Δομή και φορτίο του πυρήνα ενός ατόμου

Το γεγονός ότι όλα τα στοιχεία είναι στοιχειώδησωματίδια, θεωρήθηκαν επίσης επιστήμονες της Αρχαίας Ελλάδας. Αλλά ούτε και να αποδείξει αυτό το γεγονός ούτε να αντικρούσει εκείνες τις ημέρες δεν υπήρχε καμία πιθανότητα. Ναι, και οι ιδιότητες των ατόμων στην αρχαιότητα μπορούσαν μόνο να μαντέψουν, με βάση τις δικές τους παρατηρήσεις διαφόρων ουσιών.

Αποδείξτε ότι όλες οι ουσίες αποτελούνται απόστοιχειώδη σωματίδια, ήταν δυνατή μόνο τον 19ο αιώνα και έπειτα έμμεσα. Ταυτόχρονα, οι φυσικοί και οι χημικοί σε όλο τον κόσμο προσπάθησαν να δημιουργήσουν μια ενιαία θεωρία των στοιχειωδών σωματιδίων, περιγράφοντας τη δομή τους και εξηγώντας διάφορες ιδιότητες, όπως για παράδειγμα το πυρηνικό φορτίο.

Η μελέτη των μορίων, των ατόμων και της δομής τους ήταντα έργα πολλών επιστημόνων είναι αφιερωμένα. Η φυσική περνούσε βαθμιαία στη μελέτη του μικρού κόσμου - στοιχειώδη σωματίδια, τις αλληλεπιδράσεις και τις ιδιότητες τους. Οι επιστήμονες άρχισαν να αναρωτιούνται τι αποτελείται ο ατομικός πυρήνας, να υποβάλλουν υποθέσεις και να προσπαθούν να τους αποδείξουν, τουλάχιστον εμμέσως.

Ως αποτέλεσμα, η βασική θεωρία ήτανΤο πλανητικό μοντέλο της ατομικής δομής που προτείνεται από τους Ernest Rutherford και Niels Bohr υιοθετείται. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, το φορτίο του πυρήνα οποιουδήποτε ατόμου είναι θετικό, ενώ οι τροχιές του περιστρέφονται αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια, τελικά καθιστώντας το άτομο ηλεκτρικά ουδέτερο. Με την πάροδο του χρόνου, αυτή η θεωρία έχει επιβεβαιωθεί επανειλημμένα από διάφορα είδη πειραμάτων, ξεκινώντας από τα πειράματα ενός από τους συν-συγγραφείς.

Η σύγχρονη πυρηνική φυσική θεωρεί τη θεωρίαΟ Rutherford-Bohr είναι θεμελιώδης, όλες οι μελέτες των ατόμων και τα στοιχεία τους βασίζονται σε αυτό. Από την άλλη πλευρά, οι περισσότερες από τις υποθέσεις που έχουν προκύψει τα τελευταία 150 χρόνια δεν έχουν σχεδόν ποτέ επιβεβαιωθεί. Αποδεικνύεται ότι η πυρηνική φυσική στην πλειονότητά της είναι θεωρητική λόγω των εξαιρετικά μικρών μεγεθών των υπό μελέτη αντικειμένων.

Φυσικά, στον σημερινό κόσμο, καθορίστε τη χρέωσηΟ πυρήνας του αλουμινίου, για παράδειγμα (ή οποιοδήποτε άλλο στοιχείο) είναι πολύ απλούστερος από τον 19ο αιώνα και ακόμα περισσότερο στην αρχαία Ελλάδα. Αλλά κάνοντας νέες ανακαλύψεις σε αυτόν τον τομέα, οι επιστήμονες μερικές φορές έρχονται σε εκπληκτικά συμπεράσματα. Προσπαθώντας να βρούμε μια λύση σε ένα πρόβλημα, η φυσική των στοιχειωδών σωματιδίων αντιμετωπίζει νέα προβλήματα και παράδοξα.

Αρχικά, η θεωρία του Rutherford το προτείνειχημικές ιδιότητες της ουσίας εξαρτώνται από το τι το φορτίο του πυρήνα του ατόμου και, κατά συνέπεια, ο αριθμός των ηλεκτρονίων, περιστρέφεται σε τροχιά του. Η σύγχρονη χημεία και τη φυσική για να στηρίξουν πλήρως αυτήν την έκδοση. Παρά το γεγονός ότι η μελέτη της μοριακής δομής αρχικά απωθούνται από το πιο απλό μοντέλο - ένα άτομο υδρογόνου, ένα φορτίο του πυρήνα είναι ίση με 1, η θεωρία εφαρμόζεται πλήρως σε όλα τα στοιχεία του περιοδικού πίνακα, συμπεριλαμβανομένων των μετάλλων σπανίων γαιών και ραδιενεργές ουσίες που λαμβάνονται με τεχνητά μέσα, στο τέλος της τελευταίας χιλιετίας.

Είναι περίεργο ότι πολύ πριν την έρευναRutherford Αγγλικά χημικός, ένας γιατρός με την εκπαίδευση William Prout παρατήρησε ότι η ειδική βαρύτητα των διαφόρων ουσιών είναι ένα πολλαπλάσιο αυτού του δείκτη του υδρογόνου. Στη συνέχεια πρότεινε ότι όλα τα άλλα στοιχεία απλώς αποτελούνται από υδρογόνο σε κάποιο απλούστερο επίπεδο. Για παράδειγμα, ένα σωματίδιο αζώτου είναι 14 τέτοια ελάχιστα σωματίδια, 16 οξυγόνο κ.λπ. Αν θεωρήσουμε αυτή τη θεωρία σε παγκόσμια κλίμακα στη σύγχρονη ερμηνεία, τότε γενικά είναι σωστό.