepada peringkat
Tahap tenaga atom ialah saiz ruang di sekeliling nukleus, tempat elektron sedang bergerak. Terdapat 7 orbital kesemuanya, sepadan dengan bilangan tempoh dalam jadual berkala. Semakin jauh lokasi elektron dari nukleus, semakin banyak rizab tenaga yang ada. Nombor kala menunjukkan bilangan orbital atom di sekeliling nukleusnya. Sebagai contoh, Kalium ialah unsur tempoh ke-4, yang bermaksud ia mempunyai 4 tahap tenaga atom. Bilangan unsur kimia sepadan dengan casnya dan bilangan elektron di sekeliling nukleus.
Atom ialah sumber tenaga
Mungkin formula saintifik yang paling terkenal ditemui oleh ahli fizik Jerman Einstein. Dia mendakwa bahawa jisim hanyalah satu bentuk tenaga. Berdasarkan teori ini, adalah mungkin untuk menukar jirim kepada tenaga dan mengira dengan formula berapa banyak ia boleh diperolehi. Hasil praktikal pertama transformasi ini ialah bom atom, yang pertama kali diuji di padang pasir Los Alamos (AS), dan kemudian meletup di bandar Jepun. Dan walaupun hanya satu pertujuh daripada bahan letupan bertukar menjadi tenaga, kuasa pemusnah bom atom itu amat dahsyat.
Untuk teras melepaskan tenaganya, ia mesti runtuh. Untuk membelahnya, perlu bertindak dengan neutron dari luar. Kemudian nukleus terpecah menjadi dua lagi yang lebih ringan, sambil memberikan pelepasan tenaga yang besar. Pereputan membawa kepada pembebasan neutron lain,dan mereka terus membelah nukleus lain. Proses itu bertukar menjadi tindak balas berantai, menghasilkan sejumlah besar tenaga.
Kebaikan dan keburukan menggunakan tindak balas nuklear pada zaman kita
Kuasa pemusnah, yang dilepaskan semasa transformasi jirim, manusia cuba menjinakkan loji tenaga nuklear. Di sini, tindak balas nuklear tidak berlaku dalam bentuk letupan, tetapi sebagai pelepasan haba secara beransur-ansur.
Pengeluaran tenaga atom mempunyai kebaikan dan keburukan. Menurut saintis, untuk mengekalkan tamadun kita pada tahap yang tinggi, adalah perlu untuk menggunakan sumber tenaga yang besar ini. Tetapi ia juga harus diambil kira bahawa walaupun perkembangan paling moden tidak dapat menjamin keselamatan lengkap loji tenaga nuklear. Selain itu, sisa radioaktif yang dihasilkan semasa pengeluaran tenaga, jika disimpan secara tidak betul, boleh menjejaskan keturunan kita selama berpuluh-puluh ribu tahun.
Selepas kemalangan di loji kuasa nuklear Chernobyl, semakin ramai orang menganggap pengeluaran tenaga nuklear sebagai sangat berbahaya untuk manusia. Satu-satunya loji janakuasa yang selamat seperti ini ialah Matahari dengan tenaga nuklearnya yang besar. Para saintis sedang membangunkan semua jenis model sel suria, dan mungkin dalam masa terdekat, manusia akan dapat membekalkan dirinya dengan tenaga atom yang selamat.
