Perguntas "Em que consiste a matéria?", "Qual é a natureza da matéria?" sempre ocupou a humanidade. Desde os tempos antigos, filósofos e cientistas procuram respostas para essas perguntas, criando teorias e hipóteses realistas e completamente surpreendentes e fantásticas. No entanto, literalmente um século atrás, a humanidade chegou o mais perto possível de desvendar esse mistério ao descobrir a estrutura atômica da matéria. Mas qual é a composição do núcleo de um átomo? Do que tudo isso é feito?
Da teoria à realidade
No início do século XX, a estrutura atômica deixou de ser apenas uma hipótese, tornando-se um fato absoluto. Descobriu-se que a composição do núcleo de um átomo é um conceito muito complexo. Contém cargas elétricas. Mas surgiu a pergunta: a composição do átomo e do núcleo atômico incluem quantidades diferentes dessas cargas ou não?
Modelo Planetário
Inicialmente, pensava-se que o átomo era construído de forma muito parecida com o nosso sistema solar. No entantoRapidamente descobriu-se que essa visão não era totalmente correta. O problema de uma transferência puramente mecânica da escala astronômica da imagem para uma área que ocupa milionésimos de milímetro levou a uma mudança significativa e dramática nas propriedades e qualidades dos fenômenos. A principal diferença foram as leis e regras muito mais rigorosas pelas quais o átomo é construído.
Desvantagens do modelo planetário
Primeiramente, como os átomos do mesmo tipo e elemento devem ser exatamente os mesmos em termos de parâmetros e propriedades, as órbitas dos elétrons desses átomos também devem ser as mesmas. No entanto, as leis do movimento dos corpos astronômicos não poderiam fornecer respostas a essas perguntas. A segunda contradição reside no fato de que o movimento de um elétron ao longo da órbita, se leis físicas bem estudadas forem aplicadas a ele, deve necessariamente ser acompanhado por uma liberação permanente de energia. Como resultado, esse processo levaria ao esgotamento do elétron, que eventualmente morreria e até cairia no núcleo.
Estrutura da onda mãeand
Em 1924, o jovem aristocrata Louis de Broglie apresentou uma ideia que transformou as ideias da comunidade científica sobre questões como a estrutura do átomo, a composição dos núcleos atômicos. A ideia era que um elétron não é apenas uma bola em movimento que gira em torno do núcleo. Esta é uma substância embaçada que se move de acordo com leis que se assemelham à propagação de ondas no espaço. Muito rapidamente, esta ideia foi estendida ao movimento de qualquer corpo emem geral, explicando que notamos apenas um lado desse mesmo movimento, mas o segundo não se manifesta de fato. Podemos ver a propagação das ondas e não notar o movimento da partícula, ou vice-versa. Na verdade, esses dois lados do movimento sempre existem, e a rotação de um elétron em órbita não é apenas o movimento da própria carga, mas também a propagação de ondas. Essa abordagem é fundamentalmente diferente do modelo planetário aceito anteriormente.
Fundação elementar
O núcleo de um átomo é o centro. Os elétrons giram em torno dele. Todo o resto é determinado pelas propriedades do núcleo. É necessário falar sobre um conceito como a composição do núcleo de um átomo do ponto mais importante - da carga. Um átomo contém um certo número de elétrons que carregam uma carga negativa. O próprio núcleo tem uma carga positiva. Disto podemos tirar algumas conclusões:
- Um núcleo é uma partícula carregada positivamente.
- Em torno do núcleo há uma atmosfera pulsante criada por cargas.
- É o núcleo e suas características que determinam o número de elétrons em um átomo.
Propriedades do Kernel
Cobre, vidro, ferro, madeira têm os mesmos elétrons. Um átomo pode perder alguns elétrons ou até mesmo todos. Se o núcleo permanecer carregado positivamente, ele será capaz de atrair a quantidade certa de partículas carregadas negativamente de outros corpos, o que permitirá que ele sobreviva. Se um átomo perde um certo número de elétrons, a carga positiva no núcleo será maior que o restante das cargas negativas. NONesse caso, todo o átomo adquirirá uma carga em excesso e pode ser chamado de íon positivo. Em alguns casos, um átomo pode atrair mais elétrons e, em seguida, ficará carregado negativamente. Portanto, pode ser chamado de íon negativo.
Quanto pesa um átomo?
A massa de um átomo é determinada principalmente pelo núcleo. Os elétrons que compõem o átomo e o núcleo atômico pesam menos de um milésimo da massa total. Como a massa é considerada uma medida da reserva de energia que uma substância possui, esse fato é considerado extremamente importante quando se estuda uma questão como a composição do núcleo atômico.
Radioatividade
As questões mais difíceis surgiram após a descoberta dos raios X. Elementos radioativos emitem ondas alfa, beta e gama. Mas tal radiação deve ter uma fonte. Rutherford em 1902 mostrou que tal fonte é o próprio átomo, ou melhor, o núcleo. Por outro lado, a radioatividade não é apenas a emissão de raios, mas também a conversão de um elemento em outro, com propriedades químicas e físicas completamente novas. Ou seja, a radioatividade é uma mudança no núcleo.
O que sabemos sobre estrutura nuclear?
Quase cem anos atrás, o físico Prout apresentou a ideia de que os elementos da tabela periódica não são formas aleatórias, mas são combinações de átomos de hidrogênio. Portanto, pode-se esperar que tanto as cargas quanto as massas dos núcleos sejam expressas em termos de cargas inteiras e múltiplas do próprio hidrogênio. No entanto, isso não é bem verdade. Ao estudar as propriedades dos átomosnúcleos com a ajuda de campos eletromagnéticos, o físico Aston estabeleceu que elementos cujos pesos atômicos não eram inteiros e múltiplos, na verdade, são uma combinação de átomos diferentes, e não uma substância. Em todos os casos em que o peso atômico não é um número inteiro, observamos uma mistura de diferentes isótopos. O que é isso? Se falamos sobre a composição do núcleo de um átomo, isótopos são átomos com a mesma carga, mas com massas diferentes.
Einstein e o núcleo do átomo
A teoria da relatividade diz que a massa não é uma medida pela qual a quantidade de matéria é determinada, mas uma medida da energia que a matéria possui. Assim, a matéria pode ser medida não pela massa, mas pela carga que compõe essa matéria e pela energia da carga. Quando a mesma carga se aproxima de outra da mesma, a energia aumentará, caso contrário diminuirá. Isso, é claro, não significa uma mudança na matéria. Assim, a partir desta posição, o núcleo de um átomo não é uma fonte de energia, mas sim um resíduo após sua liberação. Portanto, há alguma contradição.
Nêutrons
Os Curie, quando bombardeados com partículas alfa de berílio, descobriram alguns raios incompreensíveis que, colidindo com o núcleo de um átomo, o repelem com grande força. No entanto, eles são capazes de atravessar uma grande espessura de matéria. Essa contradição foi resolvida pelo fato de que a partícula dada acabou por ter uma carga elétrica neutra. Por isso, foi chamado de nêutron. Graças a mais pesquisas, descobriu-se que a massa do nêutron é quase a mesma do próton. De um modo geral, o nêutron e o próton são incrivelmente semelhantes. ConsiderandoA partir desta descoberta foi definitivamente possível estabelecer que a composição do núcleo de um átomo inclui prótons e nêutrons, e em quantidades iguais. Tudo foi se encaixando aos poucos. O número de prótons é o número atômico. O peso atômico é a soma das massas de nêutrons e prótons. Um isótopo também pode ser chamado de elemento no qual o número de nêutrons e prótons não será igual um ao outro. Como discutido acima, em tal caso, embora o elemento permaneça essencialmente o mesmo, suas propriedades podem mudar substancialmente.
