Et créez également une formule électronique. Pour ce faire, vous n'avez besoin que du système périodique des éléments chimiques D.I. Mendeleïev, qui est obligatoire matériel de référence.
Tableau D.I. Mendeleev est divisé en groupes (disposés verticalement), au nombre de huit au total, ainsi qu'en périodes situées horizontalement. Chacun a sa propre masse atomique ordinale et relative, qui est indiquée dans chaque tableau périodique. Quantité protons(p) et les électrons (ē) coïncident numériquement avec le numéro atomique de l'élément. Pour déterminer le numéro neutrons(n) il faut soustraire le numéro de l’élément chimique de la masse atomique relative (Ar).
Exemple n°1 : Calculer la quantité protons, les électrons et neutrons atome de l'élément chimique n° 7. L'élément chimique n° 7 est l'azote (N). Déterminez d’abord la quantité protons(R). Si le numéro de série est 7, alors ce sera 7 protons. Considérant que ce nombre coïncide avec le nombre de particules chargées négativement, il y aura également 7 électrons (ē) pour déterminer le nombre. neutrons(n) de la masse atomique relative (Ar (N) = 14), soustraire le numéro atomique de l'azote (n° 7). Par conséquent, 14 – 7 = 7. V vue générale toutes les informations ressemblent à ceci : p = +7;ē = -7;n = 14-7 = 7.
Exemple n°2 : Calculer la quantité protons, les électrons et neutrons atome de l'élément chimique n°20. L'élément chimique n°20 est le calcium (Ca). Déterminez d’abord la quantité protons(R). Si le numéro de série est 20, donc ce sera 20 protons. Sachant que ce nombre coïncide avec le nombre de particules chargées négativement, alors il y aura aussi 20 électrons (ē) pour déterminer le nombre. neutrons(n) de la masse atomique relative (Ar (Ca) = 40), soustraire le numéro atomique (n° 20). Par conséquent, 40 – 20 = 20. En général, toutes les informations ressemblent à ceci : p = +20 ;ē = -20 ;n = 40-20 = 20.
Exemple n°3 : Calculer la quantité protons, les électrons et neutrons atome de l'élément chimique n° 33. L'élément chimique n° 33 est l'arsenic (As). Déterminez d’abord la quantité protons(R). Si le numéro de série est 33, alors ce sera 33. Considérant que ce nombre coïncide avec le nombre de particules chargées négativement, il y aura également 33 électrons (ē) pour déterminer le nombre. neutrons(n) de la masse atomique relative (Ar (As) = 75), soustraire le numéro atomique de l'azote (n° 33). Par conséquent, 75 – 33 = 42. En général, toutes les informations ressemblent à ceci : p = +33;ē = -33;n = 75 -33 = 42.
note
La masse atomique relative indiquée dans le tableau D.I. Mendeleev, il faut arrondir au nombre entier le plus proche.
Sources:
- le proton et les neutrons constituent la réponse
Laissez le flacon refroidir. Une minute et demie à deux minutes suffisent. Sinon, un précipité insoluble se formera.
Versez de l'eau sur le mur en rinçant l'entonnoir avec. Agiter jusqu'à ce que le mélange soit complètement mélangé, en réchauffant le flacon si nécessaire.
Assemblez et fixez le récepteur. Injecter 10 ml de 0,01 N dans le récepteur. solution d'acide sulfurique. Appliquez une ou deux gouttes de méthylroth. Après avoir combiné tous les ingrédients, fixez la pompe à jet d'eau au récepteur.
Au bout de dix minutes, arrêtez de distiller. Fermez le robinet du jet d'eau, ouvrez la fiche du récepteur, rincez acide sulfurique de l'extrémité du tube de réfrigération. Remplacez par un autre récepteur avec le même volume de 0,01 N. solution d'acide sulfurique, faire une deuxième distillation.
Sortie : 1 ml 0,01 N. l'acide sulfurique ou la soude correspond à 0,14 mg.
La différence entre la quantité d'acide sulfurique placée dans le récepteur et la quantité d'hydroxyde de sodium prélevée lors du titrage, produite par 0,14 mg, est égale à la quantité d'azote résiduel dans 1 ml de sang testé. Pour afficher la quantité d'azote dans -, vous devez multiplier par 100.
Valence est la capacité des éléments chimiques à contenir un certain nombre d’atomes d’autres éléments. En même temps, c'est le nombre de liaisons formées par un atome donné avec d'autres atomes. La détermination de la valence est assez simple.
Instructions
Veuillez noter que la valence des atomes de certains éléments est constante, tandis que d'autres sont variables, c'est-à-dire qu'elles ont tendance à changer. Par exemple, l’hydrogène dans tous les composés est monovalent, puisqu’il n’en forme qu’un seul. L'oxygène est capable de former deux liaisons, tout en étant divalent. Mais vous pouvez avoir II, IV ou VI. Tout dépend de l'élément avec lequel il est connecté. Ainsi, le soufre est un élément à valence variable.
Notez que dans les molécules de composés hydrogènes, le calcul de la valence est très simple. L'hydrogène est toujours monovalent, et cet indicateur de l'élément qui lui est associé sera égal au nombre d'atomes d'hydrogène dans une molécule donnée. Par exemple, dans CaH2, le calcium sera divalent.
Rappelez-vous la règle principale pour déterminer la valence : le produit de l'indice de valence d'un atome de n'importe quel élément et le nombre de ses atomes dans n'importe quelle molécule est le produit de l'indice de valence d'un atome du deuxième élément et du nombre de ses atomes dans une molécule donnée.
Regardez la formule alphabétique de cette égalité : V1 x K1 = V2 x K2, où V est la valence des atomes des éléments et K est le nombre d'atomes dans la molécule. Avec son aide, il est facile de déterminer l'indice de valence de n'importe quel élément si les données restantes sont connues.
Prenons l’exemple de la molécule d’oxyde de soufre SO2. L'oxygène dans tous les composés est divalent, donc en substituant les valeurs dans la proportion : Voxygène x Oxygène = Vsoufre x Xers, nous obtenons : 2 x 2 = Vsoufre x 2. D'ici Vsoufre = 4/2 = 2. Ainsi , la valence du soufre dans cette molécule est égale à 2.
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Électron- la particule chargée électriquement la plus légère qui participe à presque tout phénomènes électriques. En raison de sa faible masse, il est particulièrement impliqué dans le développement de la mécanique quantique. Ces particules rapides ont trouvé de nombreuses applications dans le domaine science moderne et la technologie.
Le mot ἤλεκτρον est grec. C’est ce qui a donné son nom à l’électron. Ceci se traduit par « ambre ». À une certaine époque, les naturalistes grecs menaient diverses expériences impliquant la laine de morceaux d'ambre, qui commençaient alors à attirer divers petits objets. Électron om est le nom donné à une particule chargée négativement, qui est l’une des unités de base qui composent la structure de la matière. Électron Les coquilles des atomes sont constituées d'électrons, et leur position et leur nombre déterminent les propriétés chimiques d'une substance. Vous pouvez en apprendre davantage sur le nombre d'électrons dans les atomes de diverses substances à partir du tableau des éléments chimiques compilé par D.I. Mendeleïev. Le nombre de protons dans le noyau d'un atome est toujours égal au nombre d'électrons qui devraient se trouver dans la couche électronique d'un atome d'une substance donnée. Électron s orbite autour du noyau avec vitesse énorme, et donc ils ne sont pas " " pour le noyau. Ceci est clairement comparable à la Lune, qui ne tombe pas, malgré le fait que la Terre l'attire. particules élémentaires indiquent un manque de structure et d’indivisibilité. Le mouvement de ces particules dans les semi-conducteurs permet de transférer et de gérer facilement l'énergie. Cette propriété est largement utilisée dans l’électronique, la vie quotidienne, l’industrie et les communications. Malgré le fait que la vitesse de déplacement des électrons dans les conducteurs soit très faible, champ électrique capable de se propager à la vitesse de la lumière. Grâce à cela, le courant dans tout le circuit s'établit instantanément. Électron En plus des propriétés corpusculaires, ils ont également des propriétés ondulatoires. Ils participent aux interactions gravitationnelles, faibles et électromagnétiques. La stabilité de l’électron découle des lois de conservation de l’énergie et de la charge. Cette particule est la plus légère des particules chargées et ne peut donc pas se désintégrer. La désintégration en particules plus légères par la loi de conservation de la charge, et en particules plus lourdes que les particules est interdite par la loi de conservation de l'énergie. La précision avec laquelle la loi de conservation de la charge est respectée peut être jugée par le fait que l'électron ne perd pas sa charge avant au moins dix ans.
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L'atome est la plus petite particuleélément chimique, en préservant le tout Propriétés chimiques. Un atome est constitué d'un noyau qui a un pôle positif charge électrique, et des électrons chargés négativement. La charge du noyau de tout élément chimique est égale au produit de Z et e, où Z est le numéro de série de cet élément dans le système périodique des éléments chimiques, e est la valeur de la charge électrique élémentaire.
Électron est la plus petite particule d'une substance ayant une charge électrique négative e=1,6·10 -19 coulombs, prise comme charge électrique élémentaire. Les électrons, tournant autour du noyau, sont situés dans les couches électroniques K, L, M, etc. K est la couche la plus proche du noyau. La taille d’un atome est déterminée par la taille de sa couche électronique. Un atome peut perdre des électrons et devenir un ion positif ou gagner des électrons et devenir un ion négatif. La charge d'un ion détermine le nombre d'électrons perdus ou gagnés. Le processus de transformation d’un atome neutre en ion chargé est appelé ionisation.
Noyau atomique(la partie centrale de l'atome) est constituée de particules nucléaires élémentaires - protons et neutrons. Le rayon du noyau est environ cent mille fois plus petit que le rayon de l'atome. La densité du noyau atomique est extrêmement élevée. Protons- ce sont des particules élémentaires stables possédant une seule charge électrique positive et une masse 1836 fois supérieure à la masse d'un électron. Un proton est le noyau d'un atome de l'élément le plus léger, l'hydrogène. Le nombre de protons dans le noyau est Z. Neutron est une particule élémentaire neutre (sans charge électrique) dont la masse est très proche de celle d'un proton. Puisque la masse du noyau est constituée de la masse des protons et des neutrons, le nombre de neutrons dans le noyau d'un atome est égal à A - Z, où A est le nombre de masse d'un isotope donné (voir). Le proton et le neutron qui composent le noyau sont appelés nucléons. Dans le noyau, les nucléons sont reliés par des forces nucléaires spéciales.
Le noyau atomique contient une énorme réserve d’énergie libérée lors des réactions nucléaires. Les réactions nucléaires se produisent lorsque les noyaux atomiques interagissent avec des particules élémentaires ou avec les noyaux d'autres éléments. À la suite de réactions nucléaires, de nouveaux noyaux se forment. Par exemple, un neutron peut se transformer en proton. Dans ce cas, une particule bêta, c’est-à-dire un électron, est éjectée du noyau.
La transition d'un proton en neutron dans le noyau peut s'effectuer de deux manières : soit une particule de masse égale à la masse de l'électron, mais de charge positive, appelée positon (désintégration du positron), est émise par le noyau, ou le noyau capture l'un des électrons de la couche K la plus proche (K -capture).
Parfois, le noyau résultant a un excès d'énergie (est dans un état excité) et, passant à un état normal, libère un excès d'énergie sous la forme un rayonnement électromagnétique avec une longueur d'onde très courte - . L'énergie libérée lors des réactions nucléaires est pratiquement utilisée dans diverses industries.
Un atome (du grec atomos - indivisible) est la plus petite particule d'un élément chimique qui possède ses propriétés chimiques. Chaque élément est composé d'atomes un certain type. L'atome est constitué d'un noyau porteur d'une charge électrique positive et d'électrons chargés négativement (voir), formant ses couches électroniques. La grandeur de la charge électrique du noyau est égale à Z-e, où e est la charge électrique élémentaire égale en grandeur à la charge de l'électron (4,8·10 -10 unités électriques), et Z est le numéro atomique de cet élément dans le système périodique des éléments chimiques (voir .). Puisqu'un atome non ionisé est neutre, le nombre d'électrons qu'il contient est également égal à Z. La composition du noyau (voir Noyau atomique) comprend des nucléons, des particules élémentaires d'une masse environ 1840 fois supérieure à la masse de l'électron. (égal à 9,1 · 10 - 28 g), des protons (voir), chargés positivement et des neutrons sans charge (voir). Le nombre de nucléons dans le noyau est appelé nombre de masse et est désigné par la lettre A. Le nombre de protons dans le noyau, égal à Z, détermine le nombre d'électrons entrant dans l'atome, la structure des couches électroniques et la réaction chimique. propriétés de l'atome. Le nombre de neutrons dans le noyau est de A à Z. Les isotopes sont des variétés du même élément, dont les atomes diffèrent les uns des autres par le nombre de masse A, mais ont le même Z. Ainsi, dans les noyaux des atomes de différents isotopes du même élément, il y a numéro différent neutrons avec le même nombre de protons. Lorsqu'il s'agit d'isotopes, le numéro de masse A est écrit au-dessus du symbole de l'élément et le numéro atomique en dessous ; par exemple, les isotopes de l'oxygène sont désignés : 
Les dimensions d'un atome sont déterminées par les dimensions des couches électroniques et sont pour tout Z une valeur de l'ordre de 10 -8 cm puisque la masse de tous les électrons d'un atome est plusieurs milliers de fois inférieure à la masse du noyau. , la masse de l’atome est proportionnelle au nombre de masse. La masse relative d'un atome d'un isotope donné est déterminée par rapport à la masse d'un atome de l'isotope du carbone C12, prise en 12 unités, et est appelée masse isotopique. Il s'avère être proche du nombre de masse de l'isotope correspondant. Le poids relatif d'un atome d'un élément chimique est la valeur moyenne (en tenant compte de l'abondance relative des isotopes d'un élément donné) du poids isotopique et est appelé poids atomique (masse).
L'atome est un système microscopique, et sa structure et ses propriétés ne peuvent être expliquées qu'à l'aide de la théorie quantique, créée principalement dans les années 20 du 20e siècle et destinée à décrire des phénomènes à l'échelle atomique. Des expériences ont montré que les microparticules - électrons, protons, atomes, etc. - en plus des microparticules, ont des propriétés ondulatoires, se manifestant par diffraction et interférence. En théorie quantique, pour décrire l'état des micro-objets, un certain champ d'ondes est utilisé, caractérisé par une fonction d'onde (fonction Ψ). Cette fonction détermine les probabilités des états possibles d'un microobjet, c'est-à-dire caractérise les possibilités potentielles de manifestation de certaines de ses propriétés. La loi de variation de la fonction Ψ dans l’espace et le temps (équation de Schrödinger), qui permet de retrouver cette fonction, joue le même rôle en théorie quantique que les lois du mouvement de Newton en mécanique classique. La résolution de l’équation de Schrödinger conduit dans de nombreux cas à des états possibles discrets du système. Ainsi, par exemple, dans le cas d'un atome, on obtient une série de fonctions d'onde pour les électrons correspondant à différentes valeurs d'énergie (quantifiées). Le système de niveaux d'énergie atomique, calculé par les méthodes de la théorie quantique, a reçu une brillante confirmation en spectroscopie. La transition d'un atome de l'état fondamental correspondant au niveau d'énergie le plus bas E 0 à l'un des états excités E i se produit lors de l'absorption d'une certaine partie de l'énergie E i - E 0 . Un atome excité passe à un état moins excité ou fondamental, généralement en émettant un photon. Dans ce cas, l'énergie des photons hv est égale à la différence des énergies de l'atome dans deux états : hv = E i - E k où h est la constante de Planck (6,62·10 -27 erg·sec), v est la fréquence de la lumière.
En plus des spectres atomiques, théorie des quanta a permis d'expliquer d'autres propriétés des atomes. En particulier, Valence, la nature liaison chimique et la structure des molécules, la théorie du système périodique des éléments a été créée.
Le nom « atome » est traduit du grec par « indivisible ». Tout ce qui nous entoure – les solides, les liquides et l’air – est constitué de milliards de ces particules.
L'apparition de la version sur l'atome
Les atomes ont été découverts pour la première fois au 5ème siècle avant JC, lorsque le philosophe grec Démocrite a proposé que la matière soit constituée de minuscules particules en mouvement. Mais il n’a alors pas été possible de vérifier la version de leur existence. Et bien que personne ne puisse voir ces particules, l'idée a été discutée, car c'était la seule manière pour les scientifiques d'expliquer les processus qui se produisent dans monde réel. C’est pourquoi ils croyaient à l’existence de microparticules bien avant de pouvoir le prouver.
Seulement au 19ème siècle. ils ont commencé à être analysés comme les plus petits composants d'éléments chimiques ayant des propriétés spécifiques d'atomes - la capacité d'entrer en composés avec d'autres dans une quantité strictement désignée. Au début du XXe siècle, on croyait que les atomes étaient les plus petites particules de matière, jusqu'à ce qu'il soit prouvé qu'ils étaient constitués d'unités encore plus petites.
De quoi est constitué un élément chimique ?
Un atome d’un élément chimique est un élément constitutif microscopique de la matière. La caractéristique déterminante de cette microparticule était la masse moléculaire de l’atome. Seule la découverte de la loi périodique de Mendeleïev a confirmé que leurs types représentent diverses formes d'une même matière. Ils sont si petits qu’ils ne peuvent pas être vus avec les microscopes conventionnels, mais uniquement avec les appareils électroniques les plus puissants. À titre de comparaison, un cheveu sur le bras d’une personne est un million de fois plus large.
Structure électronique un atome possède un noyau composé de neutrons et de protons, ainsi que d'électrons, qui tournent autour du centre sur des orbites constantes, comme les planètes autour de leurs étoiles. Tous sont maintenus ensemble par la force électromagnétique, l’une des quatre principales forces de l’univers. Les neutrons sont des particules avec une charge neutre, les protons ont une charge positive et les électrons ont une charge négative. Ces derniers sont attirés par les protons chargés positivement et ont donc tendance à rester en orbite.
Structure atomique
Dans la partie centrale se trouve un noyau qui remplit une partie minime de l’atome entier. Mais les recherches montrent que la quasi-totalité de la masse (99,9 %) s'y trouve. Chaque atome contient des protons, des neutrons et des électrons. Le nombre d’électrons en rotation est égal à la charge centrale positive. Les particules avec la même charge nucléaire Z, mais une masse atomique A différente et un nombre de neutrons dans le noyau N sont appelées isotopes, et avec le même A et des Z et N différents sont appelées isobares. Un électron est une particule minimale de matière avec une charge électrique négative e=1,6·10-19 coulombs. La charge d'un ion détermine le nombre d'électrons perdus ou gagnés. Le processus de métamorphose d’un atome neutre en un ion chargé est appelé ionisation.
Nouvelle version du modèle atomique
Les physiciens ont découvert de nombreuses autres particules élémentaires. La structure électronique de l'atome a une nouvelle version.
On pense que les protons et les neutrons, aussi petits soient-ils, sont constitués des plus petites particules appelées quarks. Ils constituent un nouveau modèle de construction de l'atome. Tout comme les scientifiques collectaient des preuves de l’existence du modèle précédent, ils tentent aujourd’hui de prouver l’existence des quarks.
RTM - l'appareil du futur
Les scientifiques modernes peuvent voir des particules atomiques de matière sur un écran d'ordinateur et les déplacer le long de la surface à l'aide d'un instrument spécial appelé microscope à effet tunnel (RTM).
Ce informatisé un outil avec une pointe qui se déplace très doucement près de la surface du matériau. Lorsque la pointe bouge, les électrons traversent l’espace entre la pointe et la surface. Bien que le matériau semble parfaitement lisse, il est en réalité rugueux au niveau atomique. L'ordinateur dresse une carte de la surface de la substance, créant une image de ses particules, et les scientifiques peuvent ainsi voir les propriétés de l'atome.
Particules radioactives
Les ions chargés négativement tournent autour du noyau à une distance assez grande. La structure d’un atome est telle que l’ensemble est véritablement neutre et ne possède aucune charge électrique, car toutes ses particules (protons, neutrons, électrons) sont en équilibre.
Un atome radioactif est un élément qui peut être facilement divisé. Son centre est constitué de nombreux protons et neutrons. La seule exception est le diagramme de l’atome d’hydrogène, qui ne possède qu’un seul proton. Le noyau est entouré d’un nuage d’électrons et c’est leur attraction qui le fait tourner autour du centre. Les protons ayant la même charge se repoussent.
Ce n’est pas un problème pour la plupart des petites particules, qui en contiennent plusieurs. Mais certains d’entre eux sont instables, notamment les plus gros, comme l’uranium, qui possède 92 protons. Parfois, son centre ne peut pas supporter une telle charge. Ils sont dits radioactifs car ils émettent plusieurs particules depuis leur noyau. Une fois que le noyau instable s’est débarrassé des protons, les protons restants forment une nouvelle fille. Il peut être stable en fonction du nombre de protons dans le nouveau noyau, ou il peut se diviser davantage. Ce processus se poursuit jusqu'à ce qu'il reste un noyau fille stable.
Propriétés des atomes
Les propriétés physicochimiques d'un atome changent naturellement d'un élément à l'autre. Ils sont déterminés par les principaux paramètres suivants.
Masse atomique. Étant donné que la place principale des microparticules est occupée par les protons et les neutrons, leur somme détermine le nombre, qui est exprimé en unités de masse atomique (amu) Formule : A = Z + N.
Rayon atomique. Le rayon dépend de l'emplacement de l'élément dans le système périodique, de la liaison chimique, du nombre d'atomes voisins et de l'action mécanique quantique. Le rayon du noyau est cent mille fois plus petit que le rayon de l'élément lui-même. La structure d'un atome peut être dépouillée d'électrons et devenir ion positif ou ajoutez des électrons et devenez un ion négatif.
Chez Mendeleev, tout élément chimique prend sa place établie. Dans le tableau, la taille d’un atome augmente à mesure que vous vous déplacez de haut en bas et diminue à mesure que vous vous déplacez de gauche à droite. Par conséquent, le plus petit élément est l’hélium et le plus gros est le césium.
Valence. La couche électronique externe d'un atome est appelée couche de valence et les électrons qu'elle contient reçoivent le nom correspondant : électrons de valence. Leur nombre détermine la manière dont l’atome se connecte aux autres via une liaison chimique. La méthode utilisée pour créer ces dernières microparticules consiste à remplir leurs enveloppes de valence externes.
La gravité, l'attraction, est la force qui maintient les planètes en orbite ; à cause d'elle, les objets libérés par les mains tombent au sol. Une personne remarque davantage la gravité, mais l'effet électromagnétique est plusieurs fois plus puissant. La force qui attire (ou repousse) les particules chargées dans un atome est 1 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 de fois plus puissante que la gravité à l'intérieur de cet atome. Mais au centre du noyau se trouve une force encore plus puissante, capable de maintenir ensemble les protons et les neutrons.
Les réactions dans les noyaux créent de l'énergie comme dans les réacteurs nucléaires, où les atomes sont divisés. Plus l’élément est lourd, plus ses atomes sont constitués de particules. Si vous additionnez le nombre total de protons et de neutrons dans un élément, vous découvrez sa masse. Par exemple, l’uranium, l’élément le plus lourd trouvé dans la nature, a une masse atomique de 235 ou 238.
Diviser un atome en niveaux
Un atome est la quantité d'espace autour du noyau où un électron est en mouvement. Il y a 7 orbitales au total, correspondant au nombre de périodes du tableau périodique. Plus l’électron est éloigné du noyau, plus sa réserve d’énergie est importante. Le numéro de période indique le numéro autour de son noyau. Par exemple, le potassium est un élément de période 4, ce qui signifie qu’il possède 4 niveaux d’énergie atomique. Le nombre d'un élément chimique correspond à sa charge et au nombre d'électrons autour du noyau.
L'atome est une source d'énergie
La formule scientifique la plus célèbre a probablement été découverte par le physicien allemand Einstein. Il affirme que la masse n’est rien d’autre qu’une forme d’énergie. Sur la base de cette théorie, vous pouvez transformer la matière en énergie et calculer à l'aide de la formule la quantité que vous pouvez en obtenir. Le premier résultat pratique de cette transformation fut les bombes atomiques, qui furent d'abord testées dans le désert de Los Alamos (États-Unis), puis explosèrent au-dessus des villes japonaises. Et bien que seulement un septième de l'explosif se soit transformé en énergie, la force destructrice bombe atomiqueÉtait terrible.
Pour que le noyau libère son énergie, il doit s’effondrer. Pour le diviser, il faut agir avec un neutron extérieur. Ensuite, le noyau se divise en deux autres, plus légers, libérant ainsi une énorme quantité d’énergie. La désintégration entraîne la libération d'autres neutrons, qui continuent à diviser d'autres noyaux. Le processus se transforme en réaction en chaîne, entraînant la création d’énormes quantités d’énergie.
Avantages et inconvénients de l'utilisation de la réaction nucléaire à notre époque
L’humanité tente d’apprivoiser la force destructrice libérée lors de la transformation de la matière dans les centrales nucléaires. Ici, la réaction nucléaire ne se produit pas sous la forme d’une explosion, mais sous la forme d’un dégagement progressif de chaleur.
La production d’énergie nucléaire a ses avantages et ses inconvénients. Selon les scientifiques, pour maintenir notre civilisation à un niveau élevé, il est nécessaire d'utiliser cette énorme source d'énergie. Mais il faut aussi tenir compte du fait que même les plus développements modernes ne peut garantir la sécurité totale des centrales nucléaires. De plus, l’énergie obtenue au cours du processus de production, si elle n’est pas correctement stockée, peut affecter nos descendants pendant des dizaines de milliers d’années.
Après l'accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl, tout plus de gens considère la production d'énergie nucléaire comme très dangereuse pour l'humanité. La seule centrale électrique sûre de ce type est le Soleil avec ses énergie nucléaire puissance énorme. Les scientifiques développent toutes sortes de modèles panneaux solaires, et peut-être que dans un avenir proche, l’humanité sera en mesure de se doter d’une énergie nucléaire sûre.
§1. Rencontrez l'électron, le proton, le neutron
Atomes - minuscules particules substances.
Si vous agrandissez une pomme à la taille du globe taille moyenne, alors les atomes n’auront que la taille d’une pomme. Malgré ses petites dimensions, l’atome est constitué de particules physiques encore plus petites.
Vous devriez déjà être familier avec la structure de l’atome grâce à votre cours de physique à l’école. Et pourtant, rappelons que l'atome contient un noyau et des électrons qui tournent si rapidement autour du noyau qu'ils deviennent impossibles à distinguer - ils forment un « nuage d'électrons » ou la coque électronique de l'atome.
Électrons généralement noté comme suit : e − . Électrons e− très légers, presque en apesanteur, mais ils ont négatif charge électrique. Il est égal à −1. Électricité, que nous utilisons tous, est un flux d’électrons circulant dans des fils.
Noyau atomique, dans lequel est concentrée la quasi-totalité de sa masse, est constitué de particules de deux types : les neutrons et les protons.
Neutrons noté comme suit : n 0
, UN protons Donc: p +
.
En termes de masse, les neutrons et les protons sont presque identiques - 1,675 10−24 g et 1,673 10−24 g.
Certes, il est très gênant de compter la masse de si petites particules en grammes, elle est donc exprimée en unités de carbone, dont chacun est égal à 1,673 10 −24 g.
Pour chaque particule on obtient masse atomique relative, égal au quotient de la masse d'un atome (en grammes) divisé par la masse d'une unité carbonée. Les masses atomiques relatives d'un proton et d'un neutron sont égales à 1, mais la charge des protons est positive et égale à +1, tandis que les neutrons n'ont aucune charge.
. Des énigmes sur l'atome
Un atome peut être assemblé « dans l’esprit » à partir de particules, comme un jouet ou une voiture à partir de pièces d’un jeu de construction pour enfants. Il suffit de respecter deux conditions importantes.
- Première condition: chaque type d'atome a le sien propre ensemble"détails" - particules élémentaires. Par exemple, un atome d'hydrogène aura certainement un noyau avec une charge positive de +1, ce qui signifie qu'il devra certainement avoir un proton (et pas plus).
Un atome d'hydrogène peut également contenir des neutrons. Plus d’informations à ce sujet dans le paragraphe suivant.
Atome d'oxygène (numéro atomique en Tableau périodique est égal à 8) aura un noyau chargé huit charges positives (+8), ce qui signifie qu'il y a huit protons. Puisque la masse d’un atome d’oxygène est de 16 unités relatives, pour obtenir un noyau d’oxygène, nous ajoutons 8 neutrons supplémentaires. - Deuxième condition c'est que chaque atome devrait être électriquement neutre. Pour ce faire, il doit disposer de suffisamment d’électrons pour équilibrer la charge du noyau. Autrement dit, le nombre d'électrons dans un atome est égal au nombre de protons en son sein, et aussi le numéro de série de cet élément dans le tableau périodique.
Qu'est-ce qu'un neutron ? Quelles sont sa structure, ses propriétés et ses fonctions ? Les neutrons sont les plus grosses particules qui composent les atomes, les éléments constitutifs de toute matière.
Structure atomique
Les neutrons se trouvent dans le noyau, une région dense de l’atome également remplie de protons (particules chargées positivement). Ces deux éléments sont maintenus ensemble par une force appelée nucléaire. Les neutrons ont une charge neutre. La charge positive du proton est comparée à charge négativeélectron pour créer un atome neutre. Même si les neutrons du noyau n’affectent pas la charge de l’atome, ils possèdent néanmoins de nombreuses propriétés qui affectent l’atome, notamment le niveau de radioactivité.
Neutrons, isotopes et radioactivité
Une particule située dans le noyau d’un atome est un neutron 0,2 % plus gros qu’un proton. Ensemble, ils représentent 99,99 % de la masse totale du même élément et peuvent avoir un nombre différent de neutrons. Lorsque les scientifiques parlent de masse atomique, ils entendent par là la masse atomique moyenne. Par exemple, le carbone possède généralement 6 neutrons et 6 protons avec une masse atomique de 12, mais on le trouve parfois avec une masse atomique de 13 (6 protons et 7 neutrons). Le carbone de numéro atomique 14 existe également, mais il est rare. Ainsi, la masse atomique du carbone est en moyenne de 12,011.
Lorsque les atomes ont un nombre différent de neutrons, on les appelle isotopes. Les scientifiques ont trouvé des moyens d’ajouter ces particules au noyau pour créer des isotopes plus gros. Or, l’ajout de neutrons n’affecte pas la charge de l’atome puisqu’ils n’ont aucune charge. Or, ils augmentent la radioactivité de l’atome. Cela peut conduire à des atomes très instables qui peuvent se décharger niveaux élevésénergie.
Quel est le noyau ?
En chimie, le noyau est le centre chargé positivement d’un atome, constitué de protons et de neutrons. Le mot « noyau » vient du latin noyau, qui est une forme du mot signifiant « noix » ou « noyau ». Le terme a été inventé en 1844 par Michael Faraday pour décrire le centre d'un atome. Les sciences impliquées dans l'étude du noyau, l'étude de sa composition et de ses caractéristiques sont appelées Physique nucléaire et la chimie nucléaire.
Les protons et les neutrons sont maintenus ensemble par la puissante force nucléaire. Les électrons sont attirés vers le noyau, mais se déplacent si vite que leur rotation se produit à une certaine distance du centre de l'atome. La charge nucléaire avec un signe plus provient de protons, mais qu'est-ce qu'un neutron ? C'est une particule qui n'a aucune charge électrique. Presque tout le poids d’un atome est contenu dans le noyau, puisque les protons et les neutrons ont beaucoup plus de masse que les électrons. Le nombre de protons dans un noyau atomique détermine son identité en tant qu'élément. Le nombre de neutrons indique à quel isotope de l’élément appartient l’atome.
Taille du noyau atomique
Le noyau est beaucoup plus petit que le diamètre total de l’atome car les électrons peuvent être plus éloignés du centre. Un atome d'hydrogène est 145 000 fois plus gros que son noyau et un atome d'uranium est 23 000 fois plus gros que son centre. Le noyau d’hydrogène est le plus petit car il est constitué d’un seul proton.
Disposition des protons et des neutrons dans le noyau
Le proton et les neutrons sont généralement représentés comme étant regroupés et répartis uniformément dans des sphères. Il s’agit cependant d’une simplification de la structure réelle. Chaque nucléon (proton ou neutron) peut occuper un niveau d'énergie et une plage d'emplacements spécifiques. Bien que le noyau puisse être sphérique, il peut également être en forme de poire, sphérique ou en forme de disque.
Les noyaux des protons et des neutrons sont des baryons, constitués des plus petits quarks. La force d’attraction a une portée très courte, donc les protons et les neutrons doivent être très proches les uns des autres pour être liés. Cette forte attraction surmonte la répulsion naturelle des protons chargés.
Proton, neutron et électron
Un puissant élan dans le développement d'une science telle que Physique nucléaire, fut la découverte du neutron (1932). Nous devons pour cela remercier le physicien anglais qui fut un élève de Rutherford. Qu'est-ce qu'un neutron ? Il s’agit d’une particule instable qui, à l’état libre, peut se désintégrer en proton, électron et neutrino, ce qu’on appelle la particule neutre sans masse, en seulement 15 minutes.
La particule tire son nom du fait qu’elle n’a pas de charge électrique, elle est neutre. Les neutrons sont extrêmement denses. Dans un état isolé, un neutron aura une masse de seulement 1,67·10 - 27, et si vous prenez une cuillère à café densément remplie de neutrons, le morceau de matière résultant pèsera des millions de tonnes.
Le nombre de protons dans le noyau d’un élément est appelé numéro atomique. Ce numéro donne à chaque élément son identité unique. Dans les atomes de certains éléments, comme le carbone, le nombre de protons dans les noyaux est toujours le même, mais le nombre de neutrons peut varier. Un atome d’un élément donné ayant un certain nombre de neutrons dans le noyau est appelé un isotope.
Les neutrons isolés sont-ils dangereux ?
Qu'est-ce qu'un neutron ? Il s'agit d'une particule qui, avec le proton, est incluse dans le corps. Cependant, elles peuvent parfois exister seules. Lorsque les neutrons se trouvent en dehors des noyaux des atomes, ils acquièrent un potentiel propriétés dangereuses. Lorsqu’ils se déplacent à grande vitesse, ils produisent des radiations mortelles. Les bombes dites à neutrons, connues pour leur capacité à tuer des personnes et des animaux, ont pourtant un effet minime sur les structures physiques non vivantes.
Les neutrons constituent une partie très importante de l'atome. Haute densité Ces particules combinées à leur vitesse leur confèrent un pouvoir et une énergie destructeurs extrêmes. En conséquence, ils peuvent altérer, voire déchirer, les noyaux des atomes qu’ils heurtent. Bien qu’un neutron ait une charge électrique nette neutre, il est composé de composants chargés qui s’annulent en termes de charge.
Un neutron dans un atome est une minuscule particule. Comme les protons, ils sont trop petits pour être vus même avec microscope électronique, mais ils sont là parce que c'est Le seul moyen, expliquant le comportement des atomes. Les neutrons sont très importants pour la stabilité d’un atome, mais en dehors de son centre atomique, ils ne peuvent pas exister longtemps et se désintègrent en moyenne en seulement 885 secondes (environ 15 minutes).