원자의 구조. 원자의 에너지 준위. 양성자, 중성자, 전자

"원자"라는 이름은 그리스어에서 "나눌 수없는"것으로 번역됩니다. 고체, 액체 및 공기와 같은 우리 주위에는 수십억 개의 입자가 들어 있습니다.

원자에 관한 버전의 모습

원자에 대해 처음으로 그것은 세기 이전에 알려지게되었다.AD, 그리스 철학자 데모 크리 토스 (Democritus)는 물질이 작은 입자들을 이동시키는 것으로 물질이 구성되어 있다고 주장했다. 그러나 그때 그들의 존재의 버전을 확인할 방법이 없었습니다. 그리고 아무도이 입자를 볼 수는 없지만, 과학자 만이 현실 세계에서 일어나는 과정을 설명 할 수 있기 때문에이 아이디어는 논의되었습니다. 그러므로, 그들은이 사실을 증명할 수있을 때까지 미립자의 존재를 오래 믿었다.

XIX 세기에만. 그들은 원자의 특정 성질을 가진 화학 원소의 가장 작은 성분으로 분석되기 시작했다. 엄격히 규정 된 양으로 다른 물질과 화합물을 결합시키는 능력. XX 세기가 시작되면 원자는 물질의 최소 입자라고 믿어 져서 심지어 더 작은 단위들로 구성되어 있음이 입증되었습니다.

화학 원소는 무엇입니까?

화학 원소의 원자는 현미경 적이다.문제의 건물 벽돌. 이 미립자의 결정 요인은 원자의 분자 질량이다. Mendeleev의 정기 법칙 발견 만이 그들의 종들이 여러 가지 형태의 단일 물질을 대표한다고 정당화했다. 그들은 매우 작아서 기존의 현미경을 사용할 수 없으며 가장 강력한 전자 장치 만 사용할 수 있습니다. 비교를 위해 남자의 손에 든 머리카락은 백만 배 더 넓다.

원자의 전자 구조는중성자와 양성자, 그리고 항성 주위의 행성과 같이 영구 궤도에서 중심을 중심으로 회전하는 전자가 있습니다. 그들 모두는 우주의 4 대 메인 중 하나 인 전자기력에 의해 고정되어 있습니다. 중성자는 중성 전하를 띤 입자이며 양성자는 양성자이고 전자는 음성입니다. 후자는 양성자 양성자에 끌리기 때문에 궤도에 머물러있는 경향이있다.

원자의 구조

중앙 부분에는 코어 충진재가있다.전체 원자의 최소 부분. 그러나 연구에 따르면 거의 전체 질량 (99.9 %)이 정확하게 그 안에 들어 있습니다. 각 원자는 양성자, 중성자, 전자를 포함합니다. 그 안에 회전하는 전자의 수는 양의 중앙 전하와 같습니다. 원자 Z가 같지만 원자 질량 A와 핵 N에있는 중성자의 수는 같은 동위 원소이지만, 같은 A와 다른 Z와 N 등압선이 있습니다. 전자는 음전하 e = 1.6 • 10-19 쿨롱을 갖는 물질의 최소 입자이다. 이온 전하는 손실되거나 추가 된 전자의 양을 결정합니다. 중성 원자를 전하를 띤 이온으로 변형시키는 과정을 이온화라고합니다.

원자 모델의 새 버전

물리학 자들은 많은 다른 기초 입자들을 발견했다. 원자의 전자 구조는 새로운 버전을 가지고있다.

양성자와 중성자는 아무리그들은 작지 않았고, 작은 입자들로 이루어져 있으며, 이들은 쿼크 (quarks)라고 불립니다. 그들은 원자를 구성하는 새로운 모델을 구성합니다. 초기 과학자들은 이전 모델의 존재에 대한 증거를 수집 했으므로 오늘날 그들은 쿼크의 존재를 증명하려고 시도합니다.

RTM - 미래의 장치

현대 과학자들이 모니터에서 볼 수 있습니다.컴퓨터, 물질의 원자 입자, 그리고 스캐닝 터널링 현미경 (scanning tunneling microscope, RTM)이라는 특별한 도구를 사용하여 표면 위로 이동시킵니다.

이것은 전산화 된 팁이 아주있는 공구부드럽게 물질의 표면 근처를 이동합니다. 팁이 움직이면 전자는 팁과 표면 사이의 틈을 통해 움직입니다. 재료가 완전히 부드럽게 보이지만 사실 원자 수준에서는 고르지 않습니다. 컴퓨터는 물질의 표면지도를 만들어 입자의 이미지를 만들고 과학자는 원자의 성질을 볼 수 있습니다.

방사성 입자

음전하를 띤 이온이 핵 주위를 순환 함.충분히 큰 거리에서. 원자의 구조는 모든 입자 (양성자, 중성자, 전자)가 균형을 이루기 때문에 전체가 정말로 중성이고 전하를 갖지 않는 것과 같습니다.

방사성 원자는 다음과 같은 요소 일 수 있습니다.분할하기 쉽습니다. 그 중심은 많은 양성자와 중성자로 구성되어있다. 단 하나의 양성자를 가진 수소 원자의 다이어그램 만 예외입니다. 핵은 전자 구름으로 둘러 쌓여 있으며 중심을 중심으로 회전하는 것은 그 매력입니다. 양성자는 같은 요금으로 서로 격퇴한다.

이것은 대부분의 작은 입자에는 문제가되지 않지만,여러 가지가 있습니다. 그러나 이들 중 일부는 불안정하다. 특히 92 개의 양성자를 가진 우라늄과 같은 대형 원자로는 불안정하다. 때때로 그의 센터는 그런 짐을 견디지 못한다. 그들은 핵에서 여러 개의 입자를 방출하기 때문에 방사성이라고합니다. 불안정한 코어가 양성자를 제거한 후, 나머지는 새로운 딸을 형성합니다. 새로운 핵에서 양성자의 수에 따라 안정적 일 수 있으며, 더 멀리 나눌 수 있습니다. 이 프로세스는 안정적인 하위 커널이있을 때까지 지속됩니다.

원자의 특성

원자의 물리 화학적 특성은 자연적으로 요소마다 다릅니다. 그것들은 다음의 기본 매개 변수에 의해 결정됩니다.

원자 질량. 미립자의 주요 위치는 양성자와 중성자에 의해 점유되기 때문에, 이들의 합은 원자 질량 단위 (amu)로 표현 된 수에 의해 결정된다. 공식 : A = Z + N.

원자 반경. 반지름은 Mendeleyev 시스템의 원소 위치, 화학 결합, 이웃하는 원자의 수, 양자 역학적 효과에 따라 달라집니다. 핵의 반지름은 엘레멘트 자체의 반지름보다 10 만 배 더 작습니다. 원자의 구조는 전자를 잃어서 양이온으로 변하거나 전자를 추가하여 음이온이 될 수 있습니다.

Mendeleev주기 시스템에서화학 원소가 그 자리를 차지합니다. 표에서 원자의 크기는 위에서 아래로 이동할 때 증가하고 왼쪽에서 오른쪽으로 이동할 때 감소합니다. 다음으로, 가장 작은 원소는 헬륨이며, 가장 큰 원소는 세슘입니다.

원자가. 원자의 외부 전자 껍질은 원자가라고 불리고, 그 안에있는 전자는 적절하게 원자가 전자라고 불린다. 그들의 수는 화학 결합으로 원자가 나머지와 어떻게 결합 하는지를 결정합니다. 후자의 미세 입자를 만드는 방법은 외부 원자가 쉘을 채우려고합니다.

중력, 매력은 보유하고있는 힘입니다.궤도에있는 행성들, 그것 때문에, 손에서 놓아 놓은 물건들이 바닥으로 떨어진다. 사람은 중력을 더 많이 감지하지만 전자기 작용은 여러 번 더 강력합니다. 한 원자에서 하전 된 입자를 끌어 당기는 힘은 그것의 중력보다 100 만 배 더 강력합니다. 그러나 핵의 중심에는 양성자와 중성자를 함께 보유 할 수있는 훨씬 강력한 힘이 있습니다.

원자핵에서의 반응은 핵에서 에너지를 생성합니다.원자로가 분열 된 원자로. 요소가 무거울수록 더 많은 원자로 구성됩니다. 원소에 양성자와 중성자의 총 수를 더하면 그 질량을 알 수 있습니다. 예를 들어 천왕성은 본질적으로 가장 무거운 원소로 235 또는 238의 원자 질량을 가지고 있습니다.

원자 수준의 분열

원자의 에너지 준위는 크기전자가 움직이는 핵 주변의 공간. 전체적으로 주기율표의주기 수에 해당하는 7 개의 궤도 함수가 있습니다. 핵에서 전자의 위치가 멀어 질수록 그것이 소유하고있는 더 중요한 에너지 예비가됩니다. 주기 수는 핵 주위의 원자 궤도 수를 나타냅니다. 예를 들어, 칼륨은 4 번째 원소의 원소이기 때문에 원자의 에너지 준위는 4입니다. 화학 원소의 수는 그 전하와 핵 주변의 전자 수에 해당한다.

원자 - 에너지 원

아마 가장 유명한 과학적 공식그것은 독일의 물리학자인 Einstein에 의해 발견되었습니다. 그녀는 질량이 에너지의 한 형태에 지나지 않는다고 주장한다. 이 이론을 토대로 물질을 에너지로 변환하고 공식을 통해 얻을 수있는 양을 계산할 수 있습니다. 이 변형의 첫 번째 실제 결과는 미국의 로스 알 라모스 사막에서 최초로 시험을 수행 한 원자 폭탄이었고 일본 도시에서 폭발했다. 그리고 폭발물의 일곱 번째 부분 만 에너지로 바뀌었지만 원자 폭탄의 파괴력은 끔찍했습니다.

핵이 에너지를 방출하기 위해서는파괴되어야합니다. 그것을 나눠 내기 위해서는 외부의 중성자에 작용할 필요가 있습니다. 그런 다음 거대한 에너지 방출을 제공하면서 핵은 두 개의 다른 가벼운 물질로 분열합니다. 붕괴는 다른 중성자의 방출로 이어지고 다른 핵을 계속 분열시킵니다. 프로세스가 연쇄 반응으로 바뀌어 엄청난 양의 에너지가 발생합니다.

우리 시대의 핵 반응을 이용한 찬반 양론

물질의 변형에서 해방되는 파괴적인 힘 인류는 원자력 발전소에서 길들이려하고 있습니다. 여기서 핵반응은 폭발의 형태로 일어나는 것이 아니라 열을 점차적으로 되돌려주는 것입니다.

원자력의 생산에는 이점이 있으며죄수. 과학자들에 따르면, 우리 문명을 높은 수준으로 유지하기 위해서는이 거대한 에너지 원을 사용해야합니다. 그러나 가장 진보 된 발전조차도 원자력 발전소의 완전한 안전을 보장 할 수는 없다는 점도 고려해야합니다. 또한 부적절한 저장의 경우 에너지 생산 과정에서 방사성 폐기물이 발생하면 수만 년 동안 자손에게 영향을 미칠 수 있습니다.

체르노빌 사고 이후 더욱더사람들은 원자력의 생산이 인류에게 매우 위험하다고 생각합니다. 이런 종류의 유일한 안전한 발전소는 거대한 힘의 핵 에너지를 가진 태양입니다. 과학자들은 모든 종류의 태양 전지 모델을 개발하고 있으며, 가까운 장래에 인류는 안전한 원자력 에너지를 제공 할 수있을 것입니다.