"Atom" nomi yunon tilidan "bo'linmas" deb tarjima qilingan. Atrofimizdagi hamma narsa - qattiq moddalar, suyuqliklar va havo - bu milliardlab zarrachalardan qurilgan.
Atom haqidagi versiyaning koʻrinishi
Atomlar birinchi marta miloddan avvalgi 5-asrda, yunon faylasufi Demokrit materiya harakatlanuvchi mayda zarrachalardan iborat degan fikrni ilgari surganida maʼlum boʻlgan. Ammo keyin ularning mavjudligi versiyasini tekshirishning iloji bo'lmadi. Va bu zarralarni hech kim ko'ra olmasa ham, g'oya muhokama qilindi, chunki olimlar haqiqiy dunyoda sodir bo'layotgan jarayonlarni tushuntirishning yagona yo'li. Shuning uchun ular mikrozarrachalar mavjudligiga bu haqiqatni isbotlashdan ancha oldin ishonishgan.
Faqat 19-asrda. ular atomlarning o'ziga xos xususiyatlariga - qat'iy belgilangan miqdorda boshqalar bilan birikmalarga kirish qobiliyatiga ega bo'lgan kimyoviy elementlarning eng kichik tarkibiy qismlari sifatida tahlil qilina boshladi. 20-asr boshlarida atomlar materiyaning eng kichik zarralari ekanligiga ishonishgan, toki ular undan ham kichikroq birliklardan tashkil topganligi isbotlanmaguncha.
Kimyoviy element nimadan tuzilgan?
Kimyoviy element atomi materiyaning mikroskopik qurilish blokidir. Atomning molekulyar og'irligi bu mikrozarrachaning belgilovchi xususiyatiga aylandi. Faqatgina Mendeleyev davriy qonunining kashf etilishi ularning turlari bitta moddaning turli shakllari ekanligini tasdiqladi. Ular shunchalik kichikki, ularni oddiy mikroskoplar yordamida ko'rish mumkin emas, faqat eng kuchli elektron qurilmalar. Taqqoslash uchun, inson qo'lidagi tuk million marta kengroq.
Atomning elektron tuzilishi neytronlar va protonlardan, shuningdek, yulduzlar atrofidagi sayyoralar kabi doimiy orbitalarda markaz atrofida aylanishlarni amalga oshiradigan elektronlardan iborat yadroga ega. Ularning barchasi koinotdagi to'rtta asosiy kuchdan biri bo'lgan elektromagnit kuch bilan birlashtiriladi. Neytronlar neytral zaryadga ega zarralardir, protonlar musbat zaryadga ega va elektronlar manfiy zaryadga ega. Ikkinchisi musbat zaryadlangan protonlarga tortiladi, shuning uchun ular orbitada qolishga moyildirlar.
Atom tuzilishi
Markaziy qismida butun atomning minimal qismini toʻldiradigan yadro joylashgan. Ammo tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, deyarli butun massa (99,9%) unda joylashgan. Har bir atomda protonlar, neytronlar va elektronlar mavjud. Undagi aylanadigan elektronlar soni musbat markaziy zaryadga teng. Yadro zaryadi Z bir xil, ammo atom massasi A va yadrodagi neytronlar soni N bo'lgan zarralar izotoplar, A bir xil, Z va N lari har xil bo'lgan zarralar izobarlar deyiladi. Elektron - manfiy materiyaning eng kichik zarrasielektr zaryadi e=1,6 10-19 kulon. Ionning zaryadi yo'qolgan yoki olingan elektronlar sonini aniqlaydi. Neytral atomning zaryadlangan ionga aylanishi jarayoni ionlanish deb ataladi.
Atom modelining yangi versiyasi
Fiziklar shu kungacha boshqa ko'plab elementar zarralarni kashf qilishgan. Atomning elektron tuzilishi yangi versiyaga ega.
Proton va neytronlar qanchalik kichik boʻlmasin, kvarklar deb ataladigan eng kichik zarrachalardan iborat, deb ishoniladi. Ular atom qurilishining yangi modelini tashkil qiladi. Ilgari olimlar avvalgi modelning mavjudligiga dalil yig‘ishgan bo‘lsa, bugun ular kvarklarning mavjudligini isbotlashga harakat qilmoqdalar.
RTM - kelajak qurilmasi
Zamonaviy olimlar kompyuter monitorida moddaning atom zarralarini koʻrishi, shuningdek, skanerlash tunnel mikroskopi (RTM) deb nomlangan maxsus asbob yordamida ularni sirt ustida harakatlantirishi mumkin.
Bu kompyuterlashtirilgan asbob boʻlib, uchi material yuzasiga yaqin joyda juda yumshoq harakat qiladi. Uchi harakatlanayotganda, elektronlar uchi va sirt orasidagi bo'shliqdan o'tadi. Materiallar mukammal silliq ko'rinishga ega bo'lsa-da, aslida atom darajasida notekis. Kompyuter materiya yuzasining xaritasini tuzib, uning zarralari tasvirini yaratadi va shu bilan olimlar atomning xususiyatlarini ko'rishlari mumkin.
Radioaktiv zarralar
Manfiy zaryadlangan ionlar yadro atrofida yetarlicha katta masofada aylanadi. Atomning tuzilishi shundayki, u butundirHaqiqatan ham neytral va elektr zaryadiga ega emas, chunki uning barcha zarralari (protonlar, neytronlar, elektronlar) muvozanatda.
Radiaktiv atom oson boʻlinadigan elementdir. Uning markazi ko'plab proton va neytronlardan iborat. Faqat bitta protonga ega bo'lgan vodorod atomining diagrammasi bundan mustasno. Yadro elektronlar buluti bilan o'ralgan bo'lib, ularni markaz atrofida aylantirishga majbur qiladigan ularning tortishishi. Bir xil zaryadga ega protonlar bir-birini itaradi.
Bu ularning bir nechtasi bo'lgan ko'pchilik kichik zarralar uchun muammo emas. Ammo ularning ba'zilari beqaror, ayniqsa 92 protonga ega uran kabi yiriklari. Ba'zan uning markazi bunday yukga bardosh bera olmaydi. Ular radioaktiv deb ataladi, chunki ular yadrosidan bir nechta zarrachalarni chiqaradilar. Beqaror yadro protonlardan xalos bo'lgach, qolgan protonlar yangi qizni hosil qiladi. U yangi yadrodagi protonlar soniga qarab barqaror bo'lishi mumkin yoki u yanada bo'linishi mumkin. Bu jarayon barqaror bola yadrosi qolguncha davom etadi.
Atomlarning xossalari
Atomning fizik va kimyoviy xossalari tabiiy ravishda bir elementdan ikkinchisiga oʻzgaradi. Ular quyidagi asosiy parametrlar bilan aniqlanadi.
Atom massasi. Mikrozarrachalarning asosiy o'rnini proton va neytronlar egallaganligi sababli ularning yig'indisi atom massa birliklarida (amu) ifodalangan sonni aniqlaydi Formula: A=Z + N.
Atom radiusi. Radius elementning Mendeleyev tizimidagi joylashuviga bog'liq, kimyoviyaloqalar, qo'shni atomlar soni va kvant mexanik ta'siri. Yadro radiusi elementning o'zi radiusidan yuz ming marta kichikdir. Atomning tuzilishi elektronlarni yo'qotib musbat ionga aylanishi yoki elektron qo'shib manfiy ionga aylanishi mumkin.
Mendeleyev davriy sistemasida har qanday kimyoviy element oʻz oʻrnini egallaydi. Jadvalda atomning o'lchami yuqoridan pastga harakat qilganda kattalashadi va chapdan o'ngga o'tganda kamayadi. Bundan eng kichik element geliy va eng kattasi seziydir.
Valentlik. Atomning tashqi elektron qobig'i valentlik qobig'i deb ataladi va undagi elektronlar tegishli nom - valentlik elektronlarini oldi. Ularning soni atomning boshqalar bilan kimyoviy bog'lanish orqali qanday bog'langanligini aniqlaydi. Oxirgi mikrozarrachani yaratish usuli bilan ular tashqi valentlik qobig'ini to'ldirishga harakat qiladilar.
Gravitatsiya, tortishish - bu sayyoralarni orbitada ushlab turadigan kuch, chunki qo'llardan bo'shatilgan jismlar erga tushadi. Inson tortishish kuchini ko'proq sezadi, ammo elektromagnit ta'sir ko'p marta kuchliroqdir. Atomdagi zaryadlangan zarralarni tortuvchi (yoki qaytaruvchi) kuch undagi tortishish kuchidan 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 marta kuchliroqdir. Ammo yadro markazida proton va neytronlarni birga ushlab turadigan yanada kuchliroq kuch bor.
Yadrolardagi reaksiyalar atomlar boʻlingan yadro reaktorlari kabi energiya hosil qiladi. Element qanchalik og'ir bo'lsa, uning atomlari shunchalik ko'p zarralardan qurilgan. Agar elementdagi proton va neytronlarning umumiy sonini qo'shsak, biz buni aniqlaymizmassa. Masalan, tabiatdagi eng ogʻir element boʻlgan uranning atom massasi 235 yoki 238 ga teng.
Atomni darajalarga boʻlish
Atomning energiya darajalari elektron harakatdagi yadro atrofidagi fazoning kattaligidir. Davriy jadvaldagi davrlar soniga mos keladigan jami 7 ta orbital mavjud. Elektronning yadrodan joylashuvi qanchalik uzoq bo'lsa, uning energiya zahirasi shunchalik katta bo'ladi. Davr raqami uning yadrosi atrofidagi atom orbitallari sonini ko'rsatadi. Masalan, Kaliy 4-davr elementi bo'lib, u atomning 4 ta energiya darajasiga ega ekanligini bildiradi. Kimyoviy elementning soni uning zaryadiga va yadro atrofidagi elektronlar soniga mos keladi.
Atom energiya manbai
Ehtimol, eng mashhur ilmiy formulani nemis fizigi Eynshteyn kashf etgan. Uning ta'kidlashicha, massa energiya shaklidir. Ushbu nazariyaga asoslanib, moddani energiyaga aylantirish va uning qancha qismini olish mumkinligini formula bo'yicha hisoblash mumkin. Ushbu transformatsiyaning birinchi amaliy natijasi birinchi marta Los-Alamos cho'lida (AQSh) sinovdan o'tkazilgan va keyin Yaponiya shaharlari ustida portlagan atom bombalari bo'ldi. Garchi portlovchi moddaning yettidan bir qismi energiyaga aylangan bo'lsa-da, atom bombasining halokatli kuchi dahshatli edi.
Yadro o'z energiyasini chiqarishi uchun u qulashi kerak. Uni ajratish uchun tashqaridan kelgan neytron bilan harakat qilish kerak. Keyin yadro ikkita boshqa, engilroq bo'lganlarga bo'linadi va shu bilan birga katta energiya chiqaradi. Parchalanish boshqa neytronlarning chiqishiga olib keladi,va ular boshqa yadrolarni parchalashda davom etadilar. Jarayon zanjirli reaksiyaga aylanadi, natijada katta miqdorda energiya olinadi.
Zamonimizda yadro reaksiyasidan foydalanishning ijobiy va salbiy tomonlari
Materiyaning o'zgarishi jarayonida ajralib chiqadigan halokatli kuch, insoniyat atom elektr stantsiyalarida bo'ysunishga harakat qilmoqda. Bu erda yadro reaktsiyasi portlash shaklida emas, balki issiqlikning asta-sekin chiqishi sifatida sodir bo'ladi.
Atom energiyasini ishlab chiqarishning ijobiy va salbiy tomonlari bor. Olimlarning fikricha, tsivilizatsiyamizni yuksak darajada saqlab qolish uchun ana shu ulkan energiya manbasidan foydalanish zarur. Ammo shuni ham hisobga olish kerakki, hatto eng zamonaviy ishlanmalar ham atom elektr stantsiyalarining to'liq xavfsizligini kafolatlay olmaydi. Bundan tashqari, energiya ishlab chiqarish jarayonida hosil bo'ladigan radioaktiv chiqindilar, agar noto'g'ri saqlansa, o'n minglab yillar davomida avlodlarimizga ta'sir qilishi mumkin.
Chernobil AESdagi avariyadan so'ng tobora ko'proq odamlar atom energiyasi ishlab chiqarishni insoniyat uchun juda xavfli deb hisoblamoqda. Bunday turdagi yagona xavfsiz elektr stantsiyasi - bu ulkan yadro energiyasiga ega Quyosh. Olimlar quyosh batareyalarining barcha turdagi modellarini ishlab chiqishmoqda va ehtimol yaqin kelajakda insoniyat o'zini xavfsiz atom energiyasi bilan ta'minlay oladi.
