Παράδειγμα υποατομικών σωματιδίων

Χημεία / by admin / July 04, 2021

ο Υποατομικά σωματίδια Αυτοί είναι μικροσκοπικές μονάδες που αποτελούν το Atom. Τα πιο σημαντικά είναι τρία: το Πρωτόνιο και το Νετρόνιο σχηματίζοντας τον ατομικό πυρήνα, και το Ηλεκτρόνιο, σε τροχιά γύρω από το τελευταίο.

Η ουσία, ό, τι περιλαμβάνει έναν ιστότοπο στο διάστημα, αποτελείται από θεμελιώδεις ενότητες που ονομάζονται Άτομα. Ο αριθμός των διαφορετικών ατόμων που υπάρχουν είναι ο αριθμός των Χημικά στοιχεία στον περιοδικό πίνακα.

Διαφορετικοί συνδυασμοί ατόμων αποτελούν όλα όσα γνωρίζουμε. Αυτοί οι συνδυασμοί είναι το αντικείμενο μελέτης και των δύο, το Ανόργανη χημεία και το Οργανική χημεία.

Αλλά διερευνάται επίσης στο εσωτερικό των ατόμων, το οποίο συμπίπτει με τη βασική δομή, η οποία αποτελείται από κατώτερα σωματίδια που ονομάζονται Ατομικός Πυρήνας και Ηλεκτρόνια.

ο Ατομικός πυρήνας Αποτελείται από δύο διαφορετικούς τύπους σωματιδίων: Πρωτόνια και νετρόνια.

ο Τα πρωτόνια φέρουν θετικό ηλεκτρικό φορτίο (+) και το Τα νετρόνια δεν φέρουν καμία επιβάρυνση. ο Ηλεκτρόνια με αρνητικό φορτίο (-)

instagram story viewer

Αλληλεπιδρούν με το φορτίο των Πρωτονίων και δημιουργείται ένα φαινόμενο έλξης που κρατά το άτομο σε μια συγκεκριμένη κατάσταση Ενέργειας.

Ένα άτομο λέγεται ότι είναι σταθερό όταν τα θετικά και αρνητικά φορτία ακυρώνουν το ένα το άλλο.

Ηλεκτρόνιο

Ο αέρας σε συνηθισμένη πίεση ασκεί ηλεκτρικό ρεύμα πολύ άσχημα. Όμως ο αέρας με σπάνια ατμόσφαιρα, όπως υπάρχει σε ένα σωλήνα εκκένωσης κενού, διοχετεύει το ρεύμα με τη μορφή δέσμης σωματιδίων που ονομάζεται Cathode Rays. Το 1879, ο Sir William Crookes απέδειξε ότι τα σωματίδια είχαν ηλεκτρικό φορτίο.

Το 1895, ο Jean Perrin κατάφερε να επαληθεύσει ότι η χρέωση είναι αρνητική. και στα σωματίδια δόθηκε το όνομα Ηλεκτρόνια. Την ίδια χρονιά, μελετώντας την εκτροπή των ακτίνων σε ένα ηλεκτρικό πεδίο, Sir J. Ι. Ο Thompson καθόρισε την τιμή του Ειδικού φορτίου, που είναι ο λόγος μεταξύ της φόρτισης του Ηλεκτρονίου (e) και της μάζας (m) του Ηλεκτρονίου.

Από την τιμή 1,7592 * 10⁸ Coulombs / gram "e / m" και η τιμή του "e" (1,602 * 10^-19 Coulombs), καθορίστηκε για πρώτη φορά από τον R. ΠΡΟΣ ΤΗΝ. Millikan το 1917, υπολογίστηκε η μάζα του ηλεκτρονίου, που είναι το 1/1838 της μάζας του ατόμου υδρογόνου.

Φόρτιση ηλεκτρονίων = 1,602 * 10^-19 Κουλούμπ

Μάζα του Ηλεκτρονίου = 1/1838 της μάζας του ατόμου Υδρογόνου

Οι πρώτοι προσδιορισμοί του φορτίου του ηλεκτρονίου έγιναν από τον Townsend (1897), J. Ι. Thomson και H. ΠΡΟΣ ΤΗΝ. Wilson (1903), ο τελευταίος χρησιμοποιώντας την κάμερα του C. Τ. Ρ. Ο Wilson (1897) παράγει ομίχλη, μια συσκευή που χρησιμοποιείται ευρέως στην έρευνα της ατομικής δομής.

Τα ηλεκτρόνια βρίσκονται στο εξωτερικό μέρος του ατόμου, περιγράφοντας μια κίνηση γύρω από τον πυρήνα, όπως και οι πλανήτες γύρω από τον Ήλιο. Ο αριθμός των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα είναι αυτό που λέει ποιο χημικό στοιχείο είναι.

Για παράδειγμα, εάν υπάρχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο στο άτομο, το στοιχείο είναι υδρογόνο. Εάν υπάρχουν 23 ηλεκτρόνια, είναι νάτριο. Εάν υπάρχουν 80 ηλεκτρόνια, το στοιχείο είναι ο υδράργυρος.

Ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω από τον ατομικό πυρήνα

Πρωτόνιο

Όταν ένα ηλεκτρικό ρεύμα διέρχεται μέσω ενός σωλήνα κενού στον οποίο ένας διάτρητος δίσκος δρα ως α Η κάθοδος (αρνητικό ηλεκτρόδιο), οι ακτίνες καθόδου (ηλεκτρόνια) κατευθύνονται προς την άνοδο (ηλεκτρόδιο) θετικός); αλλά τα θετικά φορτισμένα σωματίδια εμφανίζονται στην άλλη πλευρά της καθόδου και μπορούν να εκτραπούν από ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο.

Το φορτίο αυτών των σωματιδίων, αν και θετικό, είναι πάντα ίσο ή πολλαπλάσιο αυτού του ηλεκτρονίου. Η μάζα ενός θετικά φορτισμένου σωματιδίου ποικίλλει ανάλογα με τη φύση του αερίου που περικλείεται στον σωλήνα. Γενικά είναι ίσο με αυτό του ατόμου αερίου. Οι δέσμες αυτών των σωματιδίων ονομάζονται θετικές ακτίνες.

Εάν ο σωλήνας περιέχει υδρογόνο, κάθε θετικό σωματίδιο έχει περίπου τη μάζα ενός ατόμου υδρογόνου και το φορτίο του είναι ίσο σε μέγεθος με αυτό του ηλεκτρονίου. Το άτομο υδρογόνου είναι το ελαφρύτερο και απλούστερο από όλα τα άτομα, και τα σωματίδια θετικών ακτίνων που λαμβάνονται από αυτό είναι τα ελαφρύτερα και απλούστερα από όλα τα θετικά σωματίδια.

Proton Charge = 1,602 * 10^-19 Κουλούμπ

Proton Mass = Μάζα υδρογόνου ατόμου

Ο Rutherford διαπίστωσε ότι αυτό το ίδιο θετικό σωματίδιο παράγεται συχνά βομβαρδίζοντας διαφορετικά στοιχεία με ακτίνες που εκπέμπονται από το Radium. Κάλεσε αυτό το απλούστερο θετικό σωματίδιο Πρωτόνιο, και κατέληξε στο συμπέρασμα ότι είναι συστατικό του Atom.

Νετρόνια

Σήμερα είναι κοινώς αποδεκτό ότι ένα άτομο αποτελείται από έναν μικρό πυρήνα με θετικά ηλεκτρικά φορτία ίσο σε αριθμό με τον ατομικό αριθμό (αριθμός ηλεκτρονίων σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα) στο κέντρο ή πολύ κοντά σε αυτόν, του διαθέσιμου χώρου για ολόκληρο το Atom και αρνητικών ηλεκτρονίων στο εξωτερικό μέρος του εν λόγω χώρος.

Ο αριθμός των ηλεκτρονίων συμπίπτει με τον αριθμό των θετικών φορτίων στον Πυρήνα. Με εξαίρεση το άτομο υδρογόνου, η μάζα του ατόμου εξηγείται από το γεγονός ότι ο πυρήνας περιέχει όχι μόνο πρωτόνια, αλλά και ορισμένα ουδέτερα σωματίδια, τα οποία Θεωρήθηκαν αρχικά ως εξουδετερωμένα πρωτόνια (το καθένα σε συνδυασμό με ένα ηλεκτρόνιο), αλλά σήμερα έχουν αναγνωριστεί ως θεμελιώδεις μονάδες ύλης με μάζα, ονομάστηκε Νετρόνια.

Άλλα υποατομικά σωματίδια

Εκτός από τα ηλεκτρόνια, τα πρωτόνια και τα νετρόνια, άλλα σωματίδια που θεωρούνται επίσης ως συστατικά ατόμων είναι σήμερα γνωστά: είναι τα Θετικόν ηλεκτρόνιο, ο Meson ή Mesotrón και το Neutrino.

ο Ποζιτρόνια ανακαλύφθηκαν από τον Carl Anderson (1932) στην αλληλεπίδραση των κοσμικών ακτίνων (ακτινοβολία που φτάνει στη Γη από το Διάστημα) με την ύλη και σε ορισμένες διαδικασίες ραδιενέργειας τεχνητός. Τα ποζιτρόνια είναι πανομοιότυπα με τα ηλεκτρόνια, μόνο το φορτίο τους είναι θετικό αντί αρνητικό. Η ύπαρξή τους ως ελεύθερων σωματιδίων είναι εξαιρετικά μικρή, με λιγότερο από το ένα εκατοστό του δευτερολέπτου.

ο Μεσόνια Ανακαλύφθηκαν επίσης από τον Carl Anderson σε συνεργασία με τον Seth Neddermeyer (1936) από τη δράση των Cosmic Rays με την ύλη. Έχουν μάζα, φαίνεται να είναι μη σταθερή και περίπου ίση με το ένα δέκατο του Proton, και θετικό ή αρνητικό ηλεκτρικό φορτίο. Έχουν πολύ σύντομη ζωή και υποτίθεται ότι αποσυντίθενται σε νετρίνα συν ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια. Η προσπάθεια τεχνητής λήψης μεσονίων στο εργαστήριο, με τη χρήση επιταχυντών ιόντων και ηλεκτρόνια (κυκλοτρόνιο, βητάτρον, συγχροντρόν, κ.λπ.) που τροφοδοτούν αυτές τις τεράστιες ενέργειες, έχει επιτευχθεί σε 1948.

ο Νετρίνος Είναι σωματίδια με μάζα ίση με εκείνη των ηλεκτρονίων και των ποζιτρονίων, αλλά χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Η ύπαρξή του υποτίθεται ότι ο Fermi το 1925 εξηγεί ορισμένους ενεργητικούς υπολογισμούς στην εκπομπή Beta Particles από ραδιενεργές ουσίες. Αν και νέα πειράματα μπορούν να εξηγηθούν τέλεια από την ύπαρξη νετρίνων, δεν έχει βρεθεί οριστική απόδειξη για αυτό.