Δομή των ατόμων

Η ύπαρξη του ατόμου προτάθηκε για πρώτη φορά το 400 π.Χ. από τον Ινδό Maharishi Kamaad και τον Έλληνα φιλόσοφο Δημόκριτο. Σύμφωνα με αυτούς, με τη συνέχιση της διαίρεσης της ύλης, φτάνει ένα στάδιο πέρα ​​από το οποίο είναι αδύνατη η περαιτέρω διαίρεση. Όλη η ύλη περιλαμβάνει εξαιρετικά μικρά αδιαίρετα σωματίδια, ο Ινδός Manunshi Kamad και ο Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος ονόμασαν αυτό το εξαιρετικά μικρό αδιαίρετο σωματίδιο ως Άτομο. Η λέξη "Atom" προέρχεται από την ελληνική λέξη "Atomos" που σημαίνει άκοπο ή αδιαίρετο. Έτσι, όλες αυτές οι υποθέσεις που σχετίζονται με ένα άτομο βασίστηκαν στις σκέψεις των φιλοσόφων. Μέχρι τον 18ο αιώνα δεν έγινε καμία συγκεκριμένη εργασία προς την κατεύθυνση της απόδειξής του.

Μετά από αρκετούς αιώνες, το 1808, ο John Dalton πρότεινε την ατομική θεωρία. Σύμφωνα με τον ίδιο, όλα τα καρύδια κατασκευάζονται από εξαιρετικά μικρά σωματίδια γνωστά ως άτομα. Τα άτομα είναι αδιαίρετα σωματίδια. Τα άτομα ενός στοιχείου είναι πανομοιότυπα και διαφέρουν από άλλα στοιχεία.

Υποατομικά σωματίδια

Δεν έγιναν προσπάθειες ούτε από τον Ντάλτον ούτε από τους συγχρόνους του να μάθουν για την εσωτερική δομή της ύλης. Ωστόσο, προς τα τέλη του 19ου αιώνα και στις αρχές του 20ου αιώνα. Επιστήμονες όπως ο JJ. Οι Thomson, Goldstein, Rutherford, Chadwick, Bohr και πολλοί άλλοι, ως αποτέλεσμα της έρευνάς τους, διαπίστωσαν ότι ένα άτομο αποτελείται από υποατομικά σωματίδια. ηλεκτρόνια, πρωτόνια και νετρόνια. Αυτά είναι γνωστά ως Θεμελιώδη Σωματίδια.

Ανακάλυψη του ηλεκτρονίου:-

Το 1830, ο Michael Faraday έδειξε ότι οι χημικές αλλαγές συμβαίνουν όταν ο ηλεκτρισμός διέρχεται από τον ηλεκτρολύτη. Ο Faraday καθιέρωσε τη σχέση μεταξύ ηλεκτρικής ενέργειας και νερού και έδωσε τους νόμους του ηλεκτρισμού. Από το αποτέλεσμα των πειραμάτων του Faraday, η σωματιδιακή φύση του ηλεκτρισμού ήταν γνωστή. Έτσι ξεκίνησε το ταξίδι της ανακάλυψης ηλεκτρονίων. Sir Julius Plucker, William Crooks, J. Pinien &J.J. Ο Thomson συνέβαλε στη μελέτη των καθοδικών ακτίνων. Έτσι, η μελέτη των καθοδικών ακτίνων οδήγησε στην ανακάλυψη ηλεκτρονίων. Ο J. J. Thomson πραγματοποίησε διάφορα πειράματα για τη μελέτη των καθοδικών ακτίνων και πρότεινε το αποτέλεσμα ότι οι καθοδικές ακτίνες αποτελούνται από σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια προήλθαν από ένα άτομο. Έτσι, το άτομο ανακαλύφθηκε ότι είναι διαιρετό. Ο Thomson ονόμασε αυτά τα σωματίδια ως σωματίδια. Τα σωματίδια που ανακαλύφθηκαν από τον Thomson το 1997 ονομάστηκαν «Electrons» από τον G. Johnstone Stoney. Έτσι, τα εύσημα για την ανακάλυψη ηλεκτρονίων πάνε στον J.J. Τόμσον. Ο Τόμσον τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ για αυτήν την ανακάλυψη.

Τον δέκατο ένατο αιώνα, διάφοροι επιστήμονες μελέτησαν την ηλεκτρική εκκένωση σε σωλήνες μερικώς κενού γνωστούς ως σωλήνες καθοδικών ακτίνων. Αυτοί οι σωλήνες καθοδικών ακτίνων γεμίζουν με αέριο σε χαμηλή πίεση και στη συνέχεια η ηλεκτρική εκκένωση παρακάμπτεται σε υψηλή τάση. Η ροή του ηλεκτρισμού ξεκινά από το αρνητικό ηλεκτρόδιο «Κάθοδος» προς το θετικό ηλεκτρόδιο «Άνοδιο». Αυτές είναι γνωστές ως καθοδικές ακτίνες.

Ιδιότητες των καθοδικών ακτίνων: 

Κατά τη διοχέτευση του ηλεκτρισμού στο αέριο σε χαμηλή πίεση στον σωλήνα εκκένωσης, τα σωματίδια αερίου συγκρούονται με την κάθοδο από την οποία εκπέμπονται μικρά σωματίδια με υψηλή ταχύτητα. Αυτά τα μικρά σωματίδια είναι γνωστά ως ηλεκτρόνια. Με αυτόν τον τρόπο, οι καθοδικές ακτίνες είναι η ροή των ηλεκτρονίων. Οι κύριες ιδιότητες των καθοδικών ακτίνων δίνονται παρακάτω:

1. Οι καθοδικές ακτίνες ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή:Όταν ένα αδιαφανές αντικείμενο τοποθετείται στη διαδρομή των καθοδικών ακτίνων, η σκιά του δημιουργείται στο άκρο απέναντι από την κάθοδο. Αυτό δείχνει ότι οι καθοδικές ακτίνες ταξιδεύουν σε ευθεία γραμμή.

2. Οι καθοδικές ακτίνες αποτελούνται από σωματίδια υλικού:Αυτό υποδεικνύεται από έναν ελαφρύ τροχό κουπιών από μαρμαρυγία που αρχίζει να περιστρέφεται όταν τοποθετείται στη διαδρομή των καθοδικών ακτίνων.

3. Οι καθοδικές ακτίνες έχουν αρνητικό φορτίο:Οι καθοδικές ακτίνες εκτρέπονται προς μια θετική πλάκα όταν εφαρμόζεται ηλεκτρικό πεδίο. Αυτό δείχνει ότι οι καθοδικές ακτίνες αποτελούνται από αρνητικά φορτισμένα σωματίδια.

4. Οι καθοδικές ακτίνες παράγουν θερμαντικό αποτέλεσμα:Ένα λεπτό μεταλλικό φύλλο που τοποθετείται στη διαδρομή των καθοδικών ακτίνων θερμαίνεται λόγω πυράκτωσης.

5. Οι καθοδικές ακτίνες παράγουν ακτίνες Χ:Παράγουν ακτίνες Χ όταν προσκρούουν σε σκληρά μέταλλα όπως βολφράμιο, χαλκό κ.λπ.

Ανακάλυψη του Πρωτονίου;

Το άτομο είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και τα ηλεκτρόνια είναι θεμελιώδη σωματίδια που υπάρχουν σε αυτό και φέρουν αρνητικό φορτίο. Έτσι, είναι προφανές ότι πρέπει να υπάρχουν θετικά φορτισμένα σωματίδια για να εξουδετερωθούν αρνητικά φορτισμένα ηλεκτρόνια. Το 1886, ο Goldstein χρησιμοποίησε μια διάτρητη κάθοδο σε ένα σωλήνα εκκένωσης και παρατήρησε ότι ακτίνες θετικά φορτισμένων σωματιδίων μετακινούνται από την άνοδο στην κάθοδο, παράγοντας φθορισμό στο τοίχωμα της καθόδου. Οι ακτίνες ονομάζονταν ακτίνες καναλιού, ακτίνες ανόδου ή θετικές ακτίνες. Η μάζα αυτού του σωματιδίου είναι ίση με τη μάζα του ατόμου του αερίου που λαμβάνεται στον σωλήνα εκκένωσης.

Το παρατηρούμενο σωματίδιο ανόδου φέρει θετικό φορτίο εάν ληφθεί αέριο υδρογόνο στον σωλήνα εκκένωσης. Η μάζα των σωματιδίων είναι ίση με τη μάζα του υδρογόνου, δηλαδή είναι μια μονάδα. Αυτό το θετικό σωματίδιο είναι γνωστό ως Πρωτόνιο. Το πρωτόνιο είναι το θεμελιώδες συστατικό ενός ατόμου που φέρει θετικό φορτίο μονάδας 1,602 x 10-19 coulomb ή φορτίο 48×10-10 esu και η μάζα του πρωτονίου είναι 1,67 x 10-27 kg ή 1 amu, που είναι η μάζα του υδρογόνου. Αντιπροσωπεύεται ως ¹H1.

Ανακάλυψη πρωτονίου:- 

Όταν τα ταχέως κινούμενα σωματίδια προσκρούουν στο μέταλλο του βηρυλλίου, τότε εκπέμπονται ουδέτερα σωματίδια των οποίων η μάζα είναι ίση με τη μάζα του υδρογόνου. Λόγω της ουδέτερης φύσης τους, είναι γνωστά ως νετρόνια. Ο Τσάντγουικ ανακάλυψε αυτά τα σωματίδια το έτος 1932.

Έτσι, το νετρόνιο είναι το θεμελιώδες σωματίδιο ενός ατόμου που δεν έχει φορτίο και του οποίου η μάζα είναι 1,6747 x 10-27 kg (1,008 amu). Κανονικά ένα νετρόνιο υποτίθεται ότι είναι ένα ουδέτερο σωματίδιο μονάδας μάζας. Τα πρωτόνια είναι θετικά φορτισμένα σωματίδια. Φέρει ένα θετικό φορτίο μονάδας και η μάζα του είναι ίση με τη μάζα ενός ατόμου υδρογόνου.

Τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. Έτσι, ο αριθμός των πρωτονίων που υπάρχουν στον πυρήνα του ατόμου ισούται με τον αριθμό των ηλεκτρονίων σε ένα άτομο. Αυτό αντιπροσωπεύει τον Ατομικό αριθμό που συμβολίζεται με Z.

Με αυτόν τον τρόπο,

Ατομικός αριθμός =Αριθμός πρωτονίων =Αριθμός ηλεκτρονίων

Συμπέρασμα

Όταν το ηλεκτρόνιο, το νετρόνιο και το πρωτόνιο αποτελούν μαζί, αυτό σχηματίζει ένα άτομο. Το πυρηνικό μοντέλο του Rutherford εξήγησε ότι ο πυρήνας έχει μια συγκεκριμένη θέση στο άτομο. Οποιοδήποτε άτομο αναγνωρίζεται από τον αριθμό των πρωτονίων (θετικά φορτισμένα σωματίδια) που υπάρχουν στον πυρήνα. Το 1913, ο Moseley υπολόγισε το θετικό φορτίο που υπάρχει στον ατομικό πυρήνα, γνωστό ως ατομικός αριθμός.

Με αυτόν τον τρόπο.

Ένας ατομικός αριθμός οποιουδήποτε στοιχείου ισούται με τον αριθμό των πρωτονίων στον πυρήνα ενός ατόμου ή 

Ίσος Ατομικός αριθμός =Αριθμός πρωτονίων προς τον αριθμό ηλεκτρονίων στο ουδέτερο άτομο.