تبلیغات
شیمی نویس - هسته اتم/پروتون/نوترون/الکترون
 
شیمی نویس
منتظر لحظه مناسب نباش ، همین لحظه رو بگیر و مناسبش کن
درباره وب


سلام خوش آمدید

منبع اکثر مطالب
از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد است...

برای دیدن کامل پست ها ، با کلیک بر دکمه ادامه مطلب ، در آخر هر پست ، آن پست را کامل مشاهد کنید

مدیر وبلاگ : محمد امین آقایی
نظرسنجی
نظر شما درباره مطالب وب چیست؟






آمار وب
  • کل بازدید :
  • بازدید امروز :
  • بازدید دیروز :
  • بازدید این ماه :
  • بازدید ماه قبل :
  • تعداد نویسندگان :
  • تعداد کل پست ها :
  • آخرین بازدید :
  • آخرین بروز رسانی :

به این وب خوش آمدید،انتقادات و پیشنهاداتون رو بصورت کامنت بزارید (محمد امین آقایی).

هستهٔ اتم
ناحیه‌ای با جرم بالا است که پروتون‌ها و نوترون‌ها در آن قرار گرفته اند. اندازهٔ هسته از اندازهٔ خود اتم بسیار کوچک‌تر است، و تقریباً تمام جرم اتم را که از ذرات پروتون و نوترون سبب می‌شود در این ناحیه قرار دارد.

تاریخچه

هسته اولین بار توسط ارنست رادرفورد و در سال ۱۹۱۱ کشف شد او یک ورق طلا را مورد بمباران پرتو آلفا قرار داد طبق نظر تامسون باید تمام پرتو یا بازمی گشت یا عبور می‌کرد اما بعضی از پرتوها عبور کرده و بعضی از پرتوها به شدت باز می‌گردند پس او اینگونه نتیجه گرفت که جرم بسیار چگال و با بار مثبت(زیرا پرتو آلفا ۲ بار مثبت دارد) و متمرکز در محلی از اتم قرار دارد که بررسی‌های دقیقتر این محل را مرکز اتم مشخص نمود نام این محل هسته گذاشته شد.


نوترون

یکی از ذرات هسته‌ای اتم است. نوترون دارای بار الکتریکی خنثی است و به همراه پروتون در داخل هسته اتم اصل جرم اتم را تشکیل می‌دهند.

از هیدروژن (۱ پروتون) تا کلسیم (۲۰ پروتون) تعداد آن با تعداد پروتون یکی نیست و از آن بالاتر در جدول تناوبی تعدادش بیشتر می‌شود. جرم مطلق ۲۷- ۱۰ × ۱٬۶۷۴۸۲ کیلوگرم و جرم نسبی آن ۱٬۰۰۸۶۶۵۴۱ است. برای مثال ۵۶n بر روی Fe و p۲۶ بر زیر آن تشکیل دهندهٔ آهن است.

جیمز چادویک در سال ۱۹۳۲ نوترون را، که رادرفورد در سال ۱۹۲۰ وجود آن را پیش‌بینی کرده بود، کشف کرد. پروتون‌ها ذراتی مثبت هستند و به شدت همدیگر را دفع می‌کنند علت اینکه پروتون‌ها همدیگر را دفع نمی‌کنند نوترون‌ها هستند. نوترون ذره‌ای ناپایدار است و عمر متوسط آن ۹۱۸ ثانیه است که به پروتون، الکترون و نوترینو واپاشیده می‌شود. به این واپاشی، واپاشی بتا می‌گویند اتمی که پرتوی بتا تابش می‌کند چون یک پروتون به پروتون‌هایش اضافه می‌شود به عنصر بالاتر سلف می‌کند در همه اتم‌ها اینگونه نیست زیرا اصل طرد پائولی برای اتم‌هایی که نسبت نوترون‌هایش به پروتون‌هایش کمتر از ۱٫۵ است اجازه واپاشی نمی‌دهد.

نوترون از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین ساخته شده است.

تاریخچه کشف نوترون

با اندازه گیری‌هایی که ارنست رادرفورد انجام داده بود، متوجه شد که جرم هسته اتم تقریباً دوبرابر تعداد پروتون‌ها است. بدین ترتیب او پیش بینی کرد که ذره‌ای دیگر باید در هسته باشد تا این کمبود جرم را جبران کند.

در سال ۱۹۳۲ جیمز چادویک آزمایشی ترتیب داد. او بریلیم را با آلفا بمباران کرد و متوجه شد ذره‌ای با قدرت نفوذ بسیار بالا از هسته اتم بیرون می‌زند که در میدان مغناطیسی منحرف نمی‌شود. ابتدا فکر کرد باید اشعه X یا گاما باشد اما هنگامی که سرعت آن را اندازه گرفت متوجه شد سرعت این ذره یک دهم سرعت نور است. به همین دلیل این ذره را که جرم آن حدود جرم پروتون و بیشتر بود، بار الکتریکی نداشت و سرعت آن یک دهم سرعت نور بود نوترون نامید و آن را به هسته نسبت داد.


پروتون (Proton)

ذره‌ای بنیادی با بار مثبت است که بخشی از هر اتم را تشکیل می‌دهد. جرم پروتون ۱۸۳۷ برابر جرم الکترون و معادل ۱ amu است.

بر اساس قوانین پایستگی و به علت آن که پروتون سبک‌ترین باریون است، پایدار است. اما براساس نظریه وحدت بزرگ این ذره عمر ۱٫۶‎×۱۰۳۰ سال داشته و بعد از این مدت به پوزیترون و پیون صفر تبدیل می‌شود.

پروتون از دو کوارک بالا و یک کوارک پایین تشکیل شده است.

تاریخچه

مدت زیادی نیاز بود تا مفهوم ذره هیدروژن-مانند به عنوان سازنده سایر اتم‌ها توسعه یابد. نخست، ویلیام پروت در ۱۸۱۵ بر پایه تفسیر ساده‌انگارانه‌ای از مقادیر وزن اتمی، چنین فرض کرد که همه اتم‌ها از اتم‌های هیدروژن تشکیل شده‌اند. پس از آن که مقدارهای دقیق‌تری اندازه‌گیری شدند، این فرضیه رد شد.

در ۱۸۸۶، اویگن گلدشتاین پرتوهای آندی را کشف کرد و نشان داد که این پرتوها مربوط به ذره‌هایی با بار مثبت هستند. البته از آن‌جایی‌که ذرات منتشر شده از گازهای مختلف، دارای نسبت بار به جرم متفاوتی بودند، شناسایی آنها با یک ذره (بر خلاف الکترون با بار منفی) امکان‌پذیر نبود.

پس از کشف هسته اتم توسط ارنست رادرفورد در ۱۹۱۱، آنتونیوس فن‌در بروک اظهار کرد که مکان هر عنصر در جدول تناوبی، متناظر با بار هسته آن است. هنری موزلی در ۱۹۱۳ این مطلب را با به کارگیری طیف پرتو ایکس به صورت تجربی تأیید کرد.


الکترون(با نماد e یا β) یک ذره زیر اتمی با بار الکتریکی منفی و برابر با بار بنیادی می‌باشد. الکترون‌ها به نسل نخست از خانواده لپتونها تعلق دارند و به طور عمومی به عنوان ذره بنیادی شناخته می‌شوند زیرا هیچ جزء و زیرساختار تشکیل‌دهنده شناخته‌شده‌ای ندارند.الکترون جرمی تقریباً برابر با ۱/۱۸۳۶ جرم پروتون دارد.ویژگیهای کوانتومی الکترون شامل تکانه زاویه‌ای ذاتی (اسپین) با مقدار نیمه‌صحیح بر حسب ħ (ثابت کاهیدهٔ پلانک)است واین یعنی الکترون یک جور فرمیون است. به دلیل فرمیون بودن، طبق اصل طرد پاولی، دو الکترون مختلف نمی‌توانند حالات کوانتومی یکسانی را اشغال کنند.الکترون‌ها، همانند همهٔ مواد، هم ویژگی‌های ذره‌ای و هم موجی را دارا هستند، یعنی هم می‌توانند با ذرات دیگر برخورد کنند و هم مانند نور دچار پراش شوند. مشاهده ویژگی‌های موجی الکترون نسبت به ذراتی مانند نوترون و پروتون آسان‌تر است زیرا جرم الکترون کمتراست ودر نتیجه طول موج دوبروی آن برای انرژی‌های معمول بالاتر است.

در بسیاری از پدیده‌های فیزیکی مانند الکتریسیته، مغناطیس و رسانش گرمایی، الکترون‌ها نقشی اساسی را ایفا می‌کنند و همچنین در برهم‌کنش‌های گرانشی، الکترومغناطیسی و هسته‌ای ضعیف نیز شرکت می‌کند. الکترون یک میدان الکتریکی در اطراف خود ایجاد می‌کند. یک الکترون در حال حرکت نسبت به یک ناظر، یک میدان مغناطیسی تولید می‌کند، و میدان‌های مغناطیسی خارجی نیز باعث انحراف مسیر حرکت الکترون می‌شوند. هنگامی که یک الکترون شتاب می‌گیرد، انرژی را به شکل فوتون جذب یا تابش می‌کند. وسایل آزمایشگاهی با بهره‌گیری از میدان‌های الکترومغناطیسی توانایی دربرگرفتن و مشاهده الکترون‌های تکی و پلاسمای الکترون را دارند و تلسکوپ‌های ویژه‌ای نیز وجود دارند که می‌توانند پلاسماهای الکترون را در فضا آشکار سازند. الکترون کاربرهای فراوانی دارد که از جمله آنها می‌توان به الکترونیک، جوشکاری با تشعشعات الکترونی، لامپ پرتوی کاتدی، میکروسکوپ الکترونی، پرتودرمانی، لیزر الکترون آزاد، آشکارسازهای یونیزاسیون گازی و شتاب‌دهنده ذره‌ای اشاره نمود.

برهم‌کنش‌های دربرگیرنده الکترون و ذرات زیراتمی دیگر در دانش‌هایی مانند شیمی و فیزیک هسته‌ای مورد توجه ویژه‌ای قرار می‌گیرند. برهم‌کنش نیروی کولنی میان پروتونهای مثبت هسته اتم و الکترون‌های منفی باعث تشکیل شدن اتم می‌شود. یونیزه‌شدن و تغییر در نسبت‌های ذرات باعث تغییر در انرژی بستگی سیستم می‌شود. تبادل یا به اشتراک‌گذاری الکترون میان دو یا چند اتم عامل اصلی بوجودآمدن پیوندهای شیمیایی است.فیلسوف طبیعی بریتانیایی، ریچارد لامینگ نخستین بار در سال ۱۸۳۸ فرضیه‌ای شامل مفهوم یک مقدار تجزیه‌ناپذیر بار الکتریکی برای توضیح ویژگی‌های شیمیایی اتم‌ها ارائه داد. فیزیکدان ایرلندی، جرج استونی، در سال ۱۸۹۱ نام این بار را الکترون گذاشت و جی جی تامسون و تیم متشکل از فیزیکدانان بریتانیایی او این ذره را در سال ۱۸۹۷ شناسایی کردند. الکترون‌ها در واکنش‌های هسته‌ای مانند هسته‌زایی در ستارگان نیز می‌توانند شرکت کنند که در آنجا با نام ذرات بتا شناخته می‌شوند. الکترون‌ها ممکن است در واپاشی بتای ایزوتوپ‌های رادیواکتیو و همچنین در برخوردهای پرانرژی، مانند وقتی که پرتو کیهانی وارد اتمسفر می‌شود، به‌وجودآیند. پادذره الکترون، پوزیترون نام دارد که دقیقاً مانند الکترون است اما بار الکتریکی و دیگر بارهای آن علامت مخالف با الکترون دارند. وقتی یک الکترون به یک پوزیترون برخورد می‌کند، ممکن است هردو کاملاً نابود شوند و فوتونهای پرتو گاما تولید کنند.

تاریخچه

یونانیان باستان متوجه شدند که وقتی کهربا با پشم مالش داده شود، اشیای کوچک را به سمت خود جذب می‌کند. این پدیده به همراه آذرخش نخستین تجربه‌های ثبت‌شده بشر از الکتریسیته هستند.] در دههٔ ۱۶۰۰ دانشمندی انگلیسی به نام ویلیام گیلبرت در مقاله‌ای با عنوان «مگنت (De Magnete)»، برای اشاره به این ویژگی جذب اشیای کوچک پس از مالش، واژهٔ لاتین جدیدی به نام الکتریکوس را به کار برد. واژه‌های الکتریسیته و الکتریک هر دو از واژهٔ لاتین الکتروم (هم چنین ریشهٔ ترکیب همان اسم)، که خود برگرفته از واژهٔ یونانی ήλεκτρον (الکترون) به معنی کهربا است، مشتق شده‌اند.

در اوایل دهه ۱۷۰۰، فرانسیس هاوکسبی و یک شیمی‌دان فرانسوی به نام شارل فرانسوا دو فی به طور جداگانه چیزی کشف کردند که از آن با عنوان دو گونه متفاوت از الکتریسیته مالشی یاد کردند؛ یکی تولید شده از مالش شیشه، و دیگری از مالش رزین. دوفی نتیجه گرفت که الکتریسیته از دو شاره الکتریکی با نام‌های «ویترئوس» و «رزینوس» تشکیل شده‌است که مالش باعث جدا شدن آنها از یکدیگر می‌شود و هنگامی که با هم ترکیب شوند، یکدیگر را خنثی می‌کنند. یک دهه بعد، بنجامین فرانکلین پیشنهاد داد که الکتریسیته از انواع متفاوتی از شاره‌های الکتریکی ناشی نمی‌شود، بلکه ناشی از یک نوع شاره الکتریکی تحت فشارهای مختلف است. او همانند نام‌گذاری امروزی بارهای الکتریکی، آنها را به ترتیب مثبت و منفی نامید. فرانکلین حامل بار را مثبت در نظر گرفته بود، اما به درستی تشخیص نداده بود که کدام شرایط مربوط به افزونی بار و کدام مربوط به کمبود بار بود.

بین سال‌های ۱۸۳۸ تا ۱۸۵۱، فیلسوف طبیعی انگلیسی ریچارد لامینگ این ایده را مطرح نمود که اتم متشکل از یک هستهٔ مادی است که توسط ذرات زیر اتمی با بار الکتریکی واحد در بر گرفته شده‌است.در اوایل سال ۱۸۳۶، یک فیزیکدان آلمانی به نام ویلهلم ادوارد وبر، نظریه‌ای مطرح کرد که طبق آن، الکتریسیته متشکل از شاره‌های باردار مثبت و منفی است که برهم‌کنش میان آن‌ها از قانون مربع معکوس پیروی می‌کند. در سال ۱۸۷۴، فیزیکدان ایرلندی جورج جانستون استونی، پس از مطالعه پدیده برق‌کافت، پیشنهاد کرد که یک مقدار واحد مشخص از الکتریسیته وجود دارد که همان بار یون تک ظرفیتی است. او توانسته‌بود، مقدار این بار بنیادی را به وسیلهٔ قوانین برق‌کافت فاراده تخمین بزند. هرچندکه او معتقد بود این بارها به طور دائمی به اتم‌ها متصل هستند و نمی‌توان آنها را از اتم جدا کرد. در سال ۱۸۸۱ یک فیزیکدان آلمانی به نام هرمان وان هلمولتز ادعا نمود که بارهای مثبت و منفی هر دو به قسمت‌های بنیادی تری تقسیم می‌شوند که هر کدام از آن‌ها «مانند اتم‌های الکتریسیته رفتار می‌کنند».

استونی در ابتدا واژه الکترولیون را در سال ۱۸۸۱ ابداع نمود. ده سال بعد آن را به الکترون تغییر داد تا با آن، این بارهای بنیادی را توصیف کند. او در سال ۱۸۹۴ چنین می‌نویسد: «... تخمینی از این قابل توجه‌ترین مقدار واحد پایه‌ای از الکتریسیته زده شد، که از آن زمان تصمیم گرفتم که برای آن نام الکترون را پیشنهاد بدهم». در سال ۱۹۰۶ پیشنهادی برای تغییر آن به الکتریون مطرح شد که با شکست روبه‌رو شد زیرا هندریک لورنتز ترجیح داد نام الکترون را نگه دارد.واژه الکترون ترکیبی از واژه الکتریک و پسوند یون می‌باشد، پسوند -ون که در نامیدن ذرات زیراتمی دیگر مانند پروتون و نوترون نیز به‌کار می‌رود از الکترون گرفته شده‌است.


شیمی نویس




نوع مطلب : شیمی (مباحث کاربردی)، 
برچسب ها : شیمی نویس، هسته اتم/پروتون/نوترون/الکترون، شیمی،
لینک های مرتبط :

       نظرات
1396/09/29
محمد امین آقایی
 
لبخندناراحتچشمک
نیشخندبغلسوال
قلبخجالتزبان
ماچتعجبعصبانی
عینکشیطانگریه
خندهقهقههخداحافظ
سبزقهرهورا
دستگلتفکر
نظرات پس از تایید نشان داده خواهند شد.