Structura atomului: ce este un neutron?

Ce este un neutron? Care sunt structura, proprietățile și funcțiile sale? Neutronii sunt cea mai mare dintre particulele care alcătuiesc atomii, care constituie blocurile de orice materie.

Structura atomului

Neutronii sunt în nucleu - o regiune densă a atomului, umplută și de protoni (particule încărcate pozitiv). Aceste două elemente sunt ținute împreună prin forță, denumite nucleare. Neutronii au o încărcătură neutră. Încărcarea pozitivă a protonului este comparată cu sarcina negativă a electronului pentru a crea un atom neutru. În ciuda faptului că neutronii din nucleu nu afectează încărcarea atomului, ei încă posedă multe proprietăți care afectează atomul, inclusiv nivelul de radioactivitate.

Neutroni, izotopi și radioactivitate

O particulă care este în nucleul unui atom este un neutron de 0,2% mai mare decât un proton. Împreună, ele reprezintă 99,99% din masa totală a atomului. Atomii aceluiași element pot avea un număr diferit de neutroni. Când oamenii de știință se referă la masa atomică, înseamnă masa medie atomică. De exemplu, carbonul are de obicei 6 neutroni și 6 protoni cu o masă atomică de 12, dar uneori se întâlnește cu o masă atomică de 13 (6 protoni și 7 neutroni). De asemenea, există carbon cu numărul atomic 14, dar este rar. Deci, masa atomică pentru carbon este medie la 12,011.

Când atomii au un număr diferit de neutroni, se numesc izotopi. Oamenii de stiinta au gasit modalitati de a adauga aceste particule la nucleu pentru a crea izotopi mai mari. Acum, adăugarea de neutroni nu afectează încărcarea atomului, deoarece nu are nicio sarcină. Cu toate acestea, ele măresc radioactivitatea atomului. Acest lucru poate duce la atomi foarte instabili, care pot elibera niveluri ridicate de energie.

Care este nucleul?

În chimie, nucleul este un centru încărcat pozitiv al unui atom, care constă din protoni și neutroni. Cuvântul "miez" vine de la nucleul latin, care este forma unui cuvânt care înseamnă "piuliță" sau "miez". Acest termen a fost inventat în 1844 de Michael Faraday pentru a descrie centrul atomului. Științele implicate în studiul nucleului, studiul compoziției și caracteristicilor sale, se numesc fizica nucleară și chimia nucleară.

Protonii și neutronii sunt deținute de o forță nucleară puternică. Electronii sunt atrași de nucleu, dar se mișcă atât de repede încât rotația lor se desfășoară la o anumită distanță de centrul atomului. Încărcarea nucleului cu semnul plus provine din protoni și ceea ce este un neutron? Aceasta este o particulă care nu are o încărcătură electrică. Aproape întreaga greutate a unui atom este conținută în nucleu, deoarece protonii și neutronii au o masă mult mai mare decât electronii. Numărul de protoni din nucleul atomic determină identitatea sa atom al unui anumit Element. Numărul de neutroni înseamnă că izotopul elementului este un atom.

Dimensiunea nucleului atomic

Nucleul este mult mai mic decât diametrul total al atomului, deoarece electronii pot fi îndepărtați de centru. Atomul de hidrogen este de 145.000 de ori nucleul său, iar atomul de uraniu este de 23.000 de ori mai mare decât centrul său. Nucleul hidrogenului este cel mai mic, deoarece constă dintr-un singur proton.

Amplasarea protonilor și a neutronilor în nucleu

Protonul și neutronii sunt de obicei descriși ca fiind împrăștiați împreună și distribuiți uniform pe sfere. Cu toate acestea, această simplificare a structurii actuale. Fiecare nucleon (proton sau neutron) poate ocupa un anumit nivel de energie și o serie de locații. În timp ce miezul poate fi sferic, acesta poate fi și în formă de pară, globular sau în formă de disc.

Nucleul protonilor și al neutronilor sunt barioane formate din cele mai mici particule subatomice, numite cuarcuri. Forța de atracție are o gamă foarte scurtă, astfel încât protonii și neutronii trebuie să fie foarte apropiați unul de altul pentru a fi conectați. Această atracție puternică depășește repulsia naturală a protonilor încărcați.

Proton, neutron și electron

Un impuls puternic în dezvoltarea unei astfel de științe ca fizica nucleară a fost descoperirea unui neutron (1932). Mulțumesc pentru asta este fizicianul englez D. Chadwick, care era student al lui Rutherford. Ce este un neutron? Aceasta este o particulă instabilă care, într-o stare liberă, se poate deteriora într-un proton, un electron și un neutrino, așa-numita particulă neutră fără masa, în doar 15 minute.

Particula a luat numele pentru că nu are o încărcătură electrică, este neutră. Neutronii sunt extrem de densi. Într-o stare izolată, un neutron va avea o masă de numai 1,67middot-10^-27, și dacă luați o linguriță bine împachetată cu neutroni, atunci bucata de materie rezultată va cântări milioane de tone.

Numărul de protoni din nucleul unui element se numește numărul atomic. Acest număr dă fiecărui element identitatea sa unică. În atomii anumitor elemente, de exemplu carbonul, numărul de protoni din nuclee este întotdeauna același, dar numărul de neutroni poate fi diferit. Atomul acestui element cu un anumit număr de neutroni din nucleu se numește izotop.

Sunt singurele neutroni periculoase?

Ce este un neutron? Aceasta este o particulă care, împreună cu protonul, compoziția nucleului atomului. Cu toate acestea, uneori pot exista pe cont propriu. Când neutronii sunt din nucleele atomice, dobândesc proprietăți potențial periculoase. Când se mișcă cu viteză mare, produc radiații mortale. Așa-numitele bombe cu neutroni, cunoscute pentru capacitatea lor de a ucide oameni și animale, cu efect minim asupra structurilor fizice neînsuflețite.

Neutronii sunt o parte foarte importantă a atomului. Densitatea mare a acestor particule în combinație cu viteza lor le dă o forță și o energie extraordinară de distrugere. Ca o consecință, ele pot schimba sau chiar pot desprinde nucleele atomilor care au lovit. Deși neutronul are o încărcătură electrică pur neutră, acesta constă din componente încărcate care se anulează reciproc în ceea ce privește încărcarea.

Un neutron într-un atom este o particulă mică. Ca protoni, sunt prea mici pentru a le vedea chiar și cu un microscop electronic, dar sunt acolo, pentru că aceasta este singura modalitate de a explica comportamentul atomilor. Neutronii sunt foarte importanți pentru asigurarea stabilității atomului, dar în afara centrului său atomic, nu pot exista pentru o lungă perioadă de timp și decădere, în medie, în numai 885 secunde (aproximativ 15 minute).