|
Mavzu: ATOM YaDROSI TUZILIShI
Reja:
Atom yadrolari haqida umumiy ma’lumotlar.
Yadrolarning o’lchami va zichligi.
Atom yadrosining bog’lanish energiyasi va massa deffekti.
Yadroning energiya holatlari.
Yadro kuchlari. Yadro bo’linish reaksiyalari. Zanjir reaksiya.
Yadro energiyasidan foydalanish sohalari.
Tayanch iboralar:
Yadro kuchlari, yadroning bog’lanish energiyasi. Nuklonlar, massa defekti. Izotoplar, zanjir reaksiyasi yadro reaktori. Bo’linish reaksiyasi, yemirilish doimiysi, aktivlik, massa atom birligi, massa soni o’tuvchanlik qobiliyati, yadro kuchlari, elektron-pozitron juftlik.
Hozirgi vaqtda yadro fizikasi sohasida olingan natijalar ilmiy va amaliy jihatdan nihoyatda muhimdir. Yadrolarni va yadro ichidagi jarayonlarni tekshirish amalda yadro energiyasidan foydalanishga olib kelganligini ko’rsatib o’tishning o’zi yetarlidir.
1932 yilda Chadvik neytronni kashf qildi. Shu kashfiyot yadro fizikasi fanining rivojlanishiga turtki bo’ldi. Shu yilning o’zidayoq Ivanenko va Geyzenberg deyarli bir vaqtda va bir-biridan mustaqil ravishda yadroning hozirgi paytda umumiy qabul qilingan proton-neytron modelini taklif qildilar.
1932 yilda D.D.Ivanenko tomonidan aytilgan va hozirgi vaqtda hamma e’tirof qilgan gipotezaga muvofiq, barcha atom yadrolari tarkibiga faqat ikki xil elementar zarralar – protonlar va neytronlar kiradi.
1919 yilda ingliz fizigi Rezerford tomonidan aniqlagan, Proton musbat zaryadga ega bo’lib, elektron zaryadiga teng (ya’ni, elementar zaryadga teng ) va tinch holatdagi massasi . Bu qiymatni 1930 yilda Bote aniqlagan. Neytronning zaryadi yo’q; uning massasi proton massasidan bir oz kattaroq . Protonni harfi bilan neytronni harfi bilan belgilash qabul qilingan; bu zarralarning umumiy nomi – nuklonlar deyiladi (“nuklon” lotincha so’z bo’lib, yadro, mag’iz ma’nosini anglatadi).
|
Yadrolarning massasi, shu yadro tarkibiga kiruvchi elementar zarrachalar massalari yig’indisidan kichik bo’ladi. Tizim energiyasi . Yadro massa difekti shu yadroning elementar zarrachalardan hosil bo’lishida ajralib chiqadigan energiya miqdorini ifodalaydi.
Atom yadrosining muhim xarakteristikalaridan biri – uning massasidir. 1962 yilgacha massaning atom birligi qilib fizik shkalada kislorod izotopi massasining 1/16 qismi qabul qilingan edi. 1962 yildan boshlab atom massasining yangi uglerod shkalasi qabul qilindi.
Hozirgi zamon mass-spektral texnika vodoroddan tortib to vismutgacha bo’lgan elementlarning massalarini yuqori aniqlikda o’lchash imkonini beradi. Uglerodli shkalada vodorod atomining massasi 1,0078252, neytral massasi 1,0086654 va elektron massasi esa 0,0005486 massa birligiga teng. Massaning bitta atom birligi ga teng.
Massaning bir atom birligining energiyaviy ekvivalenti va deb olsak bo’ladi. Ammo yadro tadqiqotlarida energiyaning birligi sifatida odatda emas, balki elektronvolt ( ), kiloelektronvolt va megaelektronvolt ishlatiladi. Elektronvolt elektronni 1 voltga teng potensiallar farqini bosib o’tganda oladigan energiyasini bildiradi.
; .
Bu yangi birliklardan foydalanib, quyidagiga ega bo’lamiz:
1 elektron massa
Yadro va elementar zarralarning massasini odatda massa atom birligi (m.a.b) da ifodalanadi. Massaning atom birligi qilib uglerod izotopi atomi massasining qismi qabul qilingan. 1 m.a.b . Demak, m.a.b; m.a.b. shunday qilib:
Kimyoviy element atomi yadrosining zaryad soni shu elementning atom nomeri ga teng. Ammo yadro zaryadi protonlar zaryadlari yig’indisiga teng; binobarin, elementning atom yadrosidagi protonlar soni elementning atom nomeri ga teng:
(1)
Atomning qariyib butun massasi uning yadrosidagi to’plangan. Ammo yadro massasi yadroga kiruvchi barcha nuklonlarning massalaridan tashkil topgan. U vaqtda (1) munosabatga ko’ra protonlar va neytronlar sonining yig’indisi atomning massa soni (m.a.b. larda ifodalangan) ga, ya’ni atom og’irligiga eng yaqin bo’lgan butun son A ga teng bo’lishi kerak.
(2)
ni e’tiborga olsak,
(3)
Demak, elementning atom yadrosidagi neytronlar soni elementning massa soni va atom nomeri orasidagi ayirmaga teng.
(4)
Shunday qilib, kimyoviy elementning massa soni va atom nomeriga qarab shu element yadrosidagi protonlar soni va neytronlar sonini bevosita aniqlash mumkin.
Kimyoviy elementlarning atom yadrolarini simvol bilan belgilash qabul qilingan, bunda -element simvoli, -massa soni, -atom nomeri. Masalan, - geliy atomi yadrosini, -kislorod atomi yadrosini bildiradi va shunga o’xshashlar.
Yadroda protonlar soni bir xil, ammo neytronlar soni har xil atomlari izotoplar deyiladi. Masalan, vodorodning 4 ta izotopi bor: protiy (yengil vodorod) , deyteriy (og’ir vodorod) , tritiy (o’ta og’ir vodorod) va yaqinda topilgan va hozircha biror nima bo’lmagan to’rtta nuklonli vodorod.
Protiy (proton) yadrosi bitta protondan tarkib topgan (A=1), deyteriy (deyton) yadrosi - proton va neytrondan (A=2), tritiy (triton) yadrosi -proton va ikkita neytrondan (A=3), to’rtta nuklonli vodorod yadrosi - protondan va uchta neytrondan (A=4) tarkib topgan. Deyteriy kislorod bilan birikib og’ir suvni ; tritiy o’ta og’ir suvni hosil qiladi.
Bir kimyoviy elementning barcha izotoplari elektron qobiqlarining tuzilishi bir xil bo’ladi. Shuning uchun berilgan element izotoplarining kimyoviy xossalari, shuningdek, asosan elektron qobiqning strukturasidan kelib chiqadigan fizik xossalari ham bir xildir. Yadro strukturasidan kelib chiqadigan fizik xossalari (massa soni, zichlik, radioaktivlik va hokazo) ancha farq qiladi. Bu farq yengil kimyoviy elementlarda ayniqsa yaqqol ifodalanganligi tushunarlidir.
Mendeleyev davriy sistemasidan ko’rinadiki, ba’zi elementlarning atom og’irliklari butun sonlardan ancha farq qiladi. 1919 yilda ingliz fizigi Aston bunday elementlar bir qancha izotoplarning aralashmasidan iborat ekanligini mass-spektograf yordamida aniqlagan. Hozirgi vaqtda tabiatda uchraydigan ko’pgina kimyoviy elementlar izotoplar aralashmasi ekanligi aniqlangan. Jumladan, tabiiy vodorod 99,985% protiydan va 0,015% deytriydan tashkil topgan.
Ya.I.Frenkel nazariyasiga ko’ra atom yadrosini suyuqlik tomchisiga o’xshatish mumkin (yadroning tomchi modeli). Suyuqlik tomchisidagi molekulalar o’zaro molekulyar tutinish kuchlari bilan bog’langani singari yadroni tashkil qiluvchi nuklonlar ham o’zaro alohida tortilish kuchlari – yadro kuchlari bilan bog’langan.
Ko’pgina elementlar atom yadrolarining barqarorligi yadro kuchlarining nihoyatda ulkan ekanligini ko’rsatadi: bu kuchlar bir-biriga juda yaqin joylashgan protonlar orasida ta’sir qiladigan ancha kuchli bo’lgan Kulon kuchlaridan ortiq bo’lishi kerak.
Yadro kuchlari faqat juda kichik masofalardagina (10-13 sm tartibida) namoyon bo’ladi. nuklonlar orasidagi masofa bir oz ortganda yadro kuchlari nolgacha kamayadi va kulon kuchlari protonlarni ajratib yuboradi (yadroni parchalaydi).
Yadro kuchlari gravitasion va elektr kuchlari bo’lmay, alohida turdagi kuchlardir. Ularning tabiati va xossalari hali to’liq o’rganilmagan. Hozirgi vaqtda haqiqatga eng yaqin deb yadro kuchlarining mezon nazariyasi hisoblanadi; bu nazariyaga muvofiq nuklonlar bir-biri bilan alohida elementar zarralar – mezonlarni almashish yo’li bilan o’zaro ta’sirlashadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
