Die Struktur und Ladung des Kerns eines Atoms

Die Struktur und Ladung des Kerns eines Atoms
Die Struktur und Ladung des Kerns eines Atoms
Anonim

Die Tatsache, dass alle Objekte aus Elementarteilchen bestehen, wurde von den Wissenschaftlern des antiken Griechenlands angenommen. Aber damals gab es keine Möglichkeit, diese Tatsache zu beweisen oder zu widerlegen. Und in der Antike konnte man aufgrund eigener Beobachtungen verschiedener Substanzen nur Vermutungen über die Eigenschaften von Atomen anstellen.

nukleare Ladung
nukleare Ladung

Dass alle Stoffe aus Elementarteilchen bestehen, konnte erst im 19. Jahrhundert und dann indirekt nachgewiesen werden. Gleichzeitig versuchten Physiker und Chemiker auf der ganzen Welt, eine einheitliche Theorie der Elementarteilchen zu erstellen, ihre Struktur zu beschreiben und verschiedene Eigenschaften wie die Ladung des Kerns zu erklären.

Die Studien von Molekülen, Atomen und ihrer Struktur waren den Arbeiten vieler Wissenschaftler gewidmet. Die Physik bewegte sich allmählich in das Studium der Mikrowelt - Elementarteilchen, ihre Wechselwirkungen und Eigenschaften. Wissenschaftler begannen sich zu fragen, woraus der Atomkern besteht, stellten Hypothesen auf und versuchten, sie zumindest indirekt zu beweisen.

BInfolgedessen wurde das von Ernest Rutherford und Niels Bohr vorgeschlagene Planetenmodell der Atomstruktur als grundlegende Theorie übernommen. Nach dieser Theorie ist die Ladung des Kerns eines jeden Atoms positiv, während negativ geladene Elektronen in seinen Umlaufbahnen rotieren und das Atom schließlich elektrisch neutral machen. Im Laufe der Zeit wurde diese Theorie immer wieder durch verschiedene Experimente bestätigt, beginnend mit den Experimenten eines ihrer Co-Autoren.

Aluminiumkernladung
Aluminiumkernladung

Die moderne Kernphysik betrachtet die Rutherford-Bohr-Theorie als grundlegend, alle Untersuchungen von Atomen und ihren Elementen basieren darauf. Andererseits sind die meisten Hypothesen, die in den letzten 150 Jahren entstanden sind, praktisch nicht bestätigt worden. Es stellt sich heraus, dass der größte Teil der Kernphysik aufgrund der ultrakleinen Größe der untersuchten Objekte theoretisch ist.

Natürlich ist es in der modernen Welt viel einfacher, zum Beispiel die Ladung des Aluminiumkerns (oder eines anderen Elements) zu bestimmen als im 19. Jahrhundert und noch mehr - im antiken Griechenland. Aber bei neuen Entdeckungen auf diesem Gebiet kommen Wissenschaftler manchmal zu überraschenden Schlussfolgerungen. Beim Versuch, eine Lösung für ein Problem zu finden, steht die Teilchenphysik vor neuen Problemen und Paradoxien.

woraus besteht ein atomkern
woraus besteht ein atomkern

Rutherfords Theorie besagt zunächst, dass die chemischen Eigenschaften eines Stoffes von der Ladung des Kerns seines Atoms und damit von der Anzahl der Elektronen abhängen, die sich in seinen Bahnen drehen. Die moderne Chemie und Physik bestätigen diese Version vollständig. Obwohl das StudiumDie Struktur der Moleküle basierte zunächst auf dem einfachsten Modell - einem Wasserstoffatom, dessen Kernladung 1 ist, die Theorie gilt vollständig für alle Elemente des Periodensystems, einschließlich Seltenerdmetallen und am Ende künstlich gewonnener radioaktiver Substanzen letztes Jahrtausend.

Es ist merkwürdig, dass William Prout, ein englischer Chemiker, ein ausgebildeter Arzt, lange vor Rutherfords Forschung bemerkte, dass das spezifische Gewicht verschiedener Substanzen ein Vielfaches eines gegebenen Wasserstoffindexes ist. Er schlug dann vor, dass alle anderen Elemente auf einer einfachsten Ebene einfach aus Wasserstoff bestehen. Dass zum Beispiel ein Stickstoffteilchen 14 solcher Minim alteilchen ist, Sauerstoff 16 usw. Wenn wir diese Theorie in einer modernen Interpretation global betrachten, dann ist sie im Allgemeinen richtig.

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