Structura și încărcarea nucleului unui atom

Faptul că toate elementele sunt alcătuite din particule elementare au fost presupuse de oamenii de știință din Grecia Antică. Dar nici pentru a dovedi acest lucru, nici pentru a respinge în acele vremuri nu a existat nicio posibilitate. Da, și proprietățile atomilor din antichitate nu puteau decât să ghicească, pe baza propriilor observații ale diverselor substanțe.

Pentru a dovedi că toate substanțele constau din particule elementare, a fost posibil numai în secolul al XIX-lea și apoi indirect. În același timp, fizicienii și chimistii din întreaga lume au încercat să creeze o teorie unificată a particulelor elementare, descriind structura lor și explicând diferite proprietăți, cum ar fi, de exemplu, încărcarea nucleară.

Lucrarea multor oameni de știință a fost dedicată studiului moleculelor, atomilor și structurii lor. Fizica a trecut treptat în studiul microworld - particulele elementare, interacțiunile și proprietățile lor. Oamenii de știință au început să se întrebe ce nucleul atomic, să prezinte ipoteze și să încerce să le demonstreze, cel puțin indirect.

Ca urmare, teoria de bază a fost planeta modelul structurii atomului, propuse de Ernest Rutherford și Niels Bohr. Conform acestei teorii, sarcina nucleului oricărui atom este pozitivă, în timp ce orbitele sale rotesc electronii încărcați negativ, făcând în cele din urmă atomul electric neutru. De-a lungul timpului, această teorie a fost confirmată în mod repetat de diferite tipuri de experimente, începând cu experimentele unuia dintre coautorii săi.

Fizica nucleară modernă consideră fundamentală teoria lui Rutherford-Bohr, toate studiile despre atomi și elementele lor se bazează pe ea. Pe de altă parte, majoritatea ipotezelor care au apărut în ultimii 150 de ani nu au fost niciodată confirmate. Se pare că fizica nucleară în majoritatea ei este teoretică având în vedere dimensiunile extrem de mici ale obiectelor studiate.

Desigur, în lumea de astăzi, este mult mai ușor să se determine încărcarea miezului de aluminiu, de exemplu (sau orice alt element) decât în ​​secolul al XIX-lea și chiar mai mult în Grecia Antică. Dar făcând noi descoperiri în acest domeniu, oamenii de știință uneori ajung la concluzii surprinzătoare. Încercarea de a găsi o soluție la o problemă fizică particule elementare se confruntă cu noi provocări și paradoxuri.

Inițial, teoria lui Rutherford spune că proprietățile chimice ale unei substanțe depind de încărcarea nucleului atomului său și, ca o consecință, de numărul de electroni care se rotesc de-a lungul orbitelor sale. Chimia și fizica moderne confirmă pe deplin această versiune. În ciuda faptului că studiul structurii moleculelor respins inițial din cel mai simplu model - atomul de hidrogen, a cărui încărcare a nucleului este egală cu 1, teoria se aplică în întregime tuturor elementelor din tabelul periodic, inclusiv metale pământuri rare și substanțele radioactive, obținută artificial la sfârșitul ultimului mileniu.

Este curios că, cu mult timp înainte de cercetarea lui Rutherford, un chimist englez, un medic de educație, William Prout, a observat că gravitatea specifică a diferitelor substanțe este un multiplu al acestui indice de hidrogen. Apoi a sugerat că toate celelalte elemente constau pur și simplu din hidrogen la un nivel mai simplu. Că, de exemplu, o particulă de azot este de 14 astfel de particule minime, 16 de oxigen etc. Dacă luăm în considerare această teorie la nivel mondial în interpretarea modernă, atunci, în general, este corectă.