X
تبلیغات
یه عالمه مطلب جالب و خواندنی!!! - مقاله ای کامل درباره اتم ها

یه عالمه مطلب جالب و خواندنی!!!

مطالب علمی،پزشکی،تازه ها و ده هاعنوان مطلب دیگر..

مقاله ای کامل درباره اتم ها

اتم(atom)

همه ی مواد از اتم ها تشکیل شده اند و اتم ها، خود از ذرات زیر اتمی مختلفی تشکیل شده اند که عمده ترین آن ها سه ذره ی پروتون، نوترون و الکترون هستند، البته باید یادآوری کرد که هر کدام از این سه ذره خود از ذرات دیگری نیز تشکیل شده اند.



پروتون(p)

جایگاه پروتون درون هسته ی اتم می باشد، این ذره که دارای جرم نسبی 1+ می باشد، توسط رادرفورد کشف شد و یک نیروی جاذبه بسیار قوی را با نوترون ها درون هسته ی هر اتم به وجود می آورند.

پروتون ها و نوترون ها نسبت به الکترون ها بسیار سنگین تر هستند و جرم حدودی آن ها برابر است با 1 a.m.u و برای نشان دادن عدد جرمی هر عنصر، مجموع تعداد نوترون ها و پروتون های آن را بررسی می کنیم، چون الکترون جرم بسیار کم و کوچکی دارد.



نوترون(n)

جایگاه نوترون همانند پروتون درون هسته اتم می باشد، نوترون ذره ای خنثی می باشد و جرم زیادی دارد.

تعداد نوترون ها در هسته ی اتم ها یا مساوی با تعداد پروتون هایش است یا اینکه از آن ها بیش تر می باشد.

نوترون توسط جیمز چادویک، یکی از شاگردان رادرفورد، کشف گردید 

الکترون(e)

ذره ای است با بار نسبی 1- که در اطراف هسته ی اتم در فضاهایی به نام اوربیتال و به عبارتیدر مدارهایی مجاز به نام تراز انرژی در حال گردش می باشد.

در هر اتم خنثی تعداد پروتون ها با تعداد الکترون ها برابر است و بار موثری در هسته نداریم، اگر اتمی یک الکترون از دست بدهد به یون یک بار مثبت و اگر الکترون بگیرد به یون یک بارمنفی تبدیل می گردد.

الکترون دارای دو وضعیت حرکتی است:

1-     حرکت اسپینی: گردش الکترون به دور خودش را حرکت اسپینی یا زاویه ای الکترون می گویند.

2-     حرکت اوربیتالی: حرکت الکترون در اطراف هسته ی اتم را حرکت اوربیتالی می نامند.

و طبق مکانیک کوانتومی، می دانیم که الکترون ماهیت موجی، ذره ای دارد، یعنی هم رفتار موجی دارد و هم به صورت یک ذره است.




اوربیتال(orbital)

فضایی سه بعدی در اطراف هسته اتم است که احتمال حضور الکترون در آن جا بسیار زیاد است.

هر اوربیتال را با سه عدد کوانتومی n و L و  ml مشخص می کنند که n عدد کوانتومی اصلی و مشخص کننده ی شماره لایه ها است و L عدد کوانتومی اوربیتالی که مشخص کننده ی زیرلایه ها می باشد و ml  که مشص کننده ی جهت گیری الکترون ها در اوربیتال می باشد.



عدد اتمی(Z)

به تعداد پروتون های یک اتم عدد اتمی آن می گویند.

عدد اتمی عناصر در سمت چپ و پایین نماد شیمیایی عناصر قرار می گیرد و مشخص کننده ی اتم و نوع عنصر و ویژگی های آن می باشد.  



عدد جرمی(A)

به مجموع تعداد پروتون ها و نوترون های یک اتم عدد جرمی می گویند.

عدد جرمی در سمت چپ و بالای نماد شیمیایی عناصر قرار می گیرد.



ایزوتوپ

به اتم هایی از یک عنصر که عدد اتمی یکسان اما عدد جرمی متفاوتی دارند ایزوتوپ می گویند یا به عبارت دیگر ایزوتوپ های یک عنصر عدد اتمی، تعداد پروتون و الکترون برابر دارند اما تعداد نوترون های آن ها متفاوت است.



ایزوتون

به اتم هایی از یک عنصر که تعداد نوترون های برابری داشته باشند ایزوتون می گویند.

در ایزوتون ها، نوترون ها برابر، پروتون ها و الکترون ها متفاوت هستند.  



ایزوبار

به اتم هایی از یک عنصر که عدد جرمی برابری داشته باشند، ایزوبار می گویند.

در ایزوبارها، مجموع پروتونها و نوترون ها برابر و تعداد پروتون ها نابرابر هستند.



مطلب دوم درباره اتم ها

با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد این سوال برای دانشمندان پیش آمد ، که طیف نشری خطی اتم عناصر ، حاصل از چیست ؟

در این هنگام نیلز بور با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد چنین پیشنهاد داد که الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی قرار دارند و در این سطوح به دور هسته اتم در حال چرخیدن هستند . انرژی الکترون هایی که در سطوح انرژی پایین تر به هسته نزدیک تر هستند ، نسبت به الکترون هایی که از هسته دورند ، انرژی کمتری دارند . پس برای انتقال الکترون از سطح انرژی پایین به سطح انرژی بالا ، باید انرژی معادل اختلاف انرژی بین آن دو سطح ، را به آن الکترون بدهیم . پس انرژی الکترون ها در یک اتم کوانتیده است .

مدل اتمی بور توانست به ما نشان دهد که طیف نشر خطی که از اتم عناصر گسیل می شود ، بر اثر انتقال الکترون ها از سطوح انرژی بالا به سطوح انرژی پایین است ، که در این انتقال انرژی الکترون کاهش و به صورت نور و گرما آزاد می شود . که اگر این نور آزاد شده را از منشور عبور دهیم طیف نشری آن مشخص می شود . بور ، بیشتر مدل اتمی خود را بر اساس آزمایش هایی که با اتم های هیدروژن و هیلیم انجام داده بود مطرح می ساخت به همین دلیل مدل اتمی او ( که به مدل منظومه شمسی معروف است ) برای اتم های سنگینی مانند اورانیم ، آهن و ... صدق نمی کرد . در این هنگام مدل اتمی کوانتمی (یا ابر الکترونی ) به همکاری بسیاری از دانشمندان به در عرصه رقابت مطرح شد . از جمله دانشمندانی که در این مدل اتمی سهم چشمگیری داشتند ، هایزنبگ ، پلانک و شرودینگر را می توان نام برد . البته انیشتین با ارائه فرمول های خود نیز توانست به این مدل اتمی کمک کند .

طبق این مدل اتمی اتم از هسته و الکترون تشکیل شده است ، که هسته در مرکز اتم قرار دارد و الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی حرکت می کنند ( در اینجا باید توجه داشت که همه الکترون ها به دور هسته نمی چرخند بلکه در اطراف آن در حال حرکت هستند ) ، اما تعیین دقیق مکان (موضع ) و سرعت ( نوع حرکت ) الکترون ها به طور هم زمان و در یک لحظه امکان پذیر نیست . الکترون ها در اطراف هسته اتم در فضای مشخصی حرکت می کنند ، که به این فضای اطراف اتم که بیشترین احتمال وجود اتم را دارد ، اوربیتال می گویند . اوربیتال ها در واقع تراز انرژی الکترون ها را مشخص می کنند . هر کدام از این اوربیتال ها به چند زیر لایه تقسیم می شوند که الکترون های زیر لایه های یک اوربیتال ، دارای انرژی یکسانی هستند .

در مدل اتمی کوانتمی ، تجسم اتم بسیار مشکل است . به همین دلیل بعضی از افراد برای مطالعه دگرگونی های اتم در یک واکنش از مدل اتمی بور استفاده می کنند .

البته مدل کوانتمی را در صفحه های سه بعدی (رایانه ) نشان می دهند .

ورنر هایزنبرگ ، دانشمند آلمانی ، خاطر نشان ساخت که تعیین دقیق الکترون ( موضع ومکان آن ) و همچنین اندازه سرعت آن (نوع حرکت ) در یک لحظه امکان پذیر نیست

برای دیدن جسمی وهمچنین تشخیص محل آن کافیست یک فوتون را به سطح آن گسیل کنیم و با انعکاس آن فوتون از سطح و بازگشتش به حسگر های مجازی یا حقیقی ( چشم یا هر نوع حسگر مجازی که رادار ها را دریافت می کند ) ، موقعیت آن جسم را بازگو می کند . طبق قوانین پلانک در مورد امواج ، فوتون دارای طول موج و همچنین انرژی می باشد ، به همین دلیل هنگامی که به سطح جسم برخورد می کند ، مقداری از انرژی خود را به سطح جسم مقابل منتقل می کند . اما ممکن است تاثیری بر آن نداشته باشد . ( مانند برخورد نور به سطح آینه وانعکاس آن ) اما اگر بخواهیم موقعیت یا جایگاه احتمالی الکترون ها را در اطراف هسته اتم بیابیم و یک فوتون به الکترون بتابانیم ، الکترون با دریافت مقداری انرژی از فوتون ، سرعتش افزایش می یابد ، و در نتیجه می توانیم از جایگاه و محل حرکت الکترون مطلع شویم ، اما نمی توانیم از حرکت و سرعت آن سخنی بگوییم و اگر با انجام آزمایش هایی (از جمله استفاده از میدان مغناطیسی ) بتوانیم سرعت الکترون را ثبت کنیم ، در اینجا نمی توانیم به طور دقیق محل حرکت الکترون را مشخص کنیم . این بیان به عنوان عدم قطعیت هایزنبرگ شناخته شده است . پس ما در واقع اشکال اوربیتال ها را بر اساس امواجی که از الکترون ها ساطع می شود ، مجسم می کنیم .

 

 

+ نوشته شده در  ساعت   توسط نوید استوار  |