الذرة هي أصغر جسيم في عنصر كيميائي يحتفظ بجميع خواصه الكيميائية. تتكون الذرة من نواة موجبة الشحنة وإلكترونات سالبة الشحنة. شحنة نواة أي عنصر كيميائي تساوي حاصل ضرب Z و e ، حيث Z هو الرقم التسلسلي لهذا العنصر في النظام الدوري للعناصر الكيميائية ، و e هي قيمة الشحنة الكهربائية الأولية.
إلكترون- هذا هو أصغر جسيم من مادة ذات شحنة كهربائية سالبة e = 1.6 · 10 -19 كولوم ، تؤخذ كشحنة كهربائية أولية. توجد الإلكترونات ، التي تدور حول النواة ، على غلاف الإلكترون K ، L ، M ، إلخ. K هي الغلاف الأقرب للنواة. يتحدد حجم الذرة بحجم غلافها الإلكتروني. يمكن للذرة أن تفقد إلكتروناتها وتصبح أيونًا موجبًا ، أو تكتسب إلكترونات وتصبح أيونًا سالبًا. تحدد شحنة أيون عدد الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة. تسمى عملية تحويل الذرة المحايدة إلى أيون مشحون بالتأين.
نواة ذرية(الجزء المركزي من الذرة) يتكون من جسيمات نووية أولية - البروتونات والنيوترونات. نصف قطر النواة أصغر بحوالي مائة ألف مرة من نصف قطر الذرة. كثافة النواة الذرية عالية للغاية. البروتونات- هذه جسيمات أولية مستقرة لها وحدة شحنة كهربائية موجبة وكتلة أكبر 1836 مرة من كتلة الإلكترون. البروتون هو نواة أخف عنصر ، الهيدروجين. عدد البروتونات في النواة هو Z. نيوترونهو جسيم أولي متعادل (ليس له شحنة كهربائية) كتلته قريبة جدًا من كتلة البروتون. نظرًا لأن كتلة النواة هي مجموع كتلة البروتونات والنيوترونات ، فإن عدد النيوترونات في نواة الذرة هو A - Z ، حيث A هو العدد الكتلي لنظير معين (انظر). يُطلق على البروتون والنيوترون اللذان يشكلان النواة اسم نيوكليونات. في النواة ، ترتبط النكليونات بقوى نووية خاصة.
تحتوي النواة الذرية على مخزون ضخم من الطاقة ، والذي يتم إطلاقه أثناء التفاعلات النووية. تحدث التفاعلات النووية عندما تتفاعل النوى الذرية مع الجسيمات الأولية أو مع نوى العناصر الأخرى. نتيجة للتفاعلات النووية ، تتشكل نوى جديدة. على سبيل المثال ، يمكن أن يتحول النيوترون إلى بروتون. في هذه الحالة ، يتم إخراج جسيم بيتا ، أي الإلكترون ، من النواة.
يمكن أن يتم الانتقال في نواة البروتون إلى نيوترون بطريقتين: إما جسيم له كتلة مساوية لكتلة الإلكترون ، ولكن بشحنة موجبة ، تسمى البوزيترون (اضمحلال البوزيترون) ، ينبعث من النواة ، أو النواة تلتقط أحد الإلكترونات من أقرب K-shell (K -capture).
في بعض الأحيان ، تحتوي النواة المشكلة على فائض من الطاقة (تكون في حالة استثارة) ، وعند المرور إلى الحالة الطبيعية ، يطلق طاقة زائدة على شكل إشعاع كهرومغناطيسي بطول موجي قصير جدًا -. يتم استخدام الطاقة المنبعثة أثناء التفاعلات النووية عمليًا في مختلف الصناعات.
الذرة (الذرة اليونانية - غير قابلة للتجزئة) هي أصغر جزء من عنصر كيميائي له خصائصه الكيميائية. يتكون كل عنصر من أنواع معينة من الذرات. يتضمن هيكل الذرة النواة التي تحمل شحنة كهربائية موجبة ، وإلكترونات سالبة الشحنة (انظر) ، مكونة غلافها الإلكتروني. قيمة الشحنة الكهربائية للنواة تساوي Ze ، حيث e هي الشحنة الكهربية الأولية ، وتساوي في مقدار شحنة الإلكترون (4.8 10 -10 e.-st. وحدة) ، و Z هو العدد الذري من هذا العنصر في النظام الدوري للعناصر الكيميائية (انظر). نظرًا لأن الذرة غير المتأينة محايدة ، فإن عدد الإلكترونات المتضمنة فيها يساوي أيضًا Z. يتضمن تكوين النواة (انظر. النواة الذرية) nucleons ، وهي جسيمات أولية كتلتها تزيد بمقدار 1840 مرة تقريبًا عن كتلة الإلكترون (يساوي 9.1 10 - 28 جم) ، البروتونات (انظر) ، النيوترونات موجبة الشحنة ، والنيوترونات عديمة الشحن (انظر). يُطلق على عدد النكليونات في النواة رقم الكتلة ويُشار إليه بالحرف أ. ويحدد عدد البروتونات في النواة ، التي تساوي Z ، عدد الإلكترونات التي تدخل الذرة ، وهيكل غلاف الإلكترون والمادة الكيميائية خصائص الذرة. عدد النيوترونات في النواة هو A-Z. تسمى النظائر أنواعًا مختلفة من نفس العنصر ، حيث تختلف ذراتها عن بعضها البعض في الكتلة العدد أ ، ولكن لها نفس Z. وهكذا ، في نوى ذرات النظائر المختلفة لعنصر واحد ، يوجد عدد مختلف من النيوترونات مع نفس العدد من البروتونات. عند تعيين النظائر ، يتم كتابة رقم الكتلة أ أعلى رمز العنصر ، والرقم الذري في أسفله ؛ على سبيل المثال ، يتم الإشارة إلى نظائر الأكسجين: 
يتم تحديد أبعاد الذرة من خلال أبعاد غلاف الإلكترون ، وبالنسبة إلى Z كلها حوالي 10-8 سم. نظرًا لأن كتلة كل إلكترونات الذرة تقل عدة آلاف من المرات عن كتلة النواة ، فإن كتلة تتناسب الذرة مع العدد الكتلي. يتم تحديد الكتلة النسبية لذرة نظير معين فيما يتعلق بكتلة ذرة نظير الكربون C 12 ، مأخوذة على هيئة 12 وحدة ، وتسمى الكتلة النظيرية. اتضح أنه قريب من العدد الكتلي للنظير المقابل. الوزن النسبي لذرة عنصر كيميائي هو المتوسط (مع الأخذ في الاعتبار الوفرة النسبية لنظائر عنصر معين) قيمة الوزن النظيري ويسمى الوزن الذري (الكتلة).
الذرة عبارة عن نظام مجهري ، ولا يمكن تفسير هيكلها وخصائصها إلا بمساعدة نظرية الكم ، التي تم إنشاؤها بشكل أساسي في العشرينات من القرن العشرين وتهدف إلى وصف الظواهر على نطاق ذري. أظهرت التجارب أن الجسيمات الدقيقة - الإلكترونات والبروتونات والذرات وما إلى ذلك - بالإضافة إلى الجسيم ، لها خصائص موجية تظهر نفسها في الانعراج والتداخل. في نظرية الكم ، يتم استخدام حقل موجة معين يتميز بوظيفة موجية (Ψ-function) لوصف حالة الأجسام الدقيقة. تحدد هذه الوظيفة احتمالات الحالات المحتملة لجسم دقيق ، أي أنها تميز الاحتمالات المحتملة لإظهار واحدة أو أخرى من خصائصه. يلعب قانون تغير الوظيفة Ψ في المكان والزمان (معادلة شرودنجر) ، الذي يجعل من الممكن العثور على هذه الوظيفة ، نفس الدور في نظرية الكم مثل قوانين نيوتن للحركة في الميكانيكا الكلاسيكية. يؤدي حل معادلة شرودنجر في كثير من الحالات إلى حالات منفصلة محتملة للنظام. لذلك ، على سبيل المثال ، في حالة الذرة ، يتم الحصول على سلسلة من الوظائف الموجية للإلكترونات المقابلة لقيم طاقة (كمية) مختلفة. تلقى نظام مستويات الطاقة في الذرة ، المحسوب بأساليب نظرية الكم ، تأكيدًا رائعًا في التحليل الطيفي. يحدث انتقال الذرة من الحالة الأرضية المقابلة لأدنى مستوى طاقة E 0 إلى أي من الحالات المثارة E i عندما يتم امتصاص جزء معين من الطاقة E i - E 0. تذهب الذرة المثارة إلى حالة أقل إثارة أو حالة أرضية ، عادةً مع انبعاث فوتون. في هذه الحالة ، طاقة الفوتون hv تساوي الفرق بين طاقات الذرة في حالتين: hv = E i - E k حيث h هو ثابت بلانك (6.62 · 10 -27 erg · sec) ، v هو التردد من الضوء.
بالإضافة إلى الأطياف الذرية ، جعلت نظرية الكم من الممكن تفسير الخصائص الأخرى للذرات. على وجه الخصوص ، تم شرح التكافؤ وطبيعة الرابطة الكيميائية وهيكل الجزيئات ، وتم إنشاء نظرية النظام الدوري للعناصر.
مقدمة
لا تقدم النظرية الحالية لبنية الذرة إجابة للعديد من الأسئلة التي تنشأ في سياق الأعمال العملية والتجريبية المختلفة. على وجه الخصوص ، لم يتم بعد تحديد الجوهر المادي للمقاومة الكهربائية. لا يمكن أن ينجح البحث عن الموصلية الفائقة في درجات الحرارة العالية إلا إذا عرف المرء جوهر المقاومة الكهربائية. بمعرفة بنية الذرة ، يمكن للمرء أن يفهم جوهر المقاومة الكهربائية. ضع في اعتبارك بنية الذرة ، مع مراعاة الخصائص المعروفة للشحنات والمجالات المغناطيسية. النموذج الكوكبي للذرة الذي اقترحه رذرفورد هو الأقرب للواقع ويتوافق مع البيانات التجريبية. ومع ذلك ، فإن هذا النموذج يتوافق فقط مع ذرة الهيدروجين.
الفصل الأول
بروتون وإلكترون
1. الهيدروجين
الهيدروجين هو أصغر الذرات ، لذلك يجب أن تحتوي ذرته على قاعدة ثابتة من ذرة الهيدروجين وبقية الذرات. ذرة الهيدروجين هي بروتون وإلكترون ، بينما الإلكترون يدور حول البروتون. يُعتقد أن شحنات الإلكترون والبروتون هي شحنة وحدة ، أي الحد الأدنى. تم تقديم فكرة الإلكترون كحلقة دوامة ذات نصف قطر متغير بواسطة VF Mitkevich (L. 1). أظهر العمل اللاحق الذي قام به وو وبعض الفيزيائيين الآخرين أن الإلكترون يتصرف مثل حلقة دوامة دوارة ، يتم توجيه دورانها على طول محور حركتها ، أي أن الإلكترون عبارة عن حلقة دوامة تم تأكيده تجريبياً. في حالة السكون ، لا ينتج الإلكترون ، الذي يدور حول محوره ، مجالات مغناطيسية. فقط عند الحركة يشكل الإلكترون خطوط قوة مغناطيسية.
إذا كانت شحنة البروتون موزعة على السطح ، فإنها تدور مع البروتون ، وستدور حول محورها فقط. في هذه الحالة ، مثل الإلكترون ، لن تشكل شحنة البروتون مجالًا مغناطيسيًا.
ثبت تجريبياً أن للبروتون مجال مغناطيسي. لكي يكون للبروتون مجال مغناطيسي ، يجب أن تكون شحنته على شكل بقعة على سطحه. في هذه الحالة ، عندما يدور البروتون ، ستتحرك شحنته في دائرة ، أي ستكون لها سرعة خطية ، وهو أمر ضروري للحصول على المجال المغناطيسي للبروتون.
بالإضافة إلى الإلكترون ، يوجد أيضًا بوزيترون يختلف عن الإلكترون فقط في أن شحنته موجبة ، أي أن شحنة البوزيترون تساوي شحنة البروتون في كلٍ من الإشارة والحجم. بمعنى آخر ، الشحنة الموجبة للبروتون هي البوزيترون ، لكن البوزيترون هو الجسيم المضاد للإلكترون ، وبالتالي فهو حلقة دوامة لا يمكن أن تنتشر على كامل سطح البروتون. وبالتالي ، فإن شحنة البروتون هي البوزيترون.
عندما يتحرك إلكترون بشحنة سالبة ، يجب أن يكون بوزيترون البروتون تحت تأثير قوى كولوم على سطح البروتون على مسافة لا تقل عن الإلكترون (الشكل 1). وهكذا ، يتم تكوين زوج من الشحنات المعاكسة ، مترابطين بأقصى قوة كولوم. لأن شحنة البروتون بالتحديد هي بوزيترون ، فإن شحنتها تساوي قيمة الإلكترون المطلقة.عندما تتفاعل شحنة البروتون بأكملها مع شحنة الإلكترون ، فلا توجد شحنة "إضافية" للبروتون ، مما قد يؤدي إلى تكوين قوى تنافر كهربائية بين البروتونات.
عندما يتحرك إلكترون حول بروتون في الاتجاه الموضح في الشكل. 1 ، تتحرك الشحنة الموجبة بالتزامن معها بسبب قوة كولوم. تشكل الشحنات المتحركة مجالات مغناطيسية حولها (الشكل 1). في هذه الحالة ، يتشكل مجال مغناطيسي في عكس اتجاه عقارب الساعة حول الإلكترون ، ومجال مغناطيسي في اتجاه عقارب الساعة حول البوزيترون. نتيجة لذلك ، يتم تكوين مجال إجمالي من شحنتين بين الشحنات ، مما يمنع "سقوط" الإلكترون على البروتون.
في جميع الأشكال ، تم تصوير البروتونات والنيوترونات على أنها كرات من أجل البساطة. في الواقع ، يجب أن تكون في شكل تكوينات دوامة حلقية من الأثير (L 3).
وبالتالي ، فإن ذرة الهيدروجين لها الشكل وفقًا للشكل. 2 لكن). يتوافق شكل المجال المغناطيسي للذرة مع مغناطيس على شكل حلقة مع مغنطة على طول محور دوران الشحنات (الشكل 2). ب).
بالعودة إلى عام 1820 ، اكتشف أمبير تفاعل التيارات - جاذبية الموصلات المتوازية مع التيار المتدفق في اتجاه واحد. في وقت لاحق ، تم تحديد تجريبيًا أن الشحنات الكهربائية التي تحمل الاسم نفسه ، تتحرك في اتجاه واحد ، تنجذب إلى بعضها البعض (L. 2).
يشهد تأثير القرص أيضًا على حقيقة أن الشحنات يجب أن تقترب من بعضها البعض ، أي تنجذب إلى بعضها البعض. تأثير الضغط هو تأثير الانكماش الذاتي للتفريغ ، خاصية قناة التيار الكهربائي في وسط موصل مضغوط لتقليل المقطع العرضي تحت تأثير المجال المغناطيسي الخاص بها الناتج عن التيار نفسه (L.4).
نظرًا لأن التيار الكهربائي هو أي حركة منظمة للشحنات الكهربائية في الفضاء ، فإن مسارات الإلكترونات والبوزيترونات للبروتونات هي قنوات حالية يمكنها الاقتراب من بعضها البعض تحت تأثير المجال المغناطيسي المتولد عن الشحنات نفسها.
وبالتالي ، عندما يتم دمج ذرتين من الهيدروجين في جزيء ، فإن الشحنات التي تحمل الاسم نفسه سوف تتحد في أزواج وتستمر في الدوران في نفس الاتجاه ، ولكن بالفعل بين البروتونات ، مما يؤدي إلى توحيد مجالاتها.
يحدث تقارب الإلكترونات والبروتونات حتى اللحظة التي تصبح فيها قوة التنافر لنفس الشحنات مساوية للقوة التي تسحب الشحنات من المجال المغناطيسي المزدوج.
على التين. 3 أ) ، ب)و في)يظهر تفاعل شحنات الإلكترون وبروتون ذرات الهيدروجين عندما يتم دمجها في جزيء الهيدروجين.
على التين. يوضح الشكل 4 جزيء الهيدروجين بخطوط القوة المغناطيسية التي شكلتها مولدات مجالات ذرتين من الهيدروجين. أي أن جزيء الهيدروجين له مولد مجال مزدوج وتدفق مغناطيسي إجمالي أكبر مرتين.
درسنا كيف يتحد الهيدروجين في جزيء ، لكن جزيء الهيدروجين لا يتفاعل مع العناصر الأخرى حتى عند مزجه بالأكسجين.
الآن دعونا ننظر في كيفية تقسيم جزيء الهيدروجين إلى ذرات (الشكل 5). عندما يتفاعل جزيء الهيدروجين مع موجة كهرومغناطيسية ، يكتسب الإلكترون طاقة إضافية ، وهذا يجلب الإلكترونات إلى المسارات المدارية (الشكل 5). جي).
اليوم ، من المعروف أن الموصلات الفائقة ليس لها مقاومة كهربائية. تتكون هذه الموصلات من ذرات ولا يمكن أن تكون موصلات فائقة إلا إذا كانت ذراتها موصلات فائقة ، أي البروتون أيضًا. لطالما عُرف ارتفاع الموصل الفائق فوق مغناطيس دائم ، بسبب تحريض تيار فيه بواسطة مغناطيس دائم ، يتم توجيه مجاله المغناطيسي نحو مجال مغناطيس دائم. عند إزالة الحقل الخارجي من الموصل الفائق ، يختفي التيار الموجود فيه. يؤدي تفاعل البروتونات مع الموجة الكهرومغناطيسية إلى حقيقة أن التيارات الدوامة تحدث على أسطحها. نظرًا لوجود البروتونات بجانب بعضها البعض ، فإن التيارات الدوامة توجه المجالات المغناطيسية نحو بعضها البعض ، مما يزيد من التيارات ومجالاتها حتى يتكسر جزيء الهيدروجين إلى ذرات (الشكل 5). جي).
يحدث خروج الإلكترونات إلى المسارات المدارية وظهور التيارات التي تكسر الجزيء في وقت واحد. عندما تطير ذرات الهيدروجين بعيدًا عن بعضها ، تختفي التيارات الدوامة ، وتبقى الإلكترونات في مسارات مدارية.
وبالتالي ، بناءً على التأثيرات الفيزيائية المعروفة ، حصلنا على نموذج لذرة الهيدروجين. حيث:
1. تعمل الشحنات الموجبة والسالبة في الذرة على الحصول على خطوط قوة من المجالات المغناطيسية ، والتي ، كما هو معروف في الفيزياء الكلاسيكية ، تتشكل فقط عندما تتحرك الشحنات. تحدد خطوط قوة المجالات المغناطيسية جميع الروابط داخل الذرة وبين الذرية والجزيئية.
2. تتفاعل الشحنة الموجبة الكاملة للبروتون - البوزيترون - مع شحنة الإلكترون ، وتخلق أقصى قوة كولوم لجذب الإلكترون ، كما أن تساوي الشحنات في القيمة المطلقة يستبعد البروتون من وجود قوى تنافر للبروتونات المجاورة .
3. عمليًا ، ذرة الهيدروجين عبارة عن مولد مغناطيسي بروتون-إلكترون (PEMG) ، والذي يعمل فقط عندما يكون البروتون والإلكترون معًا ، أي يجب أن يكون زوج البروتون والإلكترون معًا دائمًا.
4. عندما يتشكل جزيء الهيدروجين ، الإلكترونات يقترن ويدوران معًا بين الذرات ،خلق مجال مغناطيسي مشترك يبقيهم متزاوجين. كما تقترن بوزيترونات البروتونتحت تأثير مجالاتها المغناطيسية وتجمع البروتونات معًا لتشكيل جزيء الهيدروجين أو أي جزيء آخر. تعتبر الشحنات الموجبة المزدوجة هي القوة المحددة الرئيسية في الترابط الجزيئي ، حيث ترتبط البوزيترونات مباشرة بالبروتونات ولا يمكن فصلها عن البروتونات.
5. تحدث الروابط الجزيئية لجميع العناصر بطريقة مماثلة. يتم توفير اتصال الذرات بجزيئات العناصر الأخرى من خلال تكافؤ البروتونات مع إلكتروناتها ، أي أن إلكترونات التكافؤ تشارك في كل من توصيل الذرات بجزيئات وفي كسر الروابط الجزيئية. وهكذا ، يتم توفير كل اتصال للذرات في جزيء عن طريق زوج واحد من تكافؤ البروتون والإلكترون (VPPE) من كل ذرة لكل رابطة جزيئية. تتكون EPES دائمًا من بروتون وإلكترون.
6. عندما تنكسر الرابطة الجزيئية ، يلعب الإلكترون الدور الرئيسي ، لأنه ، عند دخوله المسار المداري حول البروتون ، يسحب بوزيترون البروتون من الزوج الموجود بين البروتونات إلى "خط الاستواء" للبروتون ، وبالتالي ضمان كسر الرابطة الجزيئية.
7. عندما يتم تكوين جزيء الهيدروجين وجزيئات العناصر الأخرى ، يتم تكوين PEMG مزدوج.
أحجام وكتل الذرات صغيرة. نصف قطر الذرات هو 10-10 م ، ونصف قطر النواة هو 10-15 م. يتم تحديد كتلة الذرة بقسمة كتلة مول واحد من ذرات العنصر على عدد الذرات في 1 مول (NA = 6.02 10 23 مول -1). كتلة الذرات تتراوح بين 10-27 ~ 10-25 كجم. عادة ما يتم التعبير عن كتلة الذرات بوحدات الكتلة الذرية (a.m.u). ل a.u.m. تم اعتماد 1/12 من كتلة ذرة نظير الكربون 12 ج.
الخصائص الرئيسية للذرة هي شحنة نواتها (Z) وعدد الكتلة (A). عدد الإلكترونات في الذرة يساوي شحنة نواتها. يتم تحديد خصائص الذرات من خلال شحنة نواتها وعدد الإلكترونات وحالتها في الذرة.
الخصائص الأساسية وهيكل النواة (نظرية تكوين النوى الذرية)
1. تتكون نوى ذرات جميع العناصر (باستثناء الهيدروجين) من البروتونات والنيوترونات.
2. يحدد عدد البروتونات في النواة قيمة شحنتها الموجبة (Z). ض- الرقم التسلسلي لعنصر كيميائي في نظام مندليف الدوري.
3. العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات هو قيمة كتلتها ، حيث أن كتلة الذرة تتركز بشكل أساسي في النواة (99.97٪ من كتلة الذرة). تتحد الجسيمات النووية - البروتونات والنيوترونات - تحت الاسم الشائع النويات(من الكلمة اللاتينية nucleus ، والتي تعني "جوهر"). إجمالي عدد النيوكليونات يتوافق مع - العدد الكتلي ، أي مقربًا إلى أقرب عدد صحيح ، كتلته الذرية A.
النوى مع نفس الشيء ض، ولكن مختلفة لكنمسمى النظائر. نواة ، والتي ، في نفس الوقت لكنيكون مختلفا ض، وتسمى تساوي الضغط. في المجموع ، هناك حوالي 300 نظير مستقر للعناصر الكيميائية وأكثر من 2000 من النظائر المشعة الطبيعية والتي تم الحصول عليها صناعياً معروفة.
4. عدد النيوترونات في النواة نيمكن إيجادها بالفرق بين العدد الكتلي ( لكن) والرقم التسلسلي ( ض):
5. حجم اللب يتميز نصف القطر الأساسي، والتي لها معنى شرطي بسبب ضبابية الحدود الأساسية.
كثافة المادة النووية في حدود 10 17 كجم / م 3 وهي ثابتة لجميع النوى. إنه يتجاوز إلى حد كبير كثافة المواد العادية الأكثر كثافة.
جعلت نظرية البروتون والنيوترون من الممكن حل التناقضات التي نشأت سابقًا في الأفكار حول تكوين النوى الذرية وعلاقتها بالرقم التسلسلي والكتلة الذرية.
طاقة الربط الأساسيةيتم تحديده من خلال مقدار العمل الذي يجب القيام به لتقسيم النواة إلى النوى المكونة لها دون نقل الطاقة الحركية إليها. يترتب على قانون حفظ الطاقة أنه يجب إطلاق نفس الطاقة أثناء تكوين النواة ، والتي يجب إنفاقها في انقسام النواة إلى النوى المكونة لها. طاقة الارتباط النووي هي الفرق بين طاقة جميع النوكليونات الحرة التي تتكون منها النواة وطاقتها في النواة.
عندما تتشكل النواة ، تقل كتلتها: تكون كتلة النواة أقل من مجموع كتل النوى المكونة لها. يتم تفسير الانخفاض في كتلة النواة أثناء تكوينها من خلال إطلاق طاقة الارتباط. إذا دبليوсв هي قيمة الطاقة المنبعثة أثناء تكوين النواة ، ثم الكتلة المقابلة Dm ، والتي تساوي
مسمى عيب في الكتلةويميز الانخفاض في الكتلة الكلية أثناء تكوين النواة من النوى المكونة لها. وحدة كتلة ذرية واحدة تتوافق مع الوحدة الذرية للطاقة(a.u.e): a.u.e. = 931.5016 MeV.
الطاقة الرابطة المحددة للنواة ثتسمى طاقة الربط لكل نيوكليون: ثسيفرت = 
. قيمة ثمتوسطات cw 8 MeV / nucleon. كلما زاد عدد النوكليونات في النواة ، تقل طاقة الارتباط المحددة.
معيار استقرار النوى الذريةهي النسبة بين عدد البروتونات والنيوترونات في نواة مستقرة لأيزوبار معينة. ( لكن= const).
القوى النووية
1. التفاعل النووي يشير إلى وجود خاص القوى النووية، غير قابلة للاختزال إلى أي نوع من أنواع القوى المعروفة في الفيزياء الكلاسيكية (الجاذبية والكهرومغناطيسية).
2. القوى النووية هي قوى قصيرة المدى. تظهر فقط على مسافات صغيرة جدًا بين النيوكليونات في النواة بترتيب 10-15 م ، ويطلق على الطول (1.5-2.2) 10-15 مجموعة من القوات النووية.
3. اكتشاف القوى النووية تهمة الاستقلال: التجاذب بين نيوكليونات هو نفسه بغض النظر عن حالة شحنة النيوكليونات - البروتون أو النوكليون. يُنظر إلى تهمة استقلال القوى النووية من مقارنة الطاقات الملزمة في نوى المرآة. ما يسمى بالنواة ، حيث يكون العدد الإجمالي للنيوكليونات هو نفسه ، لكن عدد البروتونات في واحدة يساوي عدد النيوترونات في الأخرى. على سبيل المثال ، نوى الهيليوم 
تريتيوم الهيدروجين الثقيل -.
4. تمتلك القوى النووية خاصية التشبع ، والتي تتجلى في حقيقة أن النواة في النواة تتفاعل فقط مع عدد محدود من النوى المجاورة الأقرب إليها. هذا هو السبب في وجود اعتماد خطي لطاقات ربط النوى على أعدادها الكتلية (أ). يتم تحقيق تشبع كامل تقريبًا للقوى النووية في الجسيم a ، وهو تكوين مستقر للغاية.
النشاط الإشعاعي ، ج - إشعاع ، اضمحلال أ و ب
1.النشاط الإشعاعييسمى تحويل النظائر غير المستقرة لعنصر كيميائي إلى نظائر لعنصر آخر ، مصحوبًا بانبعاث الجسيمات الأولية أو النوى أو الأشعة السينية الصلبة. النشاط الإشعاعي الطبيعييسمى النشاط الإشعاعي الذي لوحظ في النظائر غير المستقرة التي تحدث بشكل طبيعي. النشاط الإشعاعي الاصطناعييسمى النشاط الإشعاعي للنظائر التي تم الحصول عليها نتيجة التفاعلات النووية.
2. عادة ما تكون جميع أنواع النشاط الإشعاعي مصحوبة بانبعاث أشعة جاما - موجات كهربائية صلبة قصيرة الموجة. إشعاع جاما هو الشكل الرئيسي لتقليل طاقة المنتجات المُثارة للتحولات الإشعاعية. تسمى النواة التي تخضع للاضمحلال الإشعاعي الأم؛ المستجدة طفلالنواة ، كقاعدة عامة ، تبين أنها متحمسة ، ويرافق انتقالها إلى الحالة الأرضية انبعاث الفوتون g.
3. تسوس ألفايسمى انبعاث النوى لعناصر كيميائية معينة أ - جسيمات. تسوس ألفا هو خاصية للنواة الثقيلة ذات الأعداد الكتلية لكن> 200 ورسوم أساسية ض> 82. داخل هذه النوى ، تتشكل جسيمات أ منفصلة ، كل منها يتكون من بروتونين واثنين من النيوترونات ، أي. تتشكل ذرة عنصر يتم تهجيرها في جدول النظام الدوري لعناصر D.I. Mendeleev (PSE) خليتان على يسار العنصر المشع الأصلي مع عدد كتلته أقل من 4 وحدات(حكم Soddy-Faience): 
4 - يشير مصطلح تحلل بيتا إلى ثلاثة أنواع من التحولات النووية: الكتروني(حافظة مسافة البوزيترون(ب +) يضمحل ، وكذلك الالتقاط الإلكتروني.
يحدث الانحلال ب في الغالب في النوى الغنية نسبيًا بالنيوترونات. في هذه الحالة ، تتحلل نواة النيوترون إلى بروتون وإلكترون ومضاد نيوترينو () بدون شحنة وكتلة.
أثناء تحلل ب ، لا يتغير عدد كتلة النظير ، حيث يتم الحفاظ على العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات ، وتزداد الشحنة بمقدار 1. لذلك ، يتم إزاحة ذرة العنصر الكيميائي الناتج بواسطة خلية واحدة PSE إلى يمين العنصر الأصلي ، ولا يتغير رقم كتلته(حكم Soddy-Faience):
يحدث التفكك ب + في الغالب في النوى الغنية بالبروتون نسبيًا. في هذه الحالة ، يتحلل بروتون النواة إلى نيوترون وبوزيترون ونيوترينو ().
.
أثناء b + - الاضمحلال ، لا يتغير عدد كتلة النظير ، حيث يتم الحفاظ على العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات ، وتنخفض الشحنة بمقدار 1. لذلك ، يتم إزاحة ذرة العنصر الكيميائي الناتج بواسطة خلية واحدة PSE إلى يسار العنصر الأصلي ، ولا يتغير رقم كتلته(حكم Soddy-Faience):
5. في حالة التقاط الإلكترون ، يتمثل التحول في اختفاء أحد الإلكترونات في الطبقة الأقرب للنواة. البروتون ، الذي يتحول إلى نيوترون ، "يلتقط" الإلكترون كما كان ؛ هذا هو المكان الذي يأتي منه مصطلح "الالتقاط الإلكتروني". الالتقاط الإلكتروني ، على عكس الالتقاط b ± ، مصحوب بانبعاث أشعة سينية مميز.
6. ب - يحدث الاضمحلال في النوى المشعة بشكل طبيعي ، وكذلك النوى المشعة بشكل مصطنع ؛ يعتبر b + -decay نموذجيًا فقط لظاهرة النشاط الإشعاعي الاصطناعي.
7. g- الإشعاع: عند الإثارة ، تصدر نواة الذرة إشعاعًا كهرومغناطيسيًا بطول موجي قصير وتردد عالٍ ، والذي يتمتع بصلابة أكبر وقدرة اختراق أكبر من الأشعة السينية. نتيجة لذلك ، تتناقص طاقة النواة ، بينما يظل عدد الكتلة وشحنة النواة دون تغيير. لذلك ، لا يتم ملاحظة تحول عنصر كيميائي إلى عنصر آخر ، وتمر نواة الذرة إلى حالة أقل إثارة.
ذرة. فكرة بنية الذرة. الإلكترونات والبروتونات والنيوترونات
ذرة - جسيم أولي لمادة (عنصر كيميائي) ، يتكون من مجموعة معينة من البروتونات والنيوترونات (نواة الذرة) ، والإلكترونات.
تتكون نواة الذرة من البروتونات (p +) والنيوترونات (n0).عدد البروتوناتن (ع +) يساوي الشحنة النووية(ض) و الرقم الترتيبي للعنصرفي السلسلة الطبيعية للعناصر (وفي النظام الدوري للعناصر). مجموع عدد النيوترونات N (n0) ، يُشار إليه ببساطة بالحرف N ، وعدد البروتونات Z يسمى الرقم الكتلي ويُشار إليه بالحرف A. يتكون الغلاف الإلكتروني للذرة من إلكترونات تتحرك حول النواة(ه-). عدد الإلكترونات N (e-) في غلاف الإلكترون للذرة المحايدة هو عدد البروتونات Z في جوهرها.
فكرة النموذج الميكانيكي الكمومي الحديث للذرة. توصيف حالة الإلكترونات في الذرة باستخدام مجموعة من الأرقام الكمية وتفسيرها والقيم المسموح بها
ذرة - العالم المصغر الذي تعمل فيه قوانين ميكانيكا الكم.
يتم وصف العملية الموجية لحركة الإلكترون في ذرة حول النواة باستخدام دالة الموجة psi (ψ) ، والتي يجب أن تحتوي على ثلاث معلمات تكمية (3 درجات من الحرية).
المعنى المادي - السعة ثلاثية الأبعاد el. أمواج.
ن هو الرقم الكمي الرئيسي ، شار. نشيط. المستوى في الذرة.
l - الجانب (المداري c.h.) l = 0 ... n-1 ، يميز الطاقة. المستويات الفرعية في الذرة وشكل المدار الذري.
م ل - مغناطيسي c.ch.
ms هو رقم الدوران. يستخدم لأن كل إلكترون له زخمه الخاص
تسلسل ملء مستويات الطاقة والمستويات الفرعية بالإلكترونات في ذرات متعددة الإلكترونات. مبدأ باولي. حكم جوند. مبدأ الحد الأدنى من الطاقة.
إلخ. جوندا: يحدث الملء بالتسلسل بحيث يكون مجموع أرقام الدوران (لحظة الحركة) بحد أقصى.
مبدأ باولي: لا يمكن أن يكون هناك إلكترونان في الذرة تحتوي كل الكميات الأربعة. ستكون الأرقام هي نفسها
Xن- الحد الأقصى لعدد el. من أجل الطاقة اور.
بدءًا من الفترة الثالثة ، لوحظ تأثير التأخير ، والذي يفسره مبدأ أقل طاقة: تكوين غلاف الإلكترون للذرة يحدث بطريقة تجعل el. احتل موقعًا ملائمًا من حيث الطاقة ، عندما تكون طاقة الارتباط بالنواة هي أقصى ما يمكن ، وتكون الطاقة الذاتية للإلكترون هي الحد الأدنى الممكن.
إلخ. كليتشفسكي- الأكثر فائدة من حيث الطاقة هم هؤلاء الأغبياء ، في قطة. مجموع الأعداد الكمومية n و l يميل إلى الحد الأدنى.
طاقة التأين وطاقة تقارب الإلكترون. طبيعة تغييرهم حسب فترات ومجموعات النظام الدوري لـ DI Mendeleev. المعادن واللافلزات.
طاقة التأين للذرة- الطاقة المطلوبة لفصل إلكترون عن ذرة غير مستثارة تسمى طاقة التأين الأولى (المحتملة).
الإلكترون تقارب- التأثير النشط لربط الإلكترون بذرة محايدة يسمى تقارب الإلكترون (E).
زيادة طاقة التأينفي فترات من الفلزات القلوية إلى الغازات النبيلة والنقصانفي مجموعات من أعلى إلى أسفل.
لعناصر المجموعات الفرعية الرئيسية يزيد تقارب الإلكترونفي فترات من اليسار إلى اليمين والنقصانفي مجموعات من أعلى إلى أسفل.
كهرسلبية العناصر الكيميائية. طبيعة التغيير في الكهربية حسب فترات ومجموعات النظام الدوري لـ DI Mendeleev. مفهوم درجة الأكسدة.
كهرسلبية- قدرة ذرة chem.el. تجذب الإلكترونات في السندات
طرق التقييم:
EO \ u003d I + E (kJ / mol) - نصف مجموع طاقات التأين والتقارب (وفقًا لماليكين)
مقياس بولينج النسبي
باستخدام مقياس النسبة e.o. وقبول e.o. F = 4 في الفترة مع زيادة الشحنة النووية e.o. زيادة والتكبير. سيفيرت
في المجموعة ، يصاحب زيادة الشحنة النووية انخفاض في e.o. والتضخيم التقى. سانت إن
حالة الأكسدة (عدد الأكسدة)هي الشحنة التخيلية لذرة مركب إلكتروني ، والتي يتم تحديدها من افتراض أن المركب يتكون من أيونات
وبالتالي. مواد بسيطة = 0
الأكسجين = -2 (باستثناء بيروكسيدات H2O2 (-1) والمركبات التي تحتوي على الفلور)
وبالتالي. معادن الهيدروجين والقلويات = +1
سلبي S.o. لديهم فقط nemeth وواحد فقط
في أي أيون ، المجموع الجبري لكل sd. = شحنة الأيون وفي الجزيئات المحايدة = 0
إذا كان المركب الكيميائي يتكون من meth و nemeth ، فعندئذ meth + ، nemeth -
إذا كان المركب الكيميائي يتكون من 2 ، فإن سالب sd لديه واحد مع القط> e.o.
القانون الدوري والنظام الدوري لعناصر DIMendeleev. فترات ومجموعات ومجموعات فرعية من النظام الدوري. اتصال النظام الدوري ببنية الذرات. عائلات العناصر الإلكترونية.
صياغة القانون الدوري يكون:
"خصائص العناصر الكيميائية (أي خصائص وشكل المركبات التي تشكلها) تعتمد بشكل دوري على شحنة نواة ذرات العناصر الكيميائية."
يتكون الجدول الدوري لمندليف من 8 مجموعات و 7 فترات.
تسمى الأعمدة الرأسية للجدول المجموعات. العناصر الموجودة داخل كل مجموعة لها خصائص كيميائية وفيزيائية متشابهة. يفسر ذلك حقيقة أن عناصر المجموعة الواحدة لها تكوينات إلكترونية متشابهة للطبقة الخارجية ، وعدد الإلكترونات الذي يساوي رقم المجموعة. حيث المجموعة مقسمة إلى مجموعات فرعية رئيسية وثانوية.
إلى الرئيسيةتشمل المجموعات الفرعية العناصر التي تقع إلكترونات التكافؤ فيها على المستويين الفرعيين ns و np. الآثار الجانبيةتشمل المجموعات الفرعية العناصر التي توجد إلكترونات التكافؤ الخاصة بها على المستوى الفرعي ns الخارجي والمستوى الفرعي الداخلي (n - 1) d (أو (n - 2) f - المستوى الفرعي).
جميع العناصر في الجدول الدوري ، حسب المستوى الفرعي(s- أو p- أو d- أو f-) توجد إلكترونات تكافؤ مصنفة إلى: عناصر s (عناصر من المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات الأولى والثانية) ، عناصر p (عناصر المجموعات الفرعية الرئيسية للمجموعات III-VII ) ، عناصر د (مجموعات فرعية جانبية للعناصر) ، عناصر f (اللانثانيدات ، الأكتينيدات).
تسمى الصفوف الأفقية للجدول بالنقاط.. تختلف العناصر في الفترات عن بعضها البعض ، لكن هناك قاسم مشترك بينها أن الإلكترونات الأخيرة لها نفس مستوى الطاقة (الرقم الكمي الرئيسي n هو نفسه).
يُترجم الاسم "atom" من اليونانية إلى "غير قابل للتجزئة". كل شيء حولنا - المواد الصلبة والسوائل والهواء - يتكون من بلايين من هذه الجسيمات.
ظهور النسخة حول الذرة
لأول مرة ، أصبحت الذرات معروفة في القرن الخامس قبل الميلاد ، عندما اقترح الفيلسوف اليوناني ديموقريطوس أن المادة تتكون من جزيئات صغيرة متحركة. ولكن بعد ذلك لم يكن من الممكن التحقق من نسخة وجودهم. وعلى الرغم من عدم تمكن أي شخص من رؤية هذه الجسيمات ، فقد تمت مناقشة الفكرة ، لأن الطريقة الوحيدة التي يمكن للعلماء من خلالها شرح العمليات التي تحدث في العالم الحقيقي. لذلك ، فقد آمنوا بوجود الجسيمات الدقيقة قبل وقت طويل من الوقت الذي تمكنوا فيه من إثبات هذه الحقيقة.
فقط في القرن التاسع عشر بدأ تحليلها على أنها أصغر مكونات العناصر الكيميائية ، ولها خصائص معينة للذرات - القدرة على الدخول في مركبات مع الآخرين بكمية محددة بدقة. في بداية القرن العشرين ، كان يُعتقد أن الذرات هي أصغر جزيئات المادة ، حتى ثبت أنها مكونة من وحدات أصغر.
مما يتكون العنصر الكيميائي؟
ذرة عنصر كيميائي هي لبنة بناء مجهرية للمادة. أصبح الوزن الجزيئي للذرة السمة المميزة لهذه الجسيمات الدقيقة. فقط اكتشاف قانون مندليف الدوري أثبت أن أنواعها هي أشكال مختلفة من مسألة واحدة. إنها صغيرة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها باستخدام المجاهر العادية ، فقط أقوى الأجهزة الإلكترونية. وبالمقارنة ، فإن شعرة يد الإنسان أعرض مليون مرة.
يحتوي الهيكل الإلكتروني للذرة على نواة ، تتكون من نيوترونات وبروتونات ، بالإضافة إلى إلكترونات تقوم بدوران حول المركز في مدارات ثابتة ، مثل الكواكب حول نجومها. كلهم مرتبطون ببعضهم البعض بواسطة القوة الكهرومغناطيسية ، وهي واحدة من أربع قوى رئيسية في الكون. النيوترونات عبارة عن جسيمات ذات شحنة متعادلة ، ويتم تزويد البروتونات بشحنة موجبة والإلكترونات سالبة الشحنة. تنجذب الأخيرة إلى البروتونات موجبة الشحنة ، لذلك تميل إلى البقاء في المدار.
هيكل الذرة
يوجد في الجزء المركزي نواة تملأ الجزء الأدنى من الذرة بأكملها. لكن الدراسات تظهر أن الكتلة بأكملها تقريبًا (99.9 ٪) تقع فيه. تحتوي كل ذرة على بروتونات ونيوترونات وإلكترونات. عدد الإلكترونات الدوارة فيه يساوي الشحنة المركزية الموجبة. الجسيمات التي لها نفس الشحنة النووية Z ، ولكن الكتلة الذرية المختلفة A وعدد النيوترونات في النواة N تسمى النظائر ، ومعها نفس A ومختلفة Z و N - isobars. الإلكترون هو أصغر جسيم في المادة شحنة كهربائية سالبة e = 1.6 · 10-19 كولوم. تحدد شحنة أيون عدد الإلكترونات المفقودة أو المكتسبة. تسمى عملية تحول ذرة محايدة إلى أيون مشحون التأين.
نسخة جديدة من نموذج الذرة
اكتشف الفيزيائيون العديد من الجسيمات الأولية الأخرى حتى الآن. يحتوي الهيكل الإلكتروني للذرة على نسخة جديدة.
يُعتقد أن البروتونات والنيوترونات ، مهما كانت صغيرة ، تتكون من أصغر الجسيمات تسمى الكواركات. إنها تشكل نموذجًا جديدًا لبناء الذرة. مثلما اعتاد العلماء على جمع الأدلة على وجود النموذج السابق ، يحاولون اليوم إثبات وجود الكواركات.
RTM - جهاز المستقبل
يمكن للعلماء المعاصرين رؤية الجسيمات الذرية لمادة ما على شاشة الكمبيوتر ، وكذلك تحريكها فوق السطح باستخدام أداة خاصة تسمى مجهر المسح النفقي (RTM).
هذه محوسبةأداة ذات طرف يتحرك برفق شديد بالقرب من سطح المادة. عندما يتحرك الطرف ، تتحرك الإلكترونات عبر الفجوة بين الطرف والسطح. على الرغم من أن المادة تبدو ناعمة تمامًا ، إلا أنها في الواقع غير متساوية على المستوى الذري. يقوم الكمبيوتر بعمل خريطة لسطح المادة ، مكونًا صورة لجزيئاتها ، وبالتالي يمكن للعلماء رؤية خصائص الذرة.
الجسيمات المشعة
تدور الأيونات السالبة الشحنة حول النواة على مسافة كبيرة بدرجة كافية. إن بنية الذرة محايدة حقًا ككل ولا تحتوي على شحنة كهربائية ، لأن جميع جسيماتها (البروتونات والنيوترونات والإلكترونات) متوازنة.
الذرة المشعة هي عنصر يمكن تقسيمه بسهولة. يتكون مركزها من العديد من البروتونات والنيوترونات. الاستثناء الوحيد هو مخطط ذرة الهيدروجين ، الذي يحتوي على بروتون واحد. النواة محاطة بسحابة من الإلكترونات ، وجاذبيتها هي التي تجعلها تدور حول المركز. البروتونات بنفس الشحنة تتنافر.
هذه ليست مشكلة بالنسبة لمعظم الجسيمات الصغيرة التي تحتوي على أكثر من واحد. لكن بعضها غير مستقر ، خاصة الكبيرة منها مثل اليورانيوم الذي يحتوي على 92 بروتونًا. في بعض الأحيان لا يستطيع مركزه تحمل مثل هذا العبء. يطلق عليهم اسم المواد المشعة لأنها تنبعث منها عدة جسيمات من لبها. بعد أن تخلصت النواة غير المستقرة من البروتونات ، تشكل البروتونات المتبقية ابنة جديدة. يمكن أن يكون مستقرًا اعتمادًا على عدد البروتونات في النواة الجديدة ، أو يمكن أن ينقسم أكثر. تستمر هذه العملية حتى تبقى نواة الطفل مستقرة.
خصائص الذرات
تتغير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للذرة بشكل طبيعي من عنصر إلى آخر. يتم تحديدها من خلال المعلمات الرئيسية التالية.
الكتلة الذرية. نظرًا لأن المكان الرئيسي للجسيمات الدقيقة يشغلها البروتونات والنيوترونات ، فإن مجموعها يحدد العدد الذي يتم التعبير عنه بوحدات الكتلة الذرية (amu) الصيغة: A = Z + N.
نصف القطر الذري. يعتمد نصف القطر على موقع العنصر في نظام مندليف ، والرابطة الكيميائية ، وعدد الذرات المجاورة ، والعمل الميكانيكي الكمومي. نصف قطر النواة أصغر بمئة ألف مرة من نصف قطر العنصر نفسه. يمكن أن تفقد بنية الذرة الإلكترونات وتتحول إلى أيون موجب ، أو إضافة إلكترونات وتصبح أيونًا سالبًا.
في Mendeleev ، أي عنصر كيميائي يأخذ مكانه المخصص. في الجدول ، يزداد حجم الذرة كلما تحركت من أعلى إلى أسفل وينقص كلما تحركت من اليسار إلى اليمين. من هذا ، أصغر عنصر هو الهيليوم وأكبر عنصر هو السيزيوم.
التكافؤ. يُطلق على الغلاف الإلكتروني الخارجي للذرة اسم غلاف التكافؤ ، وقد حصلت الإلكترونات الموجودة فيه على الاسم المقابل - إلكترونات التكافؤ. يحدد عددهم كيفية ارتباط الذرة بالآخرين عن طريق رابطة كيميائية. من خلال طريقة إنشاء الجسيمات الدقيقة الأخيرة ، يحاولون ملء غلاف التكافؤ الخارجي.
الجاذبية ، الجاذبية هي القوة التي تحافظ على الكواكب في مدارها ، بسببها تسقط الأشياء المنبعثة من اليدين على الأرض. يلاحظ الشخص الجاذبية أكثر ، لكن الفعل الكهرومغناطيسي أقوى بعدة مرات. القوة التي تجذب (أو تطرد) الجسيمات المشحونة في الذرة هي أقوى من الجاذبية بداخلها بمقدار 1.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000 مرة. لكن هناك قوة أقوى في مركز النواة يمكنها أن تجمع البروتونات والنيوترونات معًا.
تولد التفاعلات في النوى طاقة كما هو الحال في المفاعلات النووية حيث تنقسم الذرات. كلما كان العنصر أثقل ، زاد عدد الجسيمات التي تتكون منها ذراته. إذا أضفنا العدد الإجمالي للبروتونات والنيوترونات في عنصر ما ، فسنوجد كتلته. على سبيل المثال ، اليورانيوم ، وهو أثقل عنصر موجود في الطبيعة ، له كتلة ذرية من 235 أو 238.
تقسيم الذرة إلى مستويات
الذرة هي مقدار الفراغ حول النواة حيث يتحرك الإلكترون. هناك 7 مدارات في المجموع ، تتوافق مع عدد الفترات في الجدول الدوري. كلما كان موقع الإلكترون بعيدًا عن النواة ، زاد احتياطي الطاقة لديه. يشير رقم الفترة إلى الرقم حول جوهره. على سبيل المثال ، البوتاسيوم هو عنصر من عناصر الفترة الرابعة ، مما يعني أنه يحتوي على 4 مستويات من الطاقة في الذرة. يتوافق عدد العنصر الكيميائي مع شحنته وعدد الإلكترونات حول النواة.
الذرة - مصدر الطاقة
من المحتمل أن أشهر صيغة علمية اكتشفها الفيزيائي الألماني أينشتاين. تدعي أن الكتلة ليست سوى شكل من أشكال الطاقة. بناءً على هذه النظرية ، من الممكن تحويل المادة إلى طاقة وحساب الكمية التي يمكن الحصول عليها باستخدام الصيغة. كانت النتيجة العملية الأولى لهذا التحول هي القنابل الذرية ، التي تم اختبارها لأول مرة في صحراء لوس ألاموس (الولايات المتحدة الأمريكية) ، ثم انفجرت فوق المدن اليابانية. وعلى الرغم من أن سُبع المتفجرات فقط تحول إلى طاقة ، فإن القوة التدميرية للقنبلة الذرية كانت مروعة.
لكي تطلق النواة طاقتها ، يجب أن تنهار. لتقسيمه ، من الضروري العمل مع نيوترون من الخارج. ثم تنقسم النواة إلى نواة أخف وزناً ، بينما توفر إطلاقًا هائلاً للطاقة. يؤدي الانحلال إلى إطلاق نيوترونات أخرى ، وتستمر في تقسيم النوى الأخرى. تتحول العملية إلى تفاعل متسلسل ينتج عنه كمية هائلة من الطاقة.
إيجابيات وسلبيات استخدام التفاعل النووي في عصرنا
القوة المدمرة ، التي تنطلق أثناء تحول المادة ، تحاول البشرية ترويضها في محطات الطاقة النووية. هنا ، لا يحدث التفاعل النووي على شكل انفجار ، بل يحدث على شكل إطلاق تدريجي للحرارة.
توليد الطاقة النووية له إيجابياته وسلبياته. وفقًا للعلماء ، من أجل الحفاظ على حضارتنا على مستوى عالٍ ، من الضروري استخدام هذا المصدر الضخم للطاقة. ولكن يجب أيضًا أن يؤخذ في الاعتبار أنه حتى أحدث التطورات لا يمكن أن تضمن السلامة الكاملة لمحطات الطاقة النووية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الطاقة التي يتم الحصول عليها أثناء عملية الإنتاج ، إذا لم يتم تخزينها بشكل صحيح ، يمكن أن تؤثر على أحفادنا لعشرات الآلاف من السنين.
بعد الحادث الذي وقع في محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية ، أصبح المزيد والمزيد من الناس يعتبرون أن إنتاج الطاقة النووية يشكل خطورة كبيرة على البشرية. محطة الطاقة الآمنة الوحيدة من هذا النوع هي الشمس بطاقتها النووية الضخمة. يطور العلماء جميع أنواع نماذج الخلايا الشمسية ، وربما في المستقبل القريب ، ستكون البشرية قادرة على تزويد نفسها بالطاقة الذرية الآمنة.
جار التحميل...