Суроолор "Зат эмнеден турат?", "Заттын табияты эмнеде?" дайыма адамзатты ээлеп келген. Байыркы доорлордон бери философтор жана илимпоздор бул суроолорго жооп издеп, реалдуу да, толугу менен таң калыштуу жана фантастикалык теорияларды жана гипотезаларды жаратып келишкен. Бирок, түзмө-түз бир кылым мурун, адамзат заттын атомдук түзүлүшүн ачуу менен бул сырды ачууга мүмкүн болушунча жакындаган. Бирок атомдун ядросунун курамы кандай? Мунун баары эмнеден жасалган?
Теориядан чындыкка
20-кылымдын башында атомдук түзүлүш жөн эле гипотеза болбостон, абсолюттук чындыкка айланган. Атомдун ядросунун курамы өтө татаал түшүнүк экени белгилүү болду. Анда электрдик заряддар бар. Бирок суроо пайда болду: атомдун жана атомдун ядросунун курамында бул заряддардын ар кандай өлчөмдөгү бар же жокпу?
Планетар модели
Башында атом биздин Күн системасына абдан окшош курулган деп ойлошкон. БирокБул көз караш толугу менен туура эмес экени бат эле белгилүү болду. Сүрөттүн астрономиялык масштабын миллиметрдин миллиондон бир бөлүгүн ээлеген аймакка таза механикалык түрдө которуу маселеси кубулуштардын касиеттеринин жана сапаттарынын олуттуу жана кескин өзгөрүшүнө алып келди. Негизги айырмачылык атомду курууда алда канча катаал мыйзамдар жана эрежелер болгон.
Планетардык моделдин кемчиликтери
Биринчиден, бир түрдөгү жана бир элементтеги атомдор параметрлери жана касиеттери жагынан так бирдей болушу керек болгондуктан, бул атомдордун электрондорунун орбиталары да бирдей болушу керек. Бирок астрономиялык денелердин кыймыл мыйзамдары бул суроолорго жооп бере алган эмес. Экинчи карама-каршылык электрондун орбита боюнча кыймылы, эгерде ага жакшы изилденген физикалык мыйзамдар колдонулса, сөзсүз түрдө энергиянын туруктуу бөлүнүп чыгуусу менен коштолушу керек экендигинде. Натыйжада, бул процесс электрондун түгөнүп калышына алып келет, ал акыры өлүп, ал тургай ядрого түшүп калат.
Эне толкун түзүлүшүжана
1924-жылы жаш аристократ Луи де Бройль атомдун түзүлүшү, атом ядролорунун курамы сыяктуу маселелер боюнча илимий коомчулуктун көз карашын өзгөрткөн идеяны алдыга койгон. Идея электрондун ядронун айланасында айланган кыймылдуу шар эмес дегени болгон. Бул мейкиндикте толкундардын таралышына окшош мыйзамдарга ылайык кыймылдаган бүдөмүк бир зат. Бул идея тез арада кандайдыр бир дененин кыймылына жайылдыЖалпысынан алганда, биз бул кыймылдын бир гана жагын байкайбыз, бирок экинчиси иш жүзүндө көрүнбөйт. Биз толкундардын таралышын көрө алабыз жана бөлүкчөнүн кыймылын байкабайбыз, же тескерисинче. Чынында, кыймылдын бул эки тарабы тең дайыма бар жана электрондун орбитада айлануусу заряддын өзүнүн кыймылы гана эмес, толкундардын таралышы да. Бул ыкма мурда кабыл алынган планетардык моделден түп-тамырынан айырмаланат.
Башталгыч негиз
Атомдун ядросу борбор болуп саналат. Анын айланасында электрондор айланат. Калганынын баары өзөктүн касиеттери менен аныкталат. Атомдун ядросунун составы сыяктуу түшүнүк жөнүндө эң маанилүү пункттан – заряддан айтуу керек. Атомдо терс зарядды алып жүрүүчү белгилүү сандагы электрондор бар. Ядронун өзүндө оң заряд бар. Мындан биз белгилүү бир жыйынтыктарды чыгара алабыз:
- Ядро оң заряддуу бөлүкчө.
- Өзөктүн айланасында заряддар пайда болгон пульсациялуу атмосфера бар.
- Атомдогу электрондордун санын ядро жана анын мүнөздөмөлөрү аныктайт.
Ядро касиеттери
Жез, айнек, темир, жыгачтын электрондору бирдей. Атом бир-эки электронун, атүгүл баарын жогото алат. Эгерде ядро оң заряддуу бойдон калса, анда ал башка денелерден керектүү сандагы терс заряддуу бөлүкчөлөрдү тарта алат, бул анын аман калышына шарт түзөт. Эгерде атом белгилүү сандагы электрондорун жоготсо, анда ядронун оң заряды терс заряддардын калган бөлүгүнөн чоң болот. ATБул учурда бүт атом ашыкча зарядга ээ болот жана аны оң ион деп атоого болот. Кээ бир учурларда, атом көбүрөөк электрондорду тарта алат, андан кийин ал терс заряддуу болуп калат. Ошондуктан, аны терс ион деп атоого болот.
Атомдун салмагы канча?
Атомдун массасы негизинен ядро тарабынан аныкталат. Атомду жана атомдун ядросун түзгөн электрондордун салмагы жалпы массанын миңден биринен аз. Масса заттын энергия корунун өлчөмү катары эсептелгендиктен, бул факт атом ядросунун курамы сыяктуу маселени изилдөөдө абдан маанилүү деп эсептелет.
Радиоактивдүүлүк
Эң татаал суроолор рентген нурлары ачылгандан кийин пайда болгон. Радиоактивдүү элементтер альфа, бета жана гамма толкундарын чыгарышат. Бирок мындай нурлануунун булагы болушу керек. Резерфорд 1902-жылы мындай булак атомдун өзү, тагыраак айтканда, ядро экенин көрсөткөн. Башка жагынан алып караганда, радиоактивдүүлүк – бул нурлардын чыгышы гана эмес, ошондой эле бир элементтин башка химиялык жана физикалык касиеттерге ээ болгон жаңы элементке айланышы. Башкача айтканда, радиоактивдүүлүк ядронун өзгөрүшү.
Биз өзөктүк түзүлүш жөнүндө эмне билебиз?
Дээрлик жүз жыл мурун физик Проут мезгилдик системадагы элементтер туш келди формалар эмес, суутек атомдорунун айкалышы деген ойду айткан. Демек, ядролордун заряддары да, массалары да суутектин бүтүн жана көп заряддары менен туюнталат деп күтүүгө болот. Бирок, бул такыр туура эмес. Атомдун касиеттерин изилдөө мененядролорду электромагниттик талаалардын жардамы менен изилдеп, физик Астон атомдук салмагы бүтүн жана эселенген эмес элементтер, чынында, бир зат эмес, ар кандай атомдордун жыйындысы экенин аныктаган. Атомдук салмагы бүтүн сан болбогон бардык учурларда, биз ар кандай изотоптордун аралашмасын байкайбыз. Бул эмне? Атомдун ядросунун курамы жөнүндө айта турган болсок, изотоптор – заряды бирдей, бирок массасы ар башка атомдор.
Эйнштейн жана атомдун ядросу
Салыштырмалуулук теориясынын айтымында, масса заттын көлөмүн аныктоочу өлчөм эмес, ал зат ээ болгон энергиянын өлчөмү. Демек, затты масса менен эмес, бул затты түзгөн заряд жана заряддын энергиясы менен өлчөөгө болот. Ошол эле заряд башкасына жакындаганда энергия көбөйөт, антпесе ал азаят. Бул, албетте, заттын өзгөрүшү дегенди билдирбейт. Демек, бул абалдан караганда, атомдун ядросу энергия булагы эмес, тескерисинче, аны чыгаргандан кийинки калдык. Демек, кандайдыр бир карама-каршылык бар.
Нейтрондор
Кюрилер бериллийдин альфа бөлүкчөлөрү менен бомбаланганда, атомдун ядросу менен кагылышып, аны чоң күч менен түрткөн түшүнүксүз нурларды табышты. Бирок алар заттын чоң калыңдыгынан өтө алышат. Бул карама-каршылык берилген бөлүкчө нейтралдуу электр зарядына ээ болгондугу менен чечилди. Демек, ал нейтрон деп аталды. Андан аркы изилдөөлөрдүн аркасында нейтрондун массасы протондуку менен дээрлик бирдей экени белгилүү болду. Жалпысынан алганда, нейтрон менен протон укмуштуудай окшош. эске алуу мененБул ачылыштан атомдун ядросунун составында протондор менен нейтрондор бирдей өлчөмдө бар экенин так аныктоого мүмкүн болгон. Бардыгы акырындап өз ордуна келди. Протондордун саны атомдук номер болуп саналат. Атомдук салмак нейтрондор менен протондордун массаларынын суммасы. Изотопту нейтрондор менен протондордун саны бири-бирине барабар болбой турган элемент деп атоого болот. Жогоруда талкуулангандай, мындай учурда, элемент негизинен ошол эле бойдон калса да, анын касиеттери олуттуу түрдө өзгөрүшү мүмкүн.
