Атом
от Уикипедия, свободната енциклопедия
Атомът е считан за основната градивна частица на материята. Думата произлиза от гръцкото ατομον (атомон), което означава „неделим": α– („не“) и τομον („делим“). Атомите не могат да съществуват в свободно състояние, а свързани помежду си, чрез химична връзка в молекули, кристална решетка посредством електронна връзка или в аморфно състояние. Свободно и несвързано състояние в природата се срещат рядко. Когато атом отдаде или приеме електрон на/от друг атом двата атома образуват йони. Масата M на атома основно се дължи на протоните и неутроните, които са разположени в атомното ядро.
Съдържание |
[редактиране] История
Наблюдавайки различни природни явления и разсъждавайки върху извършването им, гръцкият философ Демокрит прави предположение за атомния строеж на веществата. Според него веществата могат да се раздробяват само до известен предел. Заради атеистичните си идеи Демокрит е отлъчен от култовете към различните божества, а другите философи не признават теорията му. И така гениалната за времето си теория е забравена за векове. Европа навлиза в тъмните векове, когато науката е в застой поради силното влияние на църквата. С настъпването на Ренесанса, науката започва отново да се развива и през XVІІ и XІX век атомните представи за строежа на веществата се възобновяват, обогатяват и утвърждават. За това голяма заслуга имат руснакът Михаил Ломоносов и англичанинът Джон Далтон. Те разкриват връзката, която съществува между атомите, химичните елементи и различните видове вещества.
[редактиране] Строеж
Диаметърът на атомите е от порядъка от 10pm до 100pm. Всеки атом е изграден от други, по–малки частици, които са основно три вида:
- протони p + , имат положителен електрически заряд, масата им е около 1836 пъти по-голяма от тази на електрона
- неутрони n0, електрически неутрални, масата им е с около 1838 пъти по-голяма от тази на електрона
- електрони e − , имат отрицателен електрически заряд, масата им е най-малка.
Протоните и неутроните изграждат положително зареденото атомно ядро, в което е съсредоточена 99% от масата на атома, а отрицателно заредените електрони, образуват електронна обвивка. Броят на протоните в атомното ядро е равен на броя на електроните в обвивката, което прави атома електронеутрален. Броят на неутроните в ядрата на атоми от един и същи вид, може да бъде различен, това не променя химичните свойства на атома, но променя физичните им. Атом, притежаващ различен брой неутрони от стандартния за даден химичен елемент, се нарича изотоп. Тъй като в природата няма определен стандарт за това кой елемент колко неутрона притежава, на базата на изследвания на атомите на един и същ химичен елемент в природата е пресметнат % на най-много атоми с даден изотопен вид и той е приет за стандартен. Физически изотопите притежават по-голяма или по-малка маса от стандартният атом и това се използва в практиката или промишлеността, пр. тежката вода е съставена от два водородни атома, които са изотоп 2 или 3 на водорода, съответно с 1 или 2 неутрона (стандартният водороден атом притежава един протон в ядрото си.), тя намира приложение в ядрената енергетика, като поглъща частиците отделяни при ядрените реакции и понижава риска от неконтролируема верижна реакция. Пръчките, който се поставят в реактора, за контрол на реакцията са съставени от изотопи на химични елементи, които могат да поглъщат свободните неутрони, който предизвикват протичането на ядрен разпад. Познатите атоми в природата са класифицирани като химични елементи в Периодичната система на Менделеев, броят на протоните определя поредния номер на химичния елемент в системата.
[редактиране] Свойства
Свойствата на електроните от най-външния слой на електронната обвивка. Движението на електроните около атомното ядро се подчинява на законите на квантовата механика. Атомът може да съществува в различни квантови състояния, на които съответстват определени дискретни стойности на енергията (енергетични нива). Всяко преминаване от едно в друго квантово състояние (квантов преход) е свързано със съответното изменение на енергията. Състоянието с най-малка енергия е основно, а всички други - възбудени. Изучаването на енергетичните нива е предмет на атомната спектроскопия. Чрез отдаване или присъединяване на електрон атомът се превръща в положителен или отрицателен йон.
Атомните ядра не могат да бъдат разделени чрез химични реакции, т.е при химичните реакции атомите запазват ядрото си непроменено, както и всички вътрешни електронни пояси, които не участват в химичната реакция. Атомът се разделя посредством подаване на високи енергийни стойности, придаващи необходимото количество кинетична енергия, която да позволи на протоните и неутроните да преодолеят електостатичните сили, задържащи ги в ядрото. Най-лесно ядрен разпад се постига при химични елементи с тежки ядра и високи нива на изотопия, пр. уран 235, при облъчване на ядрото с неутрони, те предизвикват повишаване на масата на ядрото над критично ниво и неговото разпадане до ядра на химични елементи с по-малък пореден номер в периодичната система, огромно количество енергия (светлинна, топлинна и др.) и три свободни неутрона, които се поглъщат от друго ядро. Така се постига верижна реакция на ядрен разпад.
[редактиране] Разделяне
През 1938 година немският учен Ото Хан доказва деленето на атома. С това се поддържа тезата, че Германия е имала проекти за създаване на атомна бомба и Алберт Айнщайн през 1939 година предупреждава президена на САЩ Рузвелт да започне опити за производство на атомна бомба, преди немците да са успели.
