Uzun müddət maddənin bir çox xüsusiyyətləri tədqiqatçılar üçün sirr olaraq qaldı. Niyə bəzi maddələr elektrik cərəyanını yaxşı keçirir, bəziləri isə yox? Nə üçün dəmir atmosferin təsiri altında tədricən parçalanır, nəcib metallar min illər boyu mükəmməl şəkildə qorunub saxlanılır? Bu sualların çoxuna insan atomun quruluşu: onun quruluşu, hər bir elektron təbəqəsindəki elektronların sayı haqqında məlumatlı olduqdan sonra cavab verildi. Üstəlik, atom nüvələrinin quruluşunun ən əsaslarına belə yiyələnmək dünya üçün yeni bir dövr açdı.
Materiyanın elementar kərpici hansı elementlərdən tikilib, onlar bir-biri ilə necə qarşılıqlı əlaqədədirlər, bundan nə öyrənə bilərik?
Müasir elm baxımından atomun quruluşu
Hazırda əksər elm adamları maddənin quruluşunun planetar modelinə riayət etməyə meyllidirlər. Bu modelə görə, hər bir atomun mərkəzində atomla müqayisədə belə kiçik bir nüvə var (bütün atomdan on minlərlə dəfə kiçikdir).atom). Ancaq eyni şeyi nüvənin kütləsi haqqında demək olmaz. Atomun demək olar ki, bütün kütləsi nüvədə cəmləşmişdir. Nüvə müsbət yüklüdür.
Elektronlar Günəş sisteminin planetlərində olduğu kimi dairəvi deyil, üçölçülü (kürələr və həcm səkkizləri) olmaqla müxtəlif orbitlərdə nüvə ətrafında fırlanır. Atomdakı elektronların sayı ədədi olaraq nüvənin yükünə bərabərdir. Lakin elektronu hansısa trayektoriya üzrə hərəkət edən hissəcik hesab etmək çox çətindir.
Onun orbiti kiçikdir və sürəti demək olar ki, işıq şüasının sürətinə bənzəyir, ona görə də elektronu orbiti ilə birlikdə bir növ mənfi yüklü kürə hesab etmək daha düzgündür.
Nüvə ailəsinin üzvləri
Bütün atomlar 3 tərkib elementindən ibarətdir: protonlar, elektronlar və neytronlar.
Proton nüvənin əsas tikinti materialıdır. Onun çəkisi atom vahidinə (bir hidrogen atomunun kütləsi) və ya SI sistemində 1,67 ∙ 10-27 kq-a bərabərdir. Hissəcik müsbət yüklüdür və onun yükü elementar elektrik yükləri sistemində vahid kimi qəbul edilir.
Neytron protonun kütlə əkizidir, lakin heç bir şəkildə yüklü deyil.
Yuxarıdakı iki hissəcik nuklidlər adlanır.
Elektron yüklü protonun əksidir (elementar yük −1-dir). Amma çəki baxımından elektron bizi aşağı salır, onun kütləsi cəmi 9, 12 ∙ 10-31 kq-dır ki, bu da proton və ya neytrondan az qala 2 min dəfə yüngüldür.
Necə "görüldü"
Əgər ən müasir texniki vasitələr belə imkan vermirsə, atomun quruluşunu necə görə bilərsiniz?və qısa müddətdə onun tərkib hissəciklərinin şəkillərini əldə etməyə imkan verməyəcək. Alimlər nüvədəki protonların, neytronların və elektronların sayını və onların yerini necə bildilər?
Atomların planet quruluşu haqqında fərziyyə nazik metal folqanın müxtəlif hissəciklərlə bombalanmasının nəticələrinə əsasən irəli sürülüb. Şəkil müxtəlif elementar hissəciklərin maddə ilə necə qarşılıqlı əlaqədə olduğunu aydın şəkildə göstərir.
Təcrübələrdə metaldan keçən elektronların sayı sıfıra bərabər idi. Bu, sadəcə olaraq izah edilir: mənfi yüklü elektronlar metalın elektron qabıqlarından dəf edilir, onların da mənfi yükü var.
Proton şüası (yük +) folqadan keçdi, lakin "itkilərlə". Bəziləri yola mane olan nüvələr tərəfindən dəf edildi (belə vuruşların ehtimalı çox azdır), bəziləri orijinal trayektoriyadan yayınaraq nüvələrdən birinə çox yaxın uçdu.
Neytronlar metala qalib gəlmək baxımından ən "effektiv" oldu. Neytral yüklü hissəcik yalnız maddənin nüvəsi ilə birbaşa toqquşma zamanı itdi, neytronların 99,99%-i metalın qalınlığından uğurla keçdi. Yeri gəlmişkən, giriş və çıxışdakı neytronların sayına əsasən müəyyən kimyəvi elementlərin nüvələrinin ölçüsünü hesablamaq mümkün idi.
Əldə edilən məlumatlara əsasən, əksər məsələləri uğurla izah edən maddənin strukturunun hazırda dominant nəzəriyyəsi quruldu.
Nə və nə qədər
Atomdakı elektronların sayı atom nömrəsindən asılıdır. Məsələn, adi bir hidrogen atomu varyalnız bir proton. Tək bir elektron orbitdə fırlanır. Dövri cədvəlin növbəti elementi, helium, bir az daha mürəkkəbdir. Onun nüvəsi iki proton və iki neytrondan ibarətdir və beləliklə, atom kütləsi 4-ə bərabərdir.
Serial nömrəsinin artması ilə atomun ölçüsü və kütləsi böyüyür. Dövri cədvəldəki kimyəvi elementin seriya nömrəsi nüvənin yükünə (ondakı protonların sayı) uyğun gəlir. Bir atomdakı elektronların sayı protonların sayına bərabərdir. Məsələn, qurğuşun atomunun (atom nömrəsi 82) nüvəsində 82 proton var. Nüvə ətrafında orbitdə 82 elektron var. Nüvədəki neytronların sayını hesablamaq üçün atom kütləsindən protonların sayını çıxmaq kifayətdir:
207 – 82=125.
Niyə həmişə bərabər ədədlər olur
Kainatımızdakı hər sistem sabitliyə can atır. Atoma tətbiq edildikdə, bu, onun neytrallığı ilə ifadə edilir. Bir anlığa Kainatdakı istisnasız olaraq bütün atomların müxtəlif işarələrə malik bu və ya digər böyüklükdə yükə malik olduğunu təsəvvür etsək, dünyada hansı xaosun baş verəcəyini təsəvvür etmək olar.
Amma atomdakı proton və elektronların sayı bərabər olduğundan, hər bir "kərpicin" ümumi yükü sıfırdır.
Atomdakı neytronların sayı müstəqil qiymətdir. Üstəlik, eyni kimyəvi elementin atomları sıfır yüklü bu hissəciklərin fərqli sayına malik ola bilər. Nümunə:
- 1 proton + 1 elektron + 0 neytron=hidrogen (atom kütləsi 1);
- 1 proton + 1 elektron + 1 neytron=deyterium (atom kütləsi 2);
- 1 proton + 1 elektron + 2neytron=tritium (atom kütləsi 3).
Bu zaman atomdakı elektronların sayı dəyişmir, atom neytral qalır, kütləsi dəyişir. Kimyəvi elementlərin bu cür dəyişmələrinə izotoplar deyilir.
Atom həmişə neytraldır
Xeyr, atomdakı elektronların sayı həmişə protonların sayına bərabər olmur. Bir və ya iki elektron bir müddət atomdan “aparılmasa”, sinklənmə kimi bir şey olmazdı. Hər bir maddə kimi atom da təsir edə bilər.
Atomun xarici təbəqəsindən gələn kifayət qədər güclü elektrik sahəsinin təsiri altında bir və ya bir neçə elektron "uça bilər". Bu zaman maddənin hissəciyi neytral olmağı dayandırır və ion adlanır. Elektrik yükünü bir elektroddan digərinə ötürərək qaz və ya maye mühitdə hərəkət edə bilər. Bu şəkildə, elektrik yükü batareyalarda saxlanılır və bəzi metalların ən nazik təbəqələri digərlərinin səthinə tətbiq olunur (qızıl örtük, gümüş örtük, xrom örtük, nikel örtük və s.).
Elektronların sayı metallarda - elektrik cərəyanının keçiricilərində də qeyri-sabitdir. Xarici təbəqələrin elektronları, sanki, atomdan atoma yeriyərək elektrik enerjisini keçirici vasitəsilə ötürür.
