СРУКТУРАТА НА АТОМОТ

Се денес што знаеме за атомот утре може да биде изменето. Зборот АТОМ потекнува од грчкиот јазик и значи неделив (на грчки άτομον - неделив), бидејки старите грци сметале дека атомот е најмал дел од материјата. Денес знаеме дека атомот е делив и дека се состои од многу честички: протони, неутрони, неутрини, позитрони, мезони, хиперони и електрони.

Мезоните можат да бидат и позитивно и негативно наелектризирани

Хипероните се потешки од протоните. Протонот е позитивно наелектризирани и има маса приближна

на 1 се бележи со P01 Неутронот не е ни позитивно ниту негативно наелектризиран.

Тој е без електричен полнеж и маса приплижна на 1 се бележи n01

Електронот е негативно наелектризиран и има маса околу 1836 пати помала од масата на P+ се бележи со Е-

Во внатрешноста на атомот дејствуваат привлечни сили-позитивно наелектризираното јадро и негативно наелектризираната обвивка меѓусебе се привлекуваат.Овие сили ја одржуваат стабилноста на атомот.

Атомот на Водород по структура е нај едноставен. Се состои од еден протон во јадрото и седен електрон во обвивката. Како целина тој е електро неутрален.

Атомот на Хелиум е составен од два неутрони и два протони во јадрото и два електрони во обвивката.

Атомот на Литиум се состои од три протони и четири неутрони во јадрото и три електрони во обвивката.

Атомот на кислородот содржи осум протони, осум неутрони и осум електроnи

Атомот на Ураниум е создаден од 92 протони, 143 неутрони и 92 електрони

Два атома кои имаат ист број на протони, а различен број на неутрони и кои имааат исто место во периодниот систем, а слична атомска маса, се викаат изотоппи.

И СТОРИЈАТ НА АТОМОТ

Уште од времето на старогрчките философи луѓето размислувале од што и како е изградена материјата. Постоеле две групи на философи, од кои едните сметале дека материјата може бесконечно да се дели на помали делчиња, а другите сметале дека постојат најмали делчиња од супстанцијата кои понатаму не можат да се делат. Позначајни философи кои се занимавале со оваа тематика се Аристотел, Леукип и Демокрит.

Меѓутоа, многу години подоцна, во август, 1945 година, по појавата на кобната печурка над Хирошима и Нагасаки, кај човештвото длабоко се втисна поимот "атом". Во ова време се мислело дека атомите се создадени при создавањето на универзумот, и дека тие не можат ниту да се уништат, ниту да се трансформираат од еден во друг вид. Ваквото сфаќање е разнишано кон крајот на 19 и почетокот на 20 век.

Во годините меѓу 1895-1900 беа откриени пет необични зрачења со голема продорност и енергија. X и γ зрачењата се однесуваат како светлински (електромагнетни) бранови со многу куса бранова должина, а катодните, α и β зраците се однесуваат како снопови од наелектризирани честички.

Новите откритија наметнаа размислување за концепцијата на атомот, чија реализација започна со започнувањето 20 век, а врз основа на акумулираните откритија. Се дозна дека атомот е електронеутрален, но се очекуваше дека електростатските сили кај него да бидат од примарно значење. Според откритијата, електронот беше кандидат за носител на негативното електричество.

АТОМСКИ МОДЕЛИ

Вилјем Томсонов модел

Првиот атомски модел е предложен од Вилјем Томсон во 1898, според кој атомот е топче со радиус приближно еднаков на 0,1 nm во кое е распределено позитивно електричество, а на определени места во него се наоѓаат негативните електрони, кои придонесуваат атомот надворешно да манифестира неутралност. Овој модел беше скромна претпоставка и без експериментална поддршка.

Класичен модел

Џозеф Џон Томсон во 1904 го развил класичниот модел на атомот, базирајќи се на претпоставката дека зрачењето од атомот треба да се покорува на максвеловите равенки на класичната електромагнетна теорија и дека динамиката на атомот треба да е во согласност со Њутновите закони од класичната механика. Според тоа, електроните во неговиот модел не се во статичка, туку во осцилирачка (динамичка) состојба.

Радерфордов модел

Врз основа на експерименталните факти од страна на Ернст Радерфорд е предложен нов модел на атомот. Тој се базира на резултатите добиени од Гајгер (студент на Радерфорд), кој имал задача да го регистрира расејувањето на α-честичките од тенка златна фолија со дебелина од неколку илјади атомски слоеви. Покасно ќе биде објаснето дека α-честичките се двојно позитивно јонизирани хелиумови јадра.

Експериментирањата на Гајгер покажаа дека фолијата од злато не е некоја позначајна препрека за поминување на α-честичките. Најголемиот број од честичките поминуваат низ фолијата, определен број се отклонуваат од нивната првобитна насока, а многу мал број се рефлектираат од самата фолија. Според расудувањата на Радерфорд, расејувањето на α-честичките се должи на кулоновите сили од јадрата на златото кои се концентрирани на многу мал волумен во атомите од златото. Овие експериментирања дадоа можност да се процени големината на атомот и на атомското јадро.

Ако α-честичката е со полнеж q = + ze (z е атомски број, за златото неговата вредност е 79), тогаш потенцијалната енергија на системот ќе биде:

{E_{p}}={1 \over 4\pi\epsilon_{0}} \cdot {2ze^{2} \over r}

Со доближуавње на α-честичката до атомот на златото, кулоновата сила кинетичката енергија ја трансформира во потенцијална, од каде следува:

Од овде е можно да се определи големината на радиусот на позитивниот полнеж кој ќе ја запре или пренасочи ;alpha;-честичката. Најголемо можно доближување на честичката е:

{r}={ze^{2} \over \pi\epsilon_{0}mv^{2}}=4,310^{-14}m

Направените пресметки од страна на Радерфорд покажуваат дека атомското јадро е со радиус од редот на големината 10-15-10-14, а радиусот на атомот е од редот на 10-10 m. Според тоа, позитивното количество што го содржи атомот е сконцентрирано во негов мал централен дел наречен јадро или nucleus на латински. Поради тоа повеќето α-честички кои наидуваат на фолијата од злато не се среќаваат со позитивните атомски јадра.

Планетарен модел

Со Радерфордовата претпоставка за расејувањето на α-честичките се создадоа услови за појава на планетарниот модел за градбата на атомот. Според него, најголемото количество на маса е сконцентрирано во централниот дел, околу кој кружат електроните, слично како планетите околу Сонцето.

Боров модел

Напорите кон создавање на стабилен модел на атомот не престанаа со добивањето на претставата за планетарниот модел. Нилс Бор во 1913 година направи една од најфамозните апликации на енергетското квантување на системите во микросветот. Боровиот модел на атомот е претставен низ неговите три (борови) постулати:

1. Секој атом може да постои само во определени (дискретни) атомски состојби кои одговараат на определени енергетски состојби E1, E2, E3... Во овие состојби атомот ниту емитира, ниту апсорбира енергија. Затоа овој постулат е наречен постулат на стационарните состојби.

2. Атомот емитира (или апсорбира) енергија само при преминот од една стационарна состојба во друга. Преминот од повисоко кон пониско енергетско ниво е придружено со емисија на енергетски квант (hv = En - Em), а обратно со апсорпција. Овој постулат е наречен правило на фреквенциите: v = (En - Em) / h.

3. На стационарните состојби соодветствува движење на електронот по кружни орбити со определен радиус r. При движењето по стационарните орбити, импулсниот момент на електронот L ги прима дискретните (квантизирани) вредности:

{mvr}={nh \over 2\pi}=nh

каде што n = 1, 2, 3, ...; m е маса на електронот, а v е линиската брзина. Константата h / 2π = 1,05 10-34 Js е квантната единица на импулсниот момент. Третиот Боров постулат е наречен правило за квантување на орбитите.

Квантномеханички модел

Врз основа на добиените сознанија за квантната механика (1925) беше создаден новиот квантномеханички модел на атомското јадро, кој во себе ја вклучува идејата за квантување при опишување на состојбата на атомот. Притоа се искористени сознанијата за брановидност при движење на електроните, поради што овде се користи брановата функција. Во таа смисла, електронот нема свое количество на движење и координати, што би се користеле од класичната механика, туку ќе се разгледува веројатноста тој да се најде во одредена зона и соодветна точка во доменот на атомот.

РАДИОАКТИВНОСТА

Природна радиоактивност

Францускиот физичар вршел експерименти со уранови соли и заклучил дека тие емитуваат невидливо зрачење и дека ја поцрнуваат фотогравската хартија.

Така оваа спонтана емисија на зрачење е наречена радијација.Знаеме дека пробите на Атомските бомби создаваат радиоактивност што му задава големи проблеми во човештвото.Но што е радиоактивност и зошто е штетно на човекот.Атомот на некои елементи се природно радиоактивни. Радиоактивноста се јавува кога атомот од некоја причина ке изгуби една или неколку честички. Тоа значи дека нивните атоми постојано емитуваат честички. Таа појава се нарекува распаѓање. Кога честичките ке се одвојат, атомот доживува промена. На тој начин Радиумот, кој што е природно радиоактивен, емитува честички и се претвора во други елементи се додека не стане олово. Научниците сега знаат вештачки да создадат радиоактивност. Бомбардирајки ги атомите на некои елементи се предизвикува распаѓање на тие атоми и на тој начин тие стануваат радиоактивни.

Радијацијата е опана за човекот.

Кога честичките излегуваат од атомот тие се судираат со атомите од друг елемент тие можат да го разбијат и да му ги променат хемиските својства. А кога тие атоми ке се судрат со живите клетки во човечкиот организам ствараат промени и во организамот. Можат да ја уништат кожата, црвените крвни зрнца и др.промени.

Што е радиоактивна прашина?

Прашината и другите материи кои се наоѓаат во воздухот послем нуклеарна експлозија, се викаат радиоактивна прашина.Таа ги загадува односно труе земјата, воздухот, водата…. Таа прашина го труе светот околу нас,затоа што е радиоаткивна. Радиоактивна е бидејки има определени атоми кои се распаѓаат.При нивното зрачење се испушта енергијата и материјата зрачење. Нуклеарната бомба предизвикува огромна експлозија со многу топлина и многу радиоактивни атоми кои се мешаат со честичките на земјата и прашината. Нуклеарната експлозија испушта цели тони радиоактивни атоми кои пагаат и ја загадуваат земјата. Онаа

прашина (радиоактивна) која ке падне надвор од човечкото тело може да се измије, но таа која ке продре внатре може да се задржи и со години. Таа во телото влегува преку водата, воздухот или храната. Прашината може да падне и на листовите од дрвјата . Со нив се хранат животните, а пак со животните се хранат луѓето. Радиоактивната прашина во телото испушта радијација. Кога низ живите клетки ке навлези премногу радијација, може да им наштети или да ја ослабне одбранбената способност на човечкиот организам спрема болестите.Од ова заклучуваме дека радијацијата е штетна за човекот.

АТОМСКА БОМБА

Атомската бомба е нуклеарно оружје за масовно уништување, која својата уништувачка моќ ја црпи од нуклеарните реакции на фисија и фузија на атомското јадро.

Во историјата на војувањето фрлени се две атомски бомби, во текот на Втората светска војна, од страна на САД. Бомбите беа фрлени на 6 август 1945 врз Хирошима и на 9 август 1945 врз Нагасаки, Јапонија. Првата бомба, „Малото момче“, беше ураниумска, а втората, „Дебелкото“, беше плутониумска бомба. Една од верзиите зошто и втората бомба беше фрлена, иако беше увиден степенот на уништување предизвикан од првата бомба, е дека намерата беше да се испита која бомба е поефикасна: ураниумската или

плутониумската. Бројот на жртвите се движи од 100.000 до 220.000, голем дел од нив цивили. Актот на фрлање на атомските бомби од страна на САД врз Јапонија е контроверзно прашање: оние што го бранат тврдат дека тоа беше нужно за да се принуди Јапонија на капитулација, додека неговите критичари тврдат дека целта беше да му се демонстрира американската моќ на СССР и дека тоа, заедно со Холокаустот, е едно од злосторствата против човештвото извршени во текот на Втората светска војна.

Видови атомски бомби

Постојат два вида атомски бомби. Првите функционираат врз база на нуклеарна фисија и се нарекуваат атомски бомби во потесна смисла на зборот или А-бомби. Вториот тип, кој е подеструктивен, функционира на база на нуклеарна фузија и се нарекува хидрогенска бомба или Х-бомба.

ЗА ЖИВОТОТ И РАБОТАТА НА МАРИЈА И ПЈЕР КИРИ

Првите луге кои го откриле радиумот се Марија Склодовска-Кири и Пјер Кири. Тие прочистувајки 1 тон уранов оксид(руда која содржи радиум),иако знаеле дека испушта невидливо зрачење тие мислеле дека има нешто посилно од зрачењето. Прво го пронашле Полниумот, кој исто е радиоактивен елемент.Тие по долготрајно обидување успеале да одделат зрнце Радиум. Исто и тој е радиоактивен елемент кој испушта три вида зраци. Алфа-зраци се честички од гасот Хелиум, кои се движат брзо. Бета-зраци кои се движат брзо и Гама-зраци кои се слични на ренгенските, но се многу по пробивни од нив. Кога радиумот ке испушти таков зрак, атомот од кој потекнува тој зрак се претвара во друг елемен.Оваа промене се вика Трансмутација.