Der Atomkern besteht aus Nukleonen, die in Protonen und Neutronen unterteilt sind.
Symbolisches symbolisches Nuklei Atom:
A- Die Anzahl der Nukleonen, d. H. Protonen + Neutronen (oder Atomgewicht)
Z- Anzahl der Protonen (gleich der Anzahl der Elektronen)
N - Anzahl Neutronen (oder Atomzahl)
Atomkraft
Wirken zwischen allen Nukleonen im Kern;
- Anziehungskräfte;
- kurze Reichweite
Nukleonen werden mit Kernkräften miteinander angezogen, die sich vollständig im Gegensatz zu den Gravitations- oder Elektrostatik befinden. . Atomwaffen fällen sehr schnell mit der Entfernung. Der Radius ihrer Wirkung von etwa 0.000 000 000 001 Metern.
Für diese ultra-lange Länge, die die Größe der atomaren Kerne kennzeichnen, wurde eine spezielle Bezeichnung eingeführt - 1 FM (zu Ehren der italienischen Physik E. Fermi, 1901-1954). Alle Kerne haben die Abmessungen mehrerer Farmen. Der Radius der Kernkräfte entspricht der Größe des Nukleons, sodass die Kerne ein Bündel sehr dicht sind. Vielleicht die dichtesten an irdischen Bedingungen.
Atomwaffen sind starke Wechselwirkungen. Sie übertreffen wiederholt die Coulomb-Kraft (in der gleichen Entfernung). Die Kurzhestrierung begrenzt die Wirkung der Atomkräfte. Mit einer Erhöhung der Anzahl der Nukleonen werden die Kerne instabil und daher die meisten der schwersten Kerne radioaktiv, und sie können überhaupt nicht völlig schwierig sein.
Die endgültige Anzahl von Elementen in der Natur ist eine Folge kurzer Kernkräfte.
Atomgebäude - Klasse! Naya Physik
Wissen Sie?
In der Mitte des XX-Jahrhunderts prognostizierte die Kerntheorie das Vorhandensein stabiler Elemente mit den Sequenznummern Z \u003d 110 -114.
In Dubna wurde das 114. Element mit der Atommasse A \u003d 289 erhalten, das nur 30 Sekunden lang "lebte, was für ein Atom mit einem Kernel dieser Größe unglaublich lang ist.
Heute diskutieren Theoretiker bereits die Eigenschaften von super schweren Kernen mit einem Gewicht von 300 und sogar 500.
Atome mit identischen atomaren Zahlen werden Isotope genannt: In der Mendeleev-Tabelle
Sie befinden sich in derselben Zelle (in griechischem ISOS - Equal, Topos - Place).
Chemische Eigenschaften von Isotopen sind nahezu identisch.
Wenn Gegenstände in der Natur in der Natur - etwa 100, dann Isotope - mehr als 2000 sind. Viele von ihnen sind instabil, dh radioaktiv, und zerfallen, emittieren verschiedene Arten Strahlung.
Isotope desselben Elements in der Zusammensetzung unterscheiden sich nur von der Anzahl der Neutronen im Kernel.
Wasserstoff-Isotope.
Wenn Sie den Raum aus allen Atomen des menschlichen Körpers entfernen, können Sie dann in die Nadel kriechen.
Neugierig
"Gliss" Autos
Wenn sich mit dem Auto mit dem Auto auf einer nassen Straße mit hoher Geschwindigkeit bewegt, langsamer, dann verhält sich das Auto wie ein Glisser. Die Reifen werden beginnen, entlang des dünnen Wasserfilms zu rutschen, fast ohne die Straße zu berühren. Warum passiert das? Warum gleitet das Auto nicht immer auf der nassen Straße, auch wenn die Bremse nicht gedrückt wird? Gibt es ein solches Laufflächenmuster, das diesen Effekt reduziert?
Es stellt sich heraus ...
Es gibt mehrere Laufflächenmuster, die die Wahrscheinlichkeit von "Aquaplaning" verringern. Zum Beispiel kann die Nut Wasser auf den hinteren Punkt des Laufflächenkontakts mit der Straße umleiten, wo das Wasser ausgeworfen wird. Für andere kleinere Rillen kann Wasser an den Seiten abgegeben werden. Schließlich kann ein kleines Vertiefung auf der Lauffläche, wie es war, "in die Wasserschicht auf der Straße einsteigen, sie sofort vor der Zone des Hauptkontakts der Laufflächenbeschichtung berühren. In allen Fällen besteht die Aufgabe darin, Wasser so schnell wie möglich aus der Kontaktzone zu entfernen und Aquaplaning zu verhindern.
Definition
Atom Es besteht aus einem positiv aufgeladenen Kernel, in dem Protonen und Neutronen angeordnet sind, und Elektronen bewegen sich um ihn herum. Tonatom In der Mitte gelegen und fast alle seine Masse ist konzentriert.
Durch die Größe der Ladung des Kerns des Atoms des Atoms wird das chemische Element, mit dem dieses Atom bezieht, bestimmt wird.
Die Existenz des Atomkerns wurde 1911 von Rutherford erwiesen und in der Arbeit unter dem Namen "Streuung α- und β-Strahlen und der Struktur eines Atoms beschrieben. Danach wurden die zahlreichen Theorien des Gebäudes des Atomkerns (Tropfen (N. Bor), Shell, Cluster, optisch usw.) in verschiedene Wissenschaftler vorgelegt.
Elektronische Struktur des Nukleus des Atoms
Gemäß moderne Ideen Der Atomkern besteht aus positiv aufgeladenen Protonen und neutralen Neutronen, die zusammen Nukleonen genannt werden. Sie werden aufgrund der starken Interaktion im Kern gehalten.
Die Anzahl der Protonen im Kernel wird als Ladungsnummer (Z) bezeichnet. Es kann mit dem periodischen Tisch von D. I. MENDELEEV bestimmt werden - es ist gleich der Folgenummer des chemischen Elements, auf das ein Atom gehört.
Die Anzahl der Neutronen im Kernel wird als isotopische Zahl (n) bezeichnet. Gesamtzahl Nukleonen im Kernel werden als Massenzahl (M) bezeichnet, und es ist gleich der relativen atomaren Masse des Atoms des chemischen Elements, das in dem periodischen Tisch D. I. MENDELEEV angegeben ist.
Der Kernel mit der gleichen Anzahl von Neutronen, aber unterschiedliche Protonenanzahl wird als Isotone bezeichnet. Wenn in dem Kernel die gleiche Anzahl von Protonen, aber unterschiedlichen Neutronen - Isotopen. In dem Fall, wann Massenzahlen gleich sind, aber die unterschiedliche Zusammensetzung der Nucleons ist von BABAMI.
Der Atomkern kann sich im stabilen (Haupt-) Zustand und im aufgeregten Zustand befinden.
Betrachten Sie die Struktur des Atomkerns am Beispiel des chemischen Elements von Sauerstoff. Sauerstoff hat Sequenznummer 8 in der periodischen Tabelle D. I. MendeleeV und der relativen Atommasse von 16 Uhr. Dies bedeutet, dass der Sauerstoffatomkern eine Ladung aufweist, die gleich (+8) ist. Der Kernel enthält 8 Protonen und 8 Neutronen (Z \u003d 8, n \u003d 8, m \u003d 16), und 8 Elektronen bewegen sich in den zweiten Umlaufbahnen um den Kernel um den Kernel herum (Abb. 1).
Feige. 1. Eine schematische Darstellung der Struktur des Sauerstoffatoms.
Beispiele für das Lösen von Problemen
Beispiel 1.
Beispiel 2.
| Die Aufgabe | Beschreiben Sie durch Quantenzahlen alle Elektronen, die auf 3-P-Pylonen sind. |
| Entscheidung | Es gibt sechs Elektronen auf der P-Suspension der 3. Ebene: |
Lange vor dem Aufkommen zuverlässiger Daten auf dem internen Gerät aller Dinge repräsentierten sich die griechischen Denker in Form der kleinsten feurigen Partikel, die in ständiger Bewegung waren. Es ist wahrscheinlich, dass die Vision des globalen Geräts der Dinge aus rein logischen Schlussfolgerungen abgeleitet wurde. Trotz einiger Naivität und absolutes Unabhängige dieser Aussage stellte sich heraus, dass er sich wahr hatte. Obwohl die kühnen erratene Wissenschaftler bestätigt, konnten nur dreiundzwanzig Jahre später später sein.
Bauenatome
Am Ende des XIX-Jahrhunderts wurden die Eigenschaften des Entladungsrohrs untersucht, durch die der Strom fehlt. Die Beobachtungen zeigten, dass zwei Teileströme emittiert werden:
Negative Partikel von Kathodenstrahlen wurden Elektronen genannt. Zukünftig wurden die Partikel mit der gleichen Ladungsrate in vielen Prozessen entdeckt. Die Elektronen schienen universelle Komponenten verschiedener Atome zu sein, leicht durch Bombardierung von Ionen und Atomen getrennt.
Partikel, die eine positive Ladung tragen, waren Fragmente von Atomen nach einem oder mehreren Elektronen. In der Tat waren positive Strahlen Gruppen von Atomen ohne negative Partikel und infolge dieser positiven Ladung.
Thompson-Modell.
Auf der Grundlage von Experimenten wurde festgestellt, dass positive und negative Partikel die Essenz des Atoms waren, waren ihre Bestandteile. Englischer Wissenschaftler J. Thomson bot seine Theorie an. Seiner Meinung nach war die Struktur des Atoms und des Atomkerns eine gewisse Masse, in der die negativen Ladungen in einen positiv geladenen Ball als Rosinen im Cupcake gedrückt wurden. Entschädigungsgebühren "Cupcake" elektrisch neutral.
Rangeford-Modell.
Junger amerikanischer Wissenschaftler Rangeford, Analyse von Spuren, die nach Alphateilchen übrig sind, schlussfolgerten, dass das Thompson-Modell unvollkommen ist. Einige Alpha-Partikel, die zu kleinen Winkeln abweichen - bei 5-10 O. In seltenen Fällen wurden Alpha-Partikel in 60 bis 80 ° zu großen Winkeln abgewichen, und in Ausnahmefällen waren die Winkel sehr groß - 120-150 O. Das Tompson Atom-Modell konnte einen solchen Unterschied nicht erklären.
Rutherford bietet ein neues Modell, das die Struktur des Atoms und des Atomkerns erklärt. Die Physik von Prozessen argumentiert, dass das Atom um 99% leer sein sollte, mit einem winzigen Kern und Elektronen, die sich um sie herum drehen, die sich entlang des Umlaufbahnen bewegen.
Er erklärt die Abweichungen zu Schocks, dadurch, dass die Partikel des Atoms ihre eigenen elektrischen Anklage haben. Unter dem Einfluss von bombardierenden Partikeln verhalten sich atomare Elemente wie gewöhnliche aufgeladene Körpern im Makromir: Partikel mit den gleichen Ladungen werden voneinander abgestoßen, und mit dem Gegenteil - werden angezogen.
Der Zustand der Atome
Zu Beginn des letzten Jahrhunderts, als die ersten elementaren Teilchenbeschleuniger gestartet wurden, haben alle Theorien die Struktur des Atomkerns und des Atoms selbst auf die experimentelle Überprüfung gewartet. Zu diesem Zeitpunkt wurden die Wechselwirkungen von Alpha- und Beta-Strahlen mit Atomen bereits gründlich untersucht. Bis 1917 wurde angenommen, dass Atome entweder stabil oder radioaktiv sind. Stabile Atome können nicht aufgeteilt werden, der Zerfall radioaktiver Kerne ist nicht kontrolliert. Aber Rutherford konnte diese Meinung widerlegen.
Erstes Proton
1911 setzte E. Rutherford die Idee vor, dass alle Kerne aus den gleichen Elementen bestehen, die Basis, für die ein Wasserstoffatom ist. Bei dieser Ideen des Wissenschaftlers wurde ein wichtiger Abschluss der vorherigen Studie der Substanz der Substanz beobachtet: Die Massen aller chemischen Elemente sind ohne Rückstände auf der Masse von Wasserstoff unterteilt. Eine neue Annahme wurde von beispiellosen Möglichkeiten eröffnet, die sich in einem neuen ermöglichen, um die Struktur des Atomkerns zu sehen. Kernreaktionen sollten durch eine neue Hypothese bestätigt oder widerlegt worden sein.
Die Experimente wurden 1919 mit Stickstoffatomen durchgeführt. Bombardierung von Alphateilchen, Rutherford erreichte ein erstaunliches Ergebnis.
Atom n Absorbiert das Alpha-Partikel, der in ein Sauerstoffatom von 17 umgewandelt wurde und den Wasserstoffkern geleert hat. Dies wurde zur ersten künstlichen Transformation des Atoms eines Elements in einem anderen. Eine solche Erfahrung hat die Hoffnung, dass die Struktur des Atomkerns, der Physik bestehender Prozesse, andere nukleare Transformationen ermöglicht.
Der Wissenschaftler, der in seinen Experimenten der Szintillationsmethode - Ausbrüche verwendet wird. In der Häufigkeit von Blitzen machte er Schlussfolgerungen darüber, wie sich die Zusammensetzung und Struktur des Atomkerns um die Eigenschaften von geborenen Partikeln handelt, um ihre Atommasse und der Bestellnummer. Das unbekannte Teilchen wurde Rutinford Proton ernannt. Es hatte alle Eigenschaften des Wasserstoffatoms, das nur seines einzigen Elektronen beraubt hat - eine einzige positive Ladung und die entsprechende Masse. Somit wurde bewiesen, dass das Proton und der Kern von Wasserstoff die gleichen Partikel sind.
Im Jahr 1930 wurden die ersten großen Beschleuniger gebaut und gestartet, das Modell des Refordatoms, der gelungen ist, zu prüfen und zu beweisen: Jedes Wasserstoffatom besteht aus einem einzelnen Elektron, dessen Position nicht bestimmt werden kann, und ein loses Atom mit einem einzigen positiven Proton Innerhalb. Da Protonen, Elektronen und Alphateilchen vom Bombardement vom Atom fliegen können, dachten Wissenschaftler, dass sie die Komponenten eines beliebigen Nukleusatoms waren. Ein solches Modell des Nukleusatoms schien jedoch instabil zu sein - die Elektronen waren zu groß, um in den Kern zu passen, dabei gab es ernsthafte Schwierigkeiten, die mit Verletzung des Gesetzes der Bewegung und der Energieeinsparung verbunden waren. Diese beiden Gesetze, als strikte Wirtschaftsprüfer, sagten, dass die Menge an Bewegung und Gewicht während der Bombardierung in unbekannter Richtung verschwinden. Da diese Gesetze allgemein angenommen wurden, sollte man Erklärungen für ein solches Leck finden.
Neutron
Wissenschaftler der ganzen Welt setzen Experimente auf die Entdeckung neuer Komponenten der Atome aus. In den 1930er Jahren bombardierten die deutschen Physiker Becker und Bota BERYLLIUM Atoms Alpha-Partikel. Gleichzeitig wurde eine unbekannte Strahlung registriert, die beschlossen wurde, die G-Rays zu nennen. Detaillierte Studien erzählten von einigen Merkmalen neuer Strahlen: Sie könnten streng in einer geraden Linie ausbreiten, nicht mit elektrischen und magnetischen Feldern interagieren, die hohe Durchdringungsfähigkeit besaß. Später wurden die Partikel, die diese Art von Strahlung bilden, in der Wechselwirkung von Alphateilchen mit anderen Elementen - Bor, Chrom und anderen gefunden.
Hypothese Chadwick.
Dann gab James Chadwick, ein Kollege und ein Student von Rutinford, in der Zeitschrift "Naichur" in der Zeitschrift "Naichur" eine kurze Botschaft, die später bekannt wurde. Cedwick hat darauf aufmerksam gemacht, dass Widersprüche in den Erhaltungsgesetzen leicht gelöst werden, wenn wir annehmen, dass die neue Strahlung ein Fluss neutraler Partikel ist, von denen jeder eine Masse aufweist, ungefähr gleich die gleiche Masse des Protons. In Anbetracht dieser Annahme hat die Physik die Hypothese erheblich abgeschlossen, die die Struktur des Atomkerns erläutert. Kurz gesagt wurde die Essenz der Ergänzungen auf ein neues Teilchen und seine Rolle in der Struktur des Atoms reduziert.
Neutroneneigenschaften
Der Name "Neutron" wurde dem entdeckten Partikeln gegeben. Neu offene Partikel bildeten keine elektromagnetischen Felder um sich herum, die leicht durch eine Substanz passierten, ohne Energie zu verlieren. Mit seltenen Auseinandersetzungen mit leichten Nukleienatomen Neutron, die den Kernel aus dem Atom ausschlagen können, hinterlassen Sie einen erheblichen Teil seiner Energie. Die Struktur des Atomkerns nahm das Vorhandensein verschiedener Neutronenmengen in jeder Substanz an. Atome mit der gleichen Kernladung, aber mit unterschiedlicher Anzahl von Neutronen empfangen den Namen der Isotope.
Neutron diente als hervorragender Ersatz für Alphateilchen. Derzeit werden sie verwendet, um die Struktur des Atomkerns zu erkunden. Kurz gesagt, ihre Bedeutung für die Wissenschaft ist unmöglich, nicht beschrieben zu werden, aber es ist zurückzuführen, dass die Bombardierung mit Neutronen atomarer Kerne der Physik in der Lage ist, Isotope von fast allen bekannten Elementen zu erhalten.
Zusammensetzung des Nukleusatoms
Derzeit ist die Struktur des Atomkerns eine Kombination von Protonen und Neutronen, die durch Kernkräfte verbunden ist. Zum Beispiel ist der Heliumkernel ein Küken zweier Neutronen und zwei Protonen. Die Lichtelemente haben eine nahezu gleiche Anzahl von Protonen und Neutronen, in schweren Elementen ist die Anzahl der Neutronen viel größer.
Ein solches Bild der Struktur des Kerns wird durch Experimente an modernen High-Beschleunigern mit schnellen Protonen bestätigt. Die elektrischen Macht von Protonen werden von den Kernen ausgewogen, die nur im Kern selbst wirken. Obwohl die Natur der Atomwaffen noch nicht untersucht worden ist, ist ihre Existenz praktisch bewährt und erklärt die Struktur des Atomkerns vollständig.
Kommunikation von Masse und Energie
Im Jahr 1932 ergab Wilsons Kammer ein erstaunliches Foto, das die Existenz positiver Ladungsteilchen mit einer Masse eines Elektrons beweist.
Zuvor wurden positive Elektronen theoretisch P. Dirac vorhergesagt. Ein echtes positives Elektron wurde auch in kosmischer Strahlung entdeckt. Der neue Teil wurde als Positron genannt. Wenn eine Kollision mit seinem Zwilling ein Elektron ist, erfolgt die Annihilation - die gegenseitige Zerstörung von zwei Partikeln. Gleichzeitig wird eine gewisse Menge an Energie freigesetzt.
Somit war die für das Makromir entwickelte Theorie vollständig zum Beschreiben des Verhaltens der kleinsten Elemente der Substanz geeignet.
Fragen "Was macht Angelegenheit?", "Was ist die Natur der Materie?" Immer belegt die Menschheit. Von den ältesten Zeiten suchten Philosophen und Wissenschaftler nach Antworten auf diese Probleme, wodurch sowohl realistische als auch vollständig erstaunliche und fantastische Theorien und Hypothesen schafften. Vor dem wörtlichsten Jahrhundert näherte sich die Menschheit jedoch dem Rasser dieses Mysteriums so nah wie möglich und öffnete die atomare Struktur der Materie. Aber was ist die Zusammensetzung des Nukleus des Atoms? Was ist alles an?
Von der Theorie zur Realität
Zu Beginn des zwanzigsten Jahrhunderts hörte die Atomstruktur auf, nur eine Hypothese zu sein, wurde jedoch zu einer absoluten Tatsache. Es stellte sich heraus, dass die Zusammensetzung des Nukleus eines Atoms ein sehr komplexes Konzept ist. Es beinhaltet die Frage: die Zusammensetzung des Atoms und enthalten verschiedene Mengen dieser Anklagen oder nicht?
Planetenmodell
Es stellte sich zunächst ein, dass das Atom unseres Sonnensystems sehr ähnlich erbaut wurde. Es war jedoch ziemlich schnell genug, dass eine solche Darstellung nicht völlig wahr ist. Problematiken der reinen mechanischen Übertragung der astronomischen Skala des Bildes in einen Bereich, der Millionen von Millimeterlappen einnimmt, beinhaltete ein bedeutendes und scharfe Änderung Eigenschaften und Eigenschaften von Phänomenen. Der Hauptunterschied war wesentlich strengere Gesetze und Regeln, auf denen ein Atom gebaut wurde.
Nachteile des Planetenmodells
Da zunächst die Atome einer Art und eines Elements in Parametern und Eigenschaften genau gleich sein sollten, sollten auch die Umlaufbahnen in den Elektronen dieser Atome gleich sein. Die Bewegungsgesetze von astronomischen Körpern konnten jedoch keine Antworten auf diese Fragen geben. Der zweite Widerspruch liegt in der Tatsache, dass die Bewegung des Elektrons in der Umlaufbahn, wenn die gut studierenden physikalischen Gesetze für sie gelten, mit einer permanenten Energieversion begleitet werden muss. Infolgedessen würde dieses Verfahren zu der Verarmung eines Elektrons führen, der letztendlich verschwommen und sogar auf den Kern fiel.
Wellenstruktur der Mutter und
Im Jahr 1924 erweiterte der junge Aristokrat Louis de Broglie den Gedanken, der die Präsentation der wissenschaftlichen Gemeinschaft über solche Probleme als Zusammensetzung der Atomkerne verwandelte. Die Idee war, dass das Elektron nicht nur ein bewegender Ball ist, der sich um den Kern zusammen dreht. Dies ist eine unscharfe Substanz, die sich entsprechend den Gesetzen bewegt, die der Ausbreitung von Wellen im Raum ähnelt. Ziemlich schnell, wurde diese Präsentation als Ganzes auf die Bewegung eines beliebigen Körpers verteilt, was erklärt, dass wir nur eine Seite dieser Bewegung bemerken, aber der zweite erscheinen eigentlich nicht. Wir können die Verbreitung der Wellen sehen und die Bewegung des Partikels nicht bemerken oder umgekehrt. Tatsächlich gibt es beide dieser Bewegungsparteien immer, und die Elektronenrotation in der Umlaufbahn ist nicht nur die Bewegung der Ladung selbst, sondern auch die Verteilung von Wellen. Dieser Ansatz unterscheidet sich grundsätzlich von dem zuvor angenommenen Planetenmodell.
Grundbasis
Der Atomkern ist das Zentrum. Elektronen drehen sich um ihn herum und drehen sich. Die Eigenschaften des Kerns sind auf alles andere zurückzuführen. Es ist notwendig, über ein solches Konzept als Zusammensetzung des Kerns eines Atoms aus dem wichtigsten Punkt zu sprechen - von der Ladung. Als Teil des Atoms wird eine gewisse negative Ladung beobachtet. Derselbe Kernel hat eine positive Anklage. Daraus können Sie bestimmte Schlussfolgerungen ergreifen:
- Der Kernel ist ein aufgeladener Teilchen positiv.
- Um den Kernel herum ist eine pulsierende Atmosphäre, die von Gebühren erzeugt wird.
- Es ist der Kernel und seine Eigenschaften, die die Anzahl der Elektronen im Atom bestimmen.
Eigenschaften des Kerns
Kupfer, Glas, Eisen, Holz besitzen die gleichen Elektronen. Atom kann ein Paar Elektronen oder sogar alles verlieren. Wenn der Kernel positiv aufgeladen bleibt, kann es anziehen die richtige Menge Negativ geladene Partikel aus anderen Körpern, die es ihm ermöglichen, aufbewahrt zu werden. Wenn das Atom eine Menge Elektronen verliert, ist die positive Ladung am Kern größer als das Gleichgewicht der negativen Ladungen. In diesem Fall wird das gesamte Atom eine überschüssige Ladung erwerben, und es kann ein positives Ion bezeichnet werden. In einigen Fällen kann das Atom eine größere Anzahl von Elektronen anziehen, und dann wird es negativ aufgeladen. Folglich wird es als negatives Ion bezeichnet.
Wie viel wiegt das Atom ?
Die Masse des Atoms wird hauptsächlich vom Kern bestimmt. Elektronen, die Teil des Atoms und des Atomkerns sind, wiegen das Zähler eintausendstel der Gesamtmasse. Da die Masse als Maß für die Energie der Energie betrachtet wird, die eine Substanz aufweist, wird diese Tatsache als unglaublich wichtig angesehen, wenn sie eine solche Frage als Zusammensetzung des Atomkerns studieren.
Radioaktivität
Die schwierigsten Probleme erschienen nach der Entdeckung radioaktiver Elemente Alpha, Beta- und Gamma-Wellen. Eine solche Strahlung sollte jedoch eine Quelle haben. Rutherford im Jahr 1902 zeigte, dass das Atom selbst so eine Quelle ist oder eher der Kernel ist. Andererseits ist die Radioaktivität nicht nur Emission von Strahlen, und die Übersetzung eines Elements in einem anderen, mit völlig neuer Chemikalie und physikalische Eigenschaften. Das heißt, Radioaktivität ist eine Änderung des Kernels.
Was wissen wir über Nuklearstruktur?
Vor fast hundert Jahren bewegte sich der Physiker die Idee, dass Elemente in dem periodischen System nicht inkohärente Formen sind, sondern Kombinationen sind, daher war es möglich, die Anklagen zu erwarten, und die Massen der Kerne werden durch die gesamte und mehrere Gebühren von ausgedrückt der Wasserstoff selbst. Dies ist jedoch nicht ganz wahr. Der Aston Physiker, der die Eigenschaften von Atomkern mit Hilfe von elektromagnetischen Feldern untersucht, fand der Aston-Physiker, dass Elemente, atomare Gewichte, die keine Ganzzahlen und vielfältig waren, tatsächlich eine Kombination verschiedener Atome und nicht eine Substanz. Wenn in allen Fällen kein Atomgewicht keine Ganzzahl ist, beobachten wir eine Mischung verschiedener Isotope. Was ist das? Wenn wir über die Zusammensetzung des Nukleus des Atoms sprechen, sind Isotope mit den gleichen Anklagen, jedoch mit unterschiedlichen Massen.
Einstein und Atomkern
Die Relativitätstheorie besagt, dass die Masse keine Maßnahme ist, die die Menge der Materie bestimmen, und das Maß der Energie, die die Materie hat. Dementsprechend kann die Angelegenheit durch Nichtmasse gemessen werden, aber eine Ladung, die diese Angelegenheit und die Ladungsenergie ausnimmt. Wenn die gleiche Ladung in der Nähe des anderen kommt, erhöht sich die Energie im entgegengesetzten Fall - abnehmen. Dies bedeutet zweifellos nicht, dass sich Umschaltteile angeht. Dementsprechend ist mit dieser Position des Atomkerns keine Energiequelle, sondern der Rückstand nach seiner Auswahl. Es gibt also einen gewissen Widerspruch.
Neutron
Curie's Ehepartner mit Bombardierung von Alpha-Partikeln Beryllium öffneten einige unverständliche Strahlen, die sie mit dem Kern des Atoms mit einer riesigen Kraft abstoßen. Sie sind jedoch in der Lage, eine große Dicke der Substanz zu durchlaufen. Dieser Widerspruch wurde durch die Tatsache gelöst, dass dieses Teilchen mit neutraler elektrischer Ladung lag. Dementsprechend wurde es Neutron genannt. Aufgrund der weiteren Forschung stellte sich heraus, dass fast das gleiche wie das Proton. Im Allgemeinen sind das Neutron und Proton unglaublich ähnlich. Unter Berücksichtigung dieser Entdeckung war es definitiv möglich, festzustellen, dass Protonen und Neutronen im Atomkern enthalten sind, und in den gleichen Mengen. Alles wurde allmählich platziert. Die Anzahl der Protonen ist die Atomzahl. Atomgewicht ist die Summe von Neutronenmassen und Protonen. Das Isotope kann auch als Element bezeichnet werden, in dem die Anzahl der Neutronen und Protonen nicht gleich ist. Wie oben erwähnt, können in diesem Fall zwar das Element die tatsächliche gleiche, ihre Eigenschaften erheblich ändern.
Die Zusammensetzung des Nukleus des Atoms. Kommunikationsenergie
1. Die Zusammensetzung des Atomkerns. Kurz nach der Eröffnung des Neutrons (1932), dem sowjetischen Physiker D. D. Ivanenko und einem etwas späten deutschen Physiker V. äußerten sich, dass der Atomkern aus Protonen und Neutronen besteht. Diese Partikel werden Nukleonen genannt. Anzahl der Protonen. Z.Im Kernel enthalten, bestimmt seine Ladung, die gleich ist + Ze.. Nummer Z. Es wird als Atomzahl bezeichnet (es definiert die Sequenznummer des chemischen Elements in der Periodensystem des MendeleeV) oder der Ladungszahl des Kernels.
Anzahl der Nukleonen A (d. H. Die Gesamtzahl der Protonen und Neutronen) im Kernel wird als Massenzahl des Kernels bezeichnet. Die Anzahl der Neutronen im Kern ist gleich N \u003d a -z.
Das Symbol wird angewendet, um die Kerne zu bezeichnen
wobei unter x das chemische Charakter des Elements gemeint ist. An der Spitze gibt es seine Massenzahl unten - die atomare Zahl.
2. Isotope Seit 1906 ist bekannt, dass nicht alle Atome desselben chemischen Elements die gleiche Masse haben. Beispielsweise gibt es unter den Chloratomen Atome mit einer Masse nahe 35 und einer Masse nahe 37. Unter den Uranatomen gibt es Atome mit einer Masse von 234, 235, 238 und 239. Es gibt Unterschiede in der Masse und am Atome anderer Substanzen.
Alle Isotope desselben Elements haben sehr enge chemische Eigenschaften, was auf dieselbe Struktur ihrer elektronischen Muscheln hinweist, und folglich die gleichen Ladungen der Kerne und die gleiche Anzahl von Protonen in den Kernen. Von hier aus gibt es auch ihren Namen - vom griechischen Wort "izos" - das gleiche und "topos" - ein Ort: derselbe Ort in der Periodensabelle der chemischen Elemente D. I. Mendeleev.
Der Unterschied in der Masse von Isotopen wird durch verschiedene Zahlen in ihr Neutronen verursacht. Somit werden die Isotope als Sorten dieses chemischen Elements bezeichnet, das sich in der Masse ihrer Kerne unterscheiden.
Das Gesetz des radioaktiven Zerfalls wird von F. Soddy etabliert. Experimiert von E. Rutherford stellte fest, dass die Aktivität des radioaktiven Zerfalls mit der Zeit abnimmt. Für jede radioaktive Substanz gibt es ein Zeitintervall, in dem die Aktivität um zweimal abnimmt, d. H. Half-Life T. diese Substanz. Lassen Sie die Anzahl der radioaktiven Atome n, Zeit t \u003d 0. Bis t 1 \u003d t Die Anzahl der beispiellosen Kerne n 1 \u003d n 0/2 bleibt bis t 2 \u003d 2t
Nach dem Ablauf. t \u003d nt.. Verlegung n. Halbwestperioden T., radioaktive Atome bleiben erhalten:
Soweit n \u003d t / t,
Dies ist das Grundgesetz radioaktiv zerfallen.
4. Atomkräfte. Einfache Tatsachen zeigen die Stärke der Atomkerne an: Die Gegenstände um uns gibt es lange Zeit, ohne auf die Partikel zu fallen. Aber wie erklären diese Fakten? In der Tat enthält die Zusammensetzung von Atomkerne Protonen, und die elektrostatischen Schubkräfte müssten sie "extrahieren". Es folgt der Schlussfolgerung, dass in den Kernen zwischen Nukleonen einige Kräfte, die den Kräften der elektrostatischen Abstoßung überlegen sind. Diese Kräfte erhielten den Namen der Atomkräfte. Kernkräfte wirken zwischen irgendwelchen Nukleonen (zwischen Protonen zwischen Neutronen und zwischen Protonen und Neutronen). Das charakteristische Merkmal der Atomkräfte ist ihr Kurzwesen: Bei Entfernungen von 10 -15 m sind sie etwa 100 mal mehr der Kräfte der elektrostatischen Wechselwirkung, aber bereits bei Entfernungen 10 -14 m erweisen sie sich als vernachlässigbar.
5. Kommunikationsenergie. Um vom Protonen- oder Neutronenkern zu entfernen, ist es notwendig, die Kurzanwendungskräfte zu überwinden. Infolgedessen steigt die Energie des Systems "Verbleibender Kernel - Remote Nucleon" an ΔE. gleich der Arbeit der äußeren Kräfte.
Die Energie, die für die vollständige Trennung des Kernels in einzelne Protonen und Neutronen erforderlich ist, wird als Kernkommunikationsenergie bezeichnet.
Nach dem Gesetz des Zusammenhangs der Masse und der Energie, die Partikelmasse auf
Folglich ist die Masse des Kerns immer weniger als die Summen der Massen der Komponenten seiner getrennten Teilchen. In der Kernphysik wird die Masse der Partikel in atomaren Masseneinheiten ausgedrückt. Die Atomeinheit der Masse ist 1/12 Masse von Kohlenstoff-Isotop-Atom-12.
1 a.e.m. \u003d 1.6605655 · 10 -27 kg
Die Tabelle zeigt die Massen einiger stabiler Kerne und Elementarteilchen.
Tabelle
| Kernsymbol | Masse, a. Essen. | Kernsymbol | Masse, a. Essen. |
| 1,008665 | 14,003242 | ||
| 1,007825 | 16,999134 | ||
| 4,002603 | 235,043933 |
Verschiebungsregel. Die Transformationen der Kerne unterliegen der sogenannten Verschiebungsregel und zum ersten Mal in Soddy: Mit A-Zerfall verliert der Kernel eine positive Ladung 2e und die Masse nimmt ungefähr vier atomare Masseeinheiten ab. Infolgedessen verschiebt sich das Element in zwei Zellen bis zum Anfang des periodischen Systems.. Symbolisch kann dies geschrieben werden als:
Hier ist das Element wie in Chemie, allgemein akzeptierte Symbole angedeutet: Die Kernladung wird in Form des Index an der Unterseite des Symbols aufgezeichnet, und die Atommasse ist in Form des Index an der Oberseite des Symbols . Beispielsweise wird Wasserstoff durch das Symbol angezeigt. Zum EIN. - Partikel, die der Kern des Heliumatoms ist, trifft die Bezeichnung usw. mit β - der Zerfall aus dem Kernelfliegenelektron. Infolgedessen steigt die Ladung des Kerns um eins, und die Masse bleibt nahezu unverändert:
Hier bezieht sich auf das Elektron: Der Index "0" oben bedeutet, dass die Masse im Vergleich zur atomaren Masseeinheit sehr klein ist. Nach β - Zerfall verschiebt das Element eine Zelle näher am Ende des periodischen Systems . Gamma-Strahlung wird nicht von einer Ladungsänderung begleitet; Die Masse des Kernels wechselt vernachlässigbar.
Die Verdrängungsregeln zeigen, dass die elektrische Ladung während des radioaktiven Zerfalls aufbewahrt wird und die relative atomare Masse der Kerne erhalten bleibt.
Die neuen Kerne, die unter radioaktivem Verfall entstanden sind, sind in der Regel radioaktiv.
Beispiel. Mit den Daten dieser Tabelle berechnen wir die Bindungsenergie des Heliumatoms des Heliums:
Masse des Kernels von Helium - 4.002603 A.e.M.
Masse einzelner Nukleonen
Massenunterschied: Δ m \u003d (4.032980 - 4.002603) A.e.M. \u003d 0,030377 a.e.M. und die Energie der Kommunikation:
Seit: 1 a.e.m. \u003d 1.660566 * 10 -27 kg und c \u003d 3 * 10 8 m / s, dann Δ E \u003d 0,030377 * 1.660566 * 10 -27 kg * 9 10 16 m 2 / c 2 oder ΔE \u003d 0,030377 * 1.660566 · 9 · 10 -11 J.
In der Kernphysik wird Energie in Elektronensteckplatz akzeptiert. Wie 1 eV \u003d 1,60219 · 10 -19 j, dann
Es ist leicht zu sehen, dass der Bruchteil
es hängt nicht von der Bedingung des Problems ab. Daher werden wir in der Zukunft Berechnungen in Atomreaktionen herstellen:
ΔE \u003d ΔM a.e.m. 931 mev / a.e.m.
Somit die Kernkommunikationsenergie des Heliumatoms:
Die Teilen der gesamten Kommunikationsenergie des Atomkerns auf die Anzahl der Nukleonen darin ist es möglich, die sogenannte spezifische Kommunikationsenergie zu erhalten. Für den Kernel des Heliumatoms ist die spezifische Anleihenergie gleich MEV auf dem Nukleon.
Antworten: Die spezifische Bindungsenergie für den Kernel des Heliumatoms beträgt ungefähr 7 MEV am Nucleon.