Найменша електрично нейтральна частинка хімічного елемента: склад, структура, властивості

Весь світ навколо, починаючи з самих глибин землі і до космічного простору, складається з незліченної кількості об`єктів, кожен з яких матеріальний. Вчені вважають, що матерію неможливо знищити або створити, вона нескінченна і вічна. Рух є одним з аспектів, невід`ємно супутніх матерії. Це не тільки просторове переміщення самих тіл, але також і зміна їх станів, властивостей і так далі.

Відео: Хімія 2. Будова атомів хімічних елементів - Академія цікавих наук

Матерія і її системи

Простір і час вважаються формою буття для матерії. Одним з першорядних її властивостей є можливість відбиватися у свідомості людей.

У науці сьогодні розрізняють такі рівні матерії і її системи:

• елементарні частинки;
• атоми;
• молекули;
• поля;
• тіла макроскопічні;
• геологічні системи;
• планети;
• зірки;
• галактики;
• системи галактик;
• всесвіти;
• системи всесвітів.

Всі матеріальні системи складаються з живих речовин, тобто різних організмів, які, на відміну від інших, здатні розмножуватися. Свого роду будівельним елементом для матерії є елементарні частинки. Це може бути дрібна електрично нейтральна частинка хімічного елемента, яка має той чи інший заряд.

елементарні частинки

Всього елементарних частинок, яких відкрито в даний час, налічується до трьохсот. Якщо частка має заряд, то повинна існувати і античастинка. Виняток становить дрібна електрично нейтральна частинка хімічного елемента.

Всі вони поділяються на:

• адрони, які беруть участь у всіх взаємодіях, вони діляться на баріони (гіперони і нуклони) і мезони;
• лептони беруть участь у всіх взаємодіях, за винятком сильного (серед яких зустрічаються електрони, мюони і нейтрино).

І тільки фотони не належать жодній з названих груп.

Розподіл проводиться, грунтуючись на фундаментальних взаємодіях, які бувають сильними або слабкими, електромагнітними, гравітаційними. сильна взаємодія набагато більше електромагнітного (в сто разів). Вплив виявляється на надмалих відстані - 10 ¹- метрів. Звичайно, слабке набагато менше електромагнітного, зате перевищує гравітаційне у багато разів.

Структура і стійкість властивостей

Чітких розмежувань, які має найдрібніша електрично нейтральна частинка хімічного елемента і інші елементарні частинки, немає. Наприклад, відомо, що вони мають складну структуру, куди входять так звані кварки.

Якщо розглянути властивості за часом, то частинки проявляють їх стабільно або нестабільно. Серед перших виділяються фотони, мюонне і електронне нейтрино, протони з електронами і своїми античастинками. Інші елементарні частинки можуть розпадатися в період з 10³- для нейтронів, що знаходяться у вільному стані, до 10 -10 для тих частинок, які називаються резонансами.

Електрони, протони і нейтрони

Елементарні частинки, які входять до складу фізичних об`єктів, називаються електронами, протонами і нейтронами.

Перші мають стабільний негативний заряд і масу 9 * 10 ³-¹- кілограмів. Вони є лептонами, так як беруть участь у всіх взаємодіях, крім сильних. Протони також мають стабільні властивості, однак їх маса перевищує електронну в 1836 разів. Це баріон з ядра легкого ізотопу водневого атома. Нейтрони, як зрозуміло з назви, - це нейтральні частинки з масою вище протонної. Це також баріони. Вони нестабільні і мають тривалість життя до шістнадцяти хвилин. Протони і нейтрони утворюють ядра атомів.

склад атома

Найменша електрично нейтральна частинка хімічного елемента називається атомом. У його центрі розташована ядро, яке має майже всю масу. Ядро заряджена позитивно, так як має в своєму складі тільки протони і нейтрони. Кількість протонів можна визначити за номером елемента і таблиці Менделєєва: їх число збігається з порядковим номером.

Навколо ядра рухаються електрони, число яких таке ж, як і у протонів. Найменша електрично нейтральна частинка здатна віддавати електрони або, навпаки, приєднувати їх. Залежно від цього атом здобуває негативний або позитивний заряд. Хімічні властивості проявляються в залежності від числа електронів, які можуть бути розташовані від ядра на різній відстані і рухатися по різних орбітах, з різними швидкостями, енергіями.

Електрична нейтральна елементарна частинка не може бути виражена графічно. Фізики сьогодні уявляють собі атом у вигляді важкого ядра з електронним суцільним хмарою навколо. Неможливо визначити розташування електронів, так як не існує відповідного обладнання, а також через те, що вони виявляють одночасно і хвильові властивості.

завдяки квантовій механіці було доведено, що кожна електрична нейтральна елементарна частинка може мати до кількох груп електронів, які створюють електронні сферичні оболонки, максимальне число яких сім.

Переходячи на більш глибокий рівень, електрон випромінює квант - фотон. Кожен електрон, крім іншого, обертається по своїй осі. Властивість отримало назву «спін». Вважається, що ця швидкість є постійною, її не можна якимось чином змінити.

сукупність атомів

Як будується електрично нейтральна частинка, вивчається за допомогою спектра. Атом випускає або поглинає світлові лінії. Це стає можливим завдяки енергії, яка приймає дискретні, відповідні атомним станів значення і змінюється на квантових переходах.

Безліч атомів, що володіють одним зарядом, стають хімічним елементом. Сьогодні їх відомо 107, причому 19 було отримано спочатку штучним шляхом і лише потім відкрито в природі.

Ядра, які мають важку масу, є нестійкими, тому америцій і наступні хімічні елементи отримують лише в ядерних реакціях.

Коли одна електрично нейтральна частинка хімічного елемента з`єднується з іншого (число атомів може налічувати при цьому до двох тисяч), утворюється молекула, яка представляє собою найменшу частку речовини з усіма своїми хімічними властивостями. Але це вже тема іншої статті.