Цікаві факти про будову атома

Будова атома — цікаві факти

Наш світ сповнений цікавого і пізнавального: Всесвіт, планети, живі істоти. Все це складається з молекул, а молекули з атомів. Представляємо цікаві факти про будову атома.

Пам'ятник

Історія відкриття

Протягом тисячоліть людство замислювалося про будову світу. Поняття «атом «має давньогрецьке коріння і означає»неподільний». Атомізм — теорія, що виникла в Стародавній Греції, яка пояснює, що всі матеріальні об’єкти складаються з атомів — найдрібніших неподільних частинок. Проте в кінці 19 століття вчені дізналися, що атом — не найменша частина всього сущого. В 1897 році завдяки Джозефу Томсону і його експерименту з катодно-променевої трубкою, доповнена електричними котушками, був відкритий електрон. Ернеста Резерфорда прозвали «батько» ядерної фізики, який зробив прорив у відкритті планетарної моделі атома, що дало основу для сучасної — квантово-механічної моделі. У 1911 році він встановив, що атом складається з електронів, що мають негативний заряд, і позитивно зарядженого ядра. Через пару десятиліть, в 1932 році, Джеймсом Чедвіком були знайдені нейтрони.

Модель

Будова «неподільного»

До складу атома входять електрони і ядро, яке, в свою чергу, має в своєму складі протони і нейтрони. Електрони є негативно зарядженими частинками і розташовані на орбітах» атома, протони мають позитивний заряд, а нейтрони — незаряджені .

Ядро атома — дуже масивне і становить близько 99% маси всього атома. Самі ж частинки атома невеликі і, якщо уявити, що атом — це стадіон, то ядро буде маленькою горошиною посередині поля, а електрони — не більше шпилькової головки на найдальших трибун.

У разі, коли кількість електронів і протонів однаково, атом заряджений нейтрально. Іон — це частка речовини, яка негативно (аніон) або позитивно (катіон) заряджена при приєднанні або втрати електрона.

Японія
Хіросіма після ядерного бомбардування

Моделі атома

Один з філософів Стародавньої Греції, Демокрит, вперше заговорив про атома і його суті. Демокріт вважав, що кожна речовина має свої характерні атоми, наприклад, тверді речовини — з гачками, а душа — округлі атоми.  І нехай це було далеко від істини, але це вплинуло в майбутньому на розвиток науки.

Дж. Томсон, який відкрив електрони, запропонував свою модель, що прозвала надалі «пудингом з родзинками». Його ідея полягала в тому, що електроди повсюдно знаходяться в субстанції-«кулі», яка має позитивний заряд.

У 1904 році фізик з Японії Хантаро Нагаока висунув першу, але помилкову, т. зв. «планетарну модель атома». Модель являла собою Сатурна в якості ядра, а на кільцях розміщувалися електрони.

Прорив здійснив Резерфорд, який запропонував в 1911 році іншу модель атома. В даному випадку атом являв собою щось нагадує Сонячну систему, де важке ядро — Сонце, а електрони — планети. Але ця модель не зовсім робота. Згідно класичної електродинаміки електрон при доцентровому прискоренні повинен був втрачати енергію і дуже швидко впасти на електрон. Тому Нільс Бор зазначив, що електрони, судячи з усього, не можуть випромінювати енергію.

Однак всі ці невдачі дали все більше стимулу для нових відкриттів.  У сучасній теорії так само, як і в моделі Резерфорда, до складу атома входять ядро і електрони, проте останні не мають якої-небудь певної траєкторії.

Електрони, протони, нейтрони

Найменший елемент атома є електрон, який формує електронні оболонки атома, які задають хімічні, магнітні, електричні властивості речовини.

Протони і нейтрони в 1836 і в 1839 разів важче електрона. Кількість протонів відповідає порядковому номеру в таблиці Менделєєва і є незмінним для певного елемента. Але зустрічаються такі хімічні елементи, як ізотопи, у яких змінюється тільки кількість нейтронів. Тільки ізотоп водню-1 протій не містить нейтронів.

Поділ ядра

Після відкриття нейтрона почалися дослідження по розщепленню ядер. Багато видають вчені, такі як Ірен Кюрі, Нільс Бор, Джон Уілер доклали не мало сил і часу на цю справу. І в 1939 р. Отто Гана і Фріца Штрассмана домоглися результату. Вони опромінювали повільними нейтронами уран. В результаті нове ядро було в два рази менше, а радіоактивний продукт, який вони отримали, був барій.

Поділ ядра є процесом, що виділяє колосальну кількість енергії. Людство ним користується як джерелом електроенергії (атомні електростанції), так і страшною зброєю — ядерна зброя (застосовували проти мирного населення в 1945 році).