Jądro atomowe
Około roku 1911 Ernest Rutherford opracował nowy poglądowy model atomu. Miał on składać się z małego i cienkiego jądra atomowego obdarzonego ładunkiem dodatnim oraz elektronów krążących wokół niego, mających ładunek ujemny. Całkowity ładunek elektronów równy jest całkowitemu ładunkowi jądra. Tak więc atom jako całość jest obojętny. Natychmiast jednak pojawia się kolejne pytanie - czy jądro jest jednorodne, czy też jest obiektem złożonym. Już w 1919 roku Ernest Rutherford odkrył cząstką, która wchodzi w jego skład. Był to proton. Okazało się, że cząsteczka ta jest około 1836 razy cięższa od elektronu i obdarzona jest ładunkiem równym wartości ładunku elektronu, ale o znaku dodatnim. Masa protonu wynosi około 1,6726*10-27 kg . Można było więc teraz obrazowo opisał atom wodoru. Składa się on z jednego, małego, cienkiego protonu i krążącego wokół niego jednego elektronu.
Wkrótce jednak odkryto, że oprócz protonu w skład jąder atomów wchodzi jeszcze inny rodzaj cząstek. W 1930 roku dwaj Niemcy: Walter Bothe i H. Becker bombardowali cząstkami alfa (jądrami helu) beryl (94Be). Zaobserwowali emisję bardzo przenikliwego promieniowania. Promieniowanie to, jak wkrótce udało się wykazać nie jest odchylane w polu magnetycznym i może przenikać nawet przez kilkucentymetrowy warstwę ołowiu. Przyjęto, iż jest to wysokoenergetyczne promieniowanie gamma. Jednak niedługo później okazało się, iż, gdyby rzeczywiście odkryte promieniowanie, było kwantami gamma, musiałoby ono mieć energiê znacznie większy od jakiegokolwiek obserwowanego do tej pory promieniowania gamma. Zauważono również, że promieniowanie to wybija z bloku parafinowego umieszczonego na jego drodze protony (odkrycie Ireny Joliot-Curie i Frederica Joliot-Curie).
W 1932 roku James Chadwick stwierdził, iż obserwowane promieniowanie wcale nie jest promieniowaniem gamma lecz obojętnymi cząsteczkami - neutronami, mającymi masę zbliżony do masy protonu. Neutrony dzięki temu, że są obojętne, mogą przenikać przez grube warstwy materiałów (np. ołowiu). Ich ruch bowiem nie jest zaburzany przez cząstki naładowane dodatnio, bądź ujemnie wchodzące w skład atomów tego materiału. Cząstki te mają dość dużą masę, dzięki czemu mogą one zderzając się z jądrami lekkich pierwiastków i wprawiać je w ruch. Wkrótce okazało się, że neutrony są obok protonów drugim składnikiem jądra atomowego.
Tak więc jądro atomowe składa się z dwóch rodzajów cząstek - neutronów i protonów. Określamy je wspólnym mianem - nukleonów. Jądra różnych pierwiastków składają się z różnej ilości protonów. Zaznaczamy to w tablicy Mendelejewa tak zwaną liczba atomową - Z, która oznacza ilość protonów w jądrze. Na przykład jądro wodoru składa się z jednego protonu, jądro tlenu z ośmiu, a jądro srebra z czterdziestu siedmiu. Wokół jądra krążą elektrony w liczbie równej liczbie protonów w jądrze. A więc wokół jądra wodoru jeden, tlenu osiem, srebra czterdzieści siedem. W skład jądra wchodzą też neutrony. Razem z protonami nadają jądru masę. Masa jądra określona jest w tablicy Mendelejewa liczbą masową A. Jeżeli jądro składa się z 5 protonów i 5 neutronów, to liczba atomowa wynosi 5, natomiast liczba masowa 10. I odwrotnie atom o Z=7, A=16, składa się z 7 protonów, 9 neutronów i 7 elektronów. Jak już wspomnieliśmy jądra różnych pierwiastków składają się z różnej ilości protonów. A co z neutronami? Otóż w skład jąder jednego pierwiastka (taka sama liczba Z) mogą wchodzić różne ilości neutronów!
Wkrótce jednak odkryto, że oprócz protonu w skład jąder atomów wchodzi jeszcze inny rodzaj cząstek. W 1930 roku dwaj Niemcy: Walter Bothe i H. Becker bombardowali cząstkami alfa (jądrami helu) beryl (94Be). Zaobserwowali emisję bardzo przenikliwego promieniowania. Promieniowanie to, jak wkrótce udało się wykazać nie jest odchylane w polu magnetycznym i może przenikać nawet przez kilkucentymetrowy warstwę ołowiu. Przyjęto, iż jest to wysokoenergetyczne promieniowanie gamma. Jednak niedługo później okazało się, iż, gdyby rzeczywiście odkryte promieniowanie, było kwantami gamma, musiałoby ono mieć energiê znacznie większy od jakiegokolwiek obserwowanego do tej pory promieniowania gamma. Zauważono również, że promieniowanie to wybija z bloku parafinowego umieszczonego na jego drodze protony (odkrycie Ireny Joliot-Curie i Frederica Joliot-Curie).
W 1932 roku James Chadwick stwierdził, iż obserwowane promieniowanie wcale nie jest promieniowaniem gamma lecz obojętnymi cząsteczkami - neutronami, mającymi masę zbliżony do masy protonu. Neutrony dzięki temu, że są obojętne, mogą przenikać przez grube warstwy materiałów (np. ołowiu). Ich ruch bowiem nie jest zaburzany przez cząstki naładowane dodatnio, bądź ujemnie wchodzące w skład atomów tego materiału. Cząstki te mają dość dużą masę, dzięki czemu mogą one zderzając się z jądrami lekkich pierwiastków i wprawiać je w ruch. Wkrótce okazało się, że neutrony są obok protonów drugim składnikiem jądra atomowego.
Tak więc jądro atomowe składa się z dwóch rodzajów cząstek - neutronów i protonów. Określamy je wspólnym mianem - nukleonów. Jądra różnych pierwiastków składają się z różnej ilości protonów. Zaznaczamy to w tablicy Mendelejewa tak zwaną liczba atomową - Z, która oznacza ilość protonów w jądrze. Na przykład jądro wodoru składa się z jednego protonu, jądro tlenu z ośmiu, a jądro srebra z czterdziestu siedmiu. Wokół jądra krążą elektrony w liczbie równej liczbie protonów w jądrze. A więc wokół jądra wodoru jeden, tlenu osiem, srebra czterdzieści siedem. W skład jądra wchodzą też neutrony. Razem z protonami nadają jądru masę. Masa jądra określona jest w tablicy Mendelejewa liczbą masową A. Jeżeli jądro składa się z 5 protonów i 5 neutronów, to liczba atomowa wynosi 5, natomiast liczba masowa 10. I odwrotnie atom o Z=7, A=16, składa się z 7 protonów, 9 neutronów i 7 elektronów. Jak już wspomnieliśmy jądra różnych pierwiastków składają się z różnej ilości protonów. A co z neutronami? Otóż w skład jąder jednego pierwiastka (taka sama liczba Z) mogą wchodzić różne ilości neutronów!
W kategorii: Fizyka