Komponenter av Atom –
– >
Subatomære partikler
selv Om ordet atom opprinnelig betegnet en partikkel som ikke kan kuttes til mindre partikler, i moderne vitenskapelige bruk ‘atom’ er sammensatt av ulike subatomære partikler. Den grunnleggende partiklene et atom består av elektron, proton, og for andre atomer enn hydrogen-1, nøytron.,
elektronet er desidert minst massive av disse partiklene på 9.11×10-31 kg, med en negativ elektrisk ladning og er en størrelse som er så liten som å være i dag grenseløs. Protoner har en positiv ladning og masse 1,836 ganger at av electron, på 1.67×10-27 kg, selv om atomic bindende energi endringene kan redusere dette. Nøytroner har ingen elektrisk ladning, og har en gratis massen av 1,839 ganger massen av elektroner. Nøytroner og protoner har sammenlignbare mål på om lag 2,5×10-15 m-selv om den ‘overflate’ av disse partiklene er ikke veldig skarpt definert.,
Både protoner og nøytroner er selv nå tenkt å være sammensatt av enda mer elementære partikler, kalt kvarker. Quark former en av de to grunnleggende bestanddeler av saken, den andre er den lepton, som elektronet er et eksempel. Det er seks forskjellige typer kvarker, og hver har en brøk elektrisk ladning av enten +2/3 eller -1/3. Protoner er sammensatt av to opp-kvarker og en ned quark, mens et nøytron består av en quark og to ned-kvarker., Den kvarker blir holdt sammen av den sterke kjernekraften, mediert av elementære partikler som kalles gluoner.
Kjernen
Alle bundet protoner og nøytroner i et atom gjøre opp en tett, massive atomkjerne, og er kollektivt kalt nucleons. Selv om den positive ladningen av protoner får dem til å frastøte hverandre, de er bundet sammen med nøytroner med en kort-varierte attraktive potensielle kalt den gjenværende sterk kraft., Radius av en kjerne er tilnærmet lik fm, der A er totalt antall nucleons. Dette er mye mindre enn radius av atom, som er på rekkefølgen av 105 fm.
Atomer av samme grunnstoff har samme antall protoner, kalt atomnummer. Innenfor en enkelt element, antall nøytroner kan variere, bestemme isotop av det aktuelle elementet. Antall nøytroner i forhold til protoner bestemmer stabiliteten av kjernen, med visse isotoper under radioaktiv nedbrytning på grunn av svak kraft.,
antall protoner og nøytroner i atomkjernen kan endres, selv om dette kan kreve svært høye energier på grunn av den sterke kraft. Kjernefysisk fusjon oppstår når flere protoner eller nøytroner kolliderer med kjernen. Fisjon er den motsatte prosessen, noe som fører kjernen til å slippe ut en viss mengde nucleons-vanligvis gjennom radioaktiv nedbrytning. Kjernen kan også endres gjennom bombardement av høy energi subatomære partikler eller fotoner., I slike prosesser som kan endre antall protoner i kjernen, atom blir et atom av et annet grunnstoff.
fusjon av to kjerner som har lavere atomic tall enn jern og nikkel er et eksoterme prosess som frigjør mer energi enn det som er nødvendig for å bringe dem sammen. Det er denne energi-frigjørende prosess som gjør kjernefysisk fusjon stjerner i en selvdrevet reaksjon. Netto tap av energi fra fusjon reaksjon betyr også at massen av smeltet kjerner er lavere enn den samlede massen av den enkelte kjerner., Energien som frigis (E) er beskrevet av Albert Einstein er masse energi ekvivalens formel E= mc2 der m er massen tap og c er lysets hastighet.
massen av kjernen er mindre enn summen av massene til de separate partikler. Forskjellen mellom disse to verdiene er bindende energi av kjernen. Det er den energien som avgis når den individuelle partikler kommer sammen for å danne kjernen. Bindende energi per nucleon øker med økende atomnummer til jern og nikkel er nådd., For tyngre kjerner, bindende energi begynner å avta. Det betyr at fusion prosesser med kjerner som har høyere atomic tall er en endothermic prosessen. Disse mer massiv kjerner kan ikke gjennomgå en energi-produserende fusion reaksjon som kan opprettholde hydrostatisk likevekt av en stjerne. Til slutt, ved tilstrekkelig høy atomic tall, bindende energi blir negativ, noe som resulterer i en ustabil kjerne.
Electron cloud
elektroner utgjør en mye større electron cloud rundt kjernen., Disse elektronene er bundet til protoner i kjernen av elektromagnetisk kraft. Antall elektroner som er forbundet med et atom er mest enkelt endres, på grunn av lavere energi av binding av elektroner.
Atomer er elektrisk nøytral hvis de har et likt antall protoner og elektroner. Atomer som har enten et underskudd eller overskudd av elektroner, kalles ioner. Elektroner som er lengst fra kjernen, kan overføres til andre nærliggende atomer eller deles mellom atomene., Gjennom denne mekanismen atomer er i stand til å binde seg til molekyler og andre typer kjemiske forbindelser som ionisk og covalent nettverk krystaller.
Hvert elektron i et atom finnes på en bestemt energi tilstand innenfor en karakteristisk regionen om kjernen som er definert av en atom-orbital. Dette matematisk funksjon beskriver bølge-lignende oppførsel av elektronet i et bestemt quantum staten. Elektronet kan endre tilstanden til et høyere energinivå ved å absorbere et foton med tilstrekkelig energi til å øke den inn i den nye quantum staten., På samme måte, gjennom spontan emisjon, et elektron i en høyere energi tilstand kan falle til et lavere energi tilstand, mens utstrålende overflødig energi som et foton. Disse karakteristiske energi verdier, definert av forskjeller i energiene av kvantetilstander, er ansvarlig for atomic spektral linjer.
form av elektronet skyen.
Tilbake til toppen av siden