Atoms structure

Atomlar tuzilishi

Atom, modda elektr zaryadlangan zarralar ozod holda ajratish mumkin bo'lgan eng kichik birligi. Bundan tashqari, kimyoviy elementning xarakterli xususiyatlariga ega bo'lgan eng kichik modda birligi. Shunday qilib, atom kimyoning asosiy qurilish blokidir.

Atom yadrosi atrofida elektron qobiqlarida elektron konfiguratsiyasi turli tergov

Elektron konfiguratsiyalarining atom modeli.

Entsiklopediya, Entsiklopediya, Entsiklopediya.Bu maqola uchun barcha videolarni qarang

Atomning ko'p qismi bo'sh joy. Qolganlari manfiy zaryadlangan elektronlar buluti bilan o'ralgan proton va neytronlarning musbat zaryadlangan yadrosidan iborat. Yadro tabiatda eng yengil zaryadlangan zarralar bo'lgan elektronlarga nisbatan kichik va zich. Elektronlar elektr kuchi bilan har qanday musbat zaryadga tortiladi; atomda elektr kuchlari elektronlarni yadroga bog'laydi.

Kvant mexanikasining tabiati tufayli atomning turli xususiyatlarini tasavvur qilishda hech qanday tasvir to'liq qoniqarli emas edi, bu esa fiziklarni turli xususiyatlarni tushuntirish uchun atomning qo'shimcha rasmlarini ishlatishga majbur qiladi. Ba'zi jihatdan atomdagi elektronlar yadro aylanayotgan zarralar kabi o'zini tutadi. Boshqa, elektronlar yadro atrofida holatda muzlatilgan to'lqinlar kabi muomala. Orbitallar deb ataladigan bunday to'lqin naqshlari alohida elektronlarning taqsimlanishini tasvirlaydi. Atomning xulq kuchli bu orbital xususiyatlari ta'sir ko'rsatadi, va uning kimyoviy xususiyatlari shells deb nomlanuvchi orbital guruhlar tomonidan belgilanadi.

Ushbu maqola atomning asosiy xususiyatlari va uning tarkibiy zarralari va kuchlari haqida keng ma'lumot beradi. Bu umumiy quyidagi asrlar davomida shakllantirish qilingan atom haqida eng nufuzli tushunchalar bir tarixiy tadqiqot. Yadro tuzilishi va elementar zarralar haqida qo'shimcha ma'lumot olish uchun qarang subatomik zarralar.

Britannica Premium obunasini oling va eksklyuziv kontentga kiring.Endi Obuna

Atom modeli

Aksariyat moddalar molekulalarning aglomeratsiyasidan iborat bo'lib, ular nisbatan oson ajratilishi mumkin. Molekulalar, o'z navbatida, uzilishi qiyinroq bo'lgan kimyoviy bog'lar bilan birikkan atomlardan tashkil topgan. Har bir alohida atom kichikroq zarralardan-ya'ni elektronlar va yadrolardan iborat. Bu zarralar elektr zaryadlangan bo'lib, zaryaddagi elektr kuchlari atomni birgalikda ushlab turish uchun javobgardir. Ushbu kichik tarkibiy zarralarni ajratish urinishlari tobora ortib borayotgan energiya miqdorini talab qiladi va ularning ko'pchiligi yangi subatomik zarralarni yaratishga olib keladi.

Ushbu moddaning joriy ta'kidlanganidek, bir atom asosan bo'sh iborat. Yadro atomning musbat zaryadlangan markazidir va uning massasining ko'p qismini o'z ichiga oladi. U musbat zaryadga ega bo'lgan protonlardan va zaryadga ega bo'lmagan neytronlardan tashkil topgan. Protonlar, neytronlar, va ularni o'rab elektronlar barcha oddiy mavjud uzoq umr zarralar bo'lgan, tabiiy atomlar uchraydigan. Boshqa subatomik zarralar bu uch turdagi zarralar bilan birgalikda topilishi mumkin. Ular faqat katta miqdordagi energiya qo'shilishi bilan yaratilishi mumkin va juda qisqa muddatli.

Barcha atomlar taxminan bir xil hajmi bor, ular bor yoki yo'qligini 3 yoki 90 elektronlar. Bir qatorga saflangan qattiq moddaning taxminan 50 million atomi 1 sm (0.4 dyuym) ni o'lchar edi. Atom o'lchamlarini o'lchash uchun qulay uzunlik birligi-10-10 metr deb belgilangan angstrom (Transportirovkalar). Atomning radiusi 1-2 ta radiusni o'lchaydi. Atomning umumiy hajmi bilan solishtirganda, yadro yanada ko'proq daqiqa. Marmar futbol maydoniga bo'lgani kabi, atomga ham xuddi shunday nisbatda. Hajmida yadro atom ichida makon faqat 10-14 metr egallaydi-ya'ni, 1 yilda 100,000 qismi. Yadro o'lchamlarini o'lchash uchun qulay uzunlik birligi femtometr (fm) bo'lib, u 10-15 metrga teng. Agar yadro diametri u o'z ichiga zarralar soniga bog'liq bo'ladi va taxminan intervallarni 4 bunday uglerod kabi engil yadro uchun fm 15 bunday qo'rg'oshin kabi og'ir yadro uchun fm. Yadroning kichik hajmiga qaramasdan, atomning deyarli barcha massasi u erda to'plangan. Protonlar massiv, musbat zaryadlangan zarralar, neytronlar esa hech qanday zaryadga ega emas va protonlarga qaraganda bir oz ko'proq massiv. Yadrolarning 1 dan deyarli 300 proton va neytrongacha bo'lgan joyda bo'lishi mumkinligi ularning massasidagi keng o'zgaruvchanlikni tashkil etadi. Vodorodning eng engil yadrosi elektronga nisbatan 1,836 marta katta, og'ir yadrolar esa taxminan 500,000 marta katta.

Asosiy xususiyatlar

Atom raqami

Atomning yagona eng muhim xarakteristikasi uning atom raqami (odatda z harfi bilan belgilanadi), bu yadrodagi musbat zaryad (protonlar) birliklari soni sifatida aniqlanadi. Masalan, agar atom 6 ning Z ga ega bo'lsa, u karbon, 92 ning A Z esa uranga to'g'ri keladi. Neytral atom ijobiy va salbiy ayblovlar aniq muvozanat, shunday qilib, proton va elektronlar soni teng ega. Bir atomning boshqasi bilan qanday ta'sir qilishini aniqlaydigan elektronlar bo'lgani uchun, oxirida atomning kimyoviy xususiyatlarini aniqlaydigan yadrodagi protonlar soni.

Atom massasi va izotoplari

Yadrodagi neytronlar soni atomning massasiga ta'sir qiladi, ammo uning kimyoviy xususiyatlariga emas. Shunday qilib, olti proton va olti neytronli yadro olti proton va sakkiz neytronli yadro bilan bir xil kimyoviy xossalarga ega bo'ladi, garchi ikki massasi har xil bo'ladi. Protonlar soni bir xil, lekin neytronlar soni har xil bo'lgan yadrolar bir-birining izotoplari deb aytiladi. Barcha kimyoviy elementlar ko'p izotoplarga ega.

vodorodning izotoplari

Rasmda vodorod elementining uchta izotopi ko'rsatilgan. Barcha uchta shaklda bitta proton (pushti) va bitta elektron (quyuq yashil) mavjud, ammo yadrodagi neytronlar soni (kulrang) bilan farq qiladi. Protium yoki oddiy vodorod (yuqori) neytronlari yo'q. Deuterium yoki vodorod-2 (pastki chap) bir neytron bor. Tritiy yoki vodorod-3 (pastki o'ng) ikkita neytronga ega.

uzfoydalanuvchilartahrirlash

Atom massa soni deb ataluvchi miqdor—yadrodagi proton va neytronlar sonining yig'indisini berib turli izotoplarni xarakterlash odatiy holdir. Yuqoridagi misolda birinchi atom uglerod-12 yoki 12C (chunki u oltita proton va oltita neytronga ega), ikkinchisi esa uglerod-14 yoki 14c deb ataladi.

Atomlarning massasi uglerod atomining massasining 1/12 qismi-12 yoki 1.660538921 bo'lgan atom massasi birligi bilan o'lchanadi.10-24 gramm. Atomning massasi yadro massasidan ortiqcha elektronlardan iborat, shuning uchun atom massasi proton yoki neytron massasi bilan bir xil emas.

Elektron

Zaryad, massa va spin

Robert Millian yagona elektronlar elektr zaryad o'lchash uchun bir usul to'qib qanday fizik qarang

Millikan neft-tomchi tajriba.

Entsiklopediya, Entsiklopediya, Entsiklopediya.Bu maqola uchun barcha videolarni qarang

Olimlar elektronning manfiy elektr zaryadiga ega ekanligini 19-asr oxiridan beri bilishadi. Ushbu zaryadning qiymati birinchi marta 1909 va 1910 orasida amerikalik fizik Robert Millikan tomonidan o'lchandi. Millikanning yog 'tomchisi tajribasida u yog' tomchisi bo'lgan kamerada mayda yog ' tomchilarini to'xtatdi. Yog ' tomchilarining tushish tezligini o'lchab, ularning og'irligini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. Elektr zaryadiga ega bo'lgan neft tomchilari (masalan, havo orqali harakatlanayotganda ishqalanish natijasida) elektr kuchini qo'llash orqali sekinlashishi yoki to'xtatilishi mumkin. Amaliy elektr kuchini harakatdagi o'zgarishlar bilan taqqoslash orqali Millikan har bir tomchidagi elektr zaryadini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. U ko'p tomchilarni o'lchab bo'lgach, ularning barchasidagi zaryadlar bitta sonning oddiy ko'paytmasi ekanligini aniqladi.

Millikan neft-tomchi tajriba

O'rtasida 1909 va 1910 Amerika fizik Robert Millian neft-tomchi tajribalar bir qator o'tkazdi. Amaliy elektr kuchini moy tomchilari harakatidagi o'zgarishlar bilan taqqoslab, har bir tomchidagi elektr zaryadini aniqlashga muvaffaq bo'ldi. U tomchilarning barchasida elektronning fundamental zaryadi bitta sonning oddiy ko'paytmasi bo'lgan zaryadlar borligini aniqladi.

Entsiklopediya, Entsiklopediya, Entsiklopediya.

Proton ustidagi zaryad elektron bo'yicha deb, lekin ishorasi bo'yicha qarama-qarshi kattalikka teng—ya'ni proton musbat zaryadga ega. Chunki qarama-qarshi elektr zaryadlari bir-birini o'ziga tortadi, elektronlar va protonlar orasida jozibador kuch mavjud. Bu kuch yadro atrofida orbitasida elektronlar tutadi nima, gravitatsiya Quyosh atrofida orbitasida yerni tutadi, deb yo'l kabi bir narsa.

Elektron 9.109382911 atrofida massaga ega, ammo 10-28 gramm. Proton yoki neytronning massasi taxminan 1,836 marta katta. Bu atomning massasi birinchi navbatda yadrodagi proton va neytronlarning massasi bilan aniqlanadi.

Elektron boshqa ichki xususiyatlarga ega. Ulardan biri spin deb ataladi. Elektronni aylanish o'qi atrofida aylanadigan yer kabi bir narsa deb tasavvur qilish mumkin. Aslida, elementar zarralarning aksariyati bu xususiyatga ega. Yerdan farqli o'laroq, ular subatomik dunyoda mavjud va kvant mexanikasi qonunlari bilan boshqariladi. Shuning uchun, bu zarralar o'zboshimchalik bilan aylana olmaydi, lekin faqat muayyan aniq stavkalarda. Bu stavkalar 1/2, 1, 3/2, 2, ... marta aylanishning asosiy birligi bo'lishi mumkin. Proton va neytronlar kabi, elektronlar bor yigirmoq 1/2.