რა არის ატომი?

რა არის ატომი?

რა არის ატომი?

ატომი მატერიის ყველაზე ძირითადი ფორმაა. ატომები ითვლებოდა ყველაზე პატარა ნაწილაკებად, რომლებიც შეიძლება არსებობდეს, როდესაც ისინი პირველად აღმოაჩინეს. სიტყვა 'ატომი' მომდინარეობს ბერძნული სიტყვიდან 'განუყოფელი', რადგან ის, რაც უკვე ყველაზე მცირე ზომისაა, არ შეიძლება დაიყოს.

ახლა ჩვენ ვიცით, რომ არსებობს ატომებზე პატარა ნაწილაკები და რომ მათი სახელის წარმოშობის მიუხედავად, ისინი შეიძლება დაიყოს. ჩვენ ეს ვიცით, რადგან ატომების გაყოფა ქმნის ენერგიას, რომელსაც ვიღებთ იმ პროცესის მეშვეობით, რომელსაც ბირთვული შერწყმა ეწოდება.



ატომის სტრუქტურა

რა არის ატომი bluebay2014 / გეტის სურათები

თითოეული ატომი შეიცავს სამი სახის სუბატომურ ნაწილაკებს: ელექტრონებს, პროტონებს და ნეიტრონებს. პროტონები და ნეიტრონები ქმნიან ბირთვს ატომის ცენტრში, ხოლო ელექტრონები მუდმივ მოძრაობაში არიან ბირთვის გარშემო. სუბატომური ნაწილაკები შედგება კიდევ უფრო მცირე ნაწილაკებისგან, რომლებიც ცნობილია როგორც კვარკები. კვარკები იმდენად პატარაა, რომ მათი დანახვა შეუძლებელია. მეცნიერებმა კვარკების არსებობა მხოლოდ მიმდებარე ნაწილაკებზე მათი ზემოქმედების დაკვირვებით იციან.



იონები

იონების ატომი onurdongel / გეტის სურათები

ატომების უმეტესობა ნეიტრალურია ელექტრული მუხტის გარეშე. ელექტრულად დამუხტულ ატომებს იონებს უწოდებენ. მუხტი განისაზღვრება პროტონებითა და ელექტრონებით. პროტონები დადებითად არის დამუხტული, ხოლო ელექტრონები უარყოფითად. ნეიტრალური ატომები შეიცავს პროტონებისა და ელექტრონების თანაბარ რაოდენობას. კათიონები დადებითად არის დამუხტული, რადგან ისინი შეიცავს მეტ პროტონს. ანიონები შეიცავს მეტ ელექტრონს, ამიტომ ისინი უარყოფითად არიან დამუხტული. იონები შეიძლება ძალიან განსხვავდებოდეს ნეიტრალური ატომებისგან. ნატრიუმის იონები და ქლორიდის იონები ქმნიან მარილს, მაგრამ ნეიტრალური ნატრიუმის ატომები იფეთქებენ ცეცხლში წყალთან შეხებისას. ქლორის ნეიტრალური ატომები ერწყმის ერთმანეთს და ქმნიან ისეთ საშიშ ნაერთს, რომ ქალაქები ევაკუირებულია, როდესაც სატვირთო მანქანები ან მატარებლები ქლორიდის გაზის გადამზიდავ ავარიაში მონაწილეობენ.

Დიდი აფეთქება

დიდი აფეთქების ატომი sakkmesterke / გეტის სურათები

დიდი აფეთქება, რომელმაც შექმნა ჩვენი სამყარო, მოხდა 13,7 მილიარდი წლის წინ. ახალი სამყარო გაფართოვდა და გაორმაგდა მისი ზომა სულ მცირე 90-ჯერ არსებობის პირველივე წამში. კვარკები და ელექტრონები წარმოიქმნება და გავრცელდა მთელ სამყაროში წამის პირველი ათი მილიონიდან. პროტონები და ნეიტრონები გაერთიანდნენ ბირთვებად დიდი აფეთქებიდან 3 წუთის შემდეგ. მკვლევარები ცდილობენ ხელახლა შექმნან დიდი აფეთქება ნაწილაკების მძლავრ კოლაიდერებში. ისინი იმედოვნებენ, რომ მეტი გაიგებენ მატერიის შესახებ და გამოიძიებენ ალტერნატიული რეალობისა და განზომილებების შესაძლებლობას.



პირველი ატომები

პირველი ატომების ატომი Gremlin / Getty Images

პირველი ატომები ჩამოყალიბდა დიდი აფეთქებიდან 380 000 წლის შემდეგ. ამდენი დრო დასჭირდა სამყაროს გაციებას იმისთვის, რომ მოძრავი ელექტრონები შენელებულიყო. ნელი ელექტრონები დაიჭირეს ბირთვების მიერ ატომების შესაქმნელად. წყალბადი და ჰელიუმი ყველაზე მსუბუქი ატომებია და ისინი წარმოიქმნენ პირველი ელემენტები.

სუპერნოვა

სუპერნოვას ატომი კოკადა / გეტის სურათები

პირველი წარმოქმნილი ატომები ძალიან მსუბუქი იყო, ხოლო მძიმე ატომები წარმოიქმნა ვარსკვლავებში. ზოგიერთი ტიპის ვარსკვლავი იღუპება სუპერნოვად. სუპერნოვები წარმოქმნიან იმდენ ენერგიას, რომ ისინი მოკლედ აჭარბებენ გალაქტიკებს. ენერგია ასევე ვლინდება როგორც უზარმაზარი, ფეთქებადი ძალა. სუპერნოვების მიერ წარმოქმნილმა ძალამ მძიმე ატომები მთელ სამყაროში გააფანტა.

ძალები ატომურ ბირთვებში

ატომური ატომი BlackJack3D / გეტის სურათები

ატომის ბირთვში პროტონები და ნეიტრონები ერთმანეთთან ძლიერი ძალით იმართება. ბირთვები გარკვეულ ატომებში არასტაბილურია, რადგან შემაკავშირებელი ძალა არ არის ძალიან ძლიერი. არასტაბილური ატომები იშლება და კარგავს ნეიტრონებს ან ელექტრონებს სტაბილურობის მცდელობისას. არასტაბილური ატომი ხდება იონი, თუ ის კარგავს ან მოიპოვებს ელექტრონებს, მაგრამ ხდება რადიოაქტიური, თუ ის კარგავს ნეიტრონებს.



იზოტოპები

იზოტოპების ატომი Antoine2K / გეტის სურათები

იზოტოპები არის ელემენტის ვერსიები, რომლებსაც აქვთ სხვადასხვა რაოდენობის ნეიტრონები. ერთი და იგივე ელემენტის იზოტოპები ყოველთვის შეიცავს პროტონების ერთსა და იმავე რაოდენობას. სიტყვა 'იზოტოპი' მომდინარეობს ძველი ბერძნული ძირიდან 'isos' რაც ნიშნავს 'თანაბარს' და 'topos' ნიშნავს 'იგივე ადგილს'. სახელი იმიტომ აირჩიეს, რომ ელემენტის რამდენი იზოტოპიც არ უნდა არსებობდეს, ისინი ყველა ერთსა და იმავე ადგილს იკავებს პერიოდულ ცხრილში.

Პერიოდული ცხრილი

პერიოდული ცხრილის ატომი ბორტონია / გეტის სურათები

პერიოდული ცხრილი, რომელსაც ასევე უწოდებენ ელემენტების პერიოდულ ცხრილს, არის სქემა, რომელიც აჩვენებს თითოეულ ქიმიურ ელემენტს. ელემენტები განლაგებულია შვიდ მწკრივად, ანუ პერიოდებად, ატომური რიცხვის მიხედვით. ყველა ატომს აქვს მინიმუმ ერთი პროტონი. პროტონების რაოდენობა არის ატომური რიცხვი. ნეიტრონული რიცხვის შეცვლა ქმნის იზოტოპებს, მაგრამ პროტონის რიცხვის შეცვლა სრულიად განსხვავებულ ელემენტს ქმნის.

რადიოაქტიურობა

რადიოაქტიური ატომი Natali_Mis / Getty Images

რადიოაქტიური ატომი ცდილობს მიაღწიოს სტაბილურ მდგომარეობას პროტონებისა და ნეიტრონების გადაყრით ან ენერგიის სხვა ფორმების გამოყოფის მცდელობით. რადიოაქტიურობა ეხება არასტაბილური ატომების მოქმედებას, რომლებიც ასხივებენ ბირთვულ გამოსხივებას. რადიაცია მოდის ბირთვში რადიოაქტიური დაშლისგან. დაშლის შედეგად წარმოიქმნება განსხვავებული იზოტოპი, რომელიც შეიძლება იყოს ან არ იყოს რადიოაქტიური.

ურანი

ატომური ურანი Liens / Getty Images

ურანი ყველაზე გავრცელებული ბირთვული საწვავია, რადგან ის ბუნებაში არსებობს. ურანი-238 ბუნებრივი ურანის უმეტესობას შეადგენს. ის არ არის ძალიან რადიოაქტიური თავისთავად, მაგრამ ის აყალიბებს პლუტონიუმ-239-ს ბირთვულ რეაქტორში. ურანი-235 ბუნებრივად რადიოაქტიურია. ის გამოიყენება ატომურ რეაქტორებსა და იარაღში და მას სურს ყველა ქვეყანა, რომელიც იყენებს ატომურ ენერგიას ან ცდილობს იარაღის შექმნას, რადგან მისი გამოყენება შესაძლებელია ისე, როგორც არის, გამდიდრების გარეშე. ბუნებრივი წარმოშობის ურანის მხოლოდ 0,7% არის ურანი-235, მაგრამ ერთ დროს იგი შეადგენდა მთელი ურანის 85%-ს. კლება გამოწვეულია იზოტოპის არასტაბილური ბირთვით, რაც მას ასე სასურველს ხდის პირველ რიგში.