Субатомные частицы

Из каких частиц состоят ядра атомов Каким зарядом обладают различные субатомные частицы Имеет ли ядро в целом электрический заряд, положителен он или отрицателен [c.55]

Если частица катодных лучей несет такой минимальный заряд, ее масса должна составлять лишь 1/1837 массы атома водорода. Таким образом была открыта первая из субатомных частиц. [c.149]

Во внешних областях атома находятся отрицательно заряженные электроны, масса которых слишком мала, чтобы они могли мешать прохождению альфа-частиц. Хотя массы протона и альфа-частицы сравнимы с массой атома, и протон, и альфа-частицы — это голые атомные ядра. Они занимают такое маленькое пространство по сравнению с атомами, что, несмотря на большую массу, их также можно считать субатомными частицами. [c.155]

Физики нашли, что альфа-частица, состоящая из четырех (а не из шести) субатомных частиц, лучше соответствует теоретическим выкладкам, и идея протонно-нейтронного строения альфа-частиц утвердилась. [c.154]

Выберите одну из следующих субатомных частиц и рассмотрите, как ученые узнали о ее существовании и свойствах (протон, нейтрон, электрон, нейтрино, кварк, пи-мезон, позитрон или глюон). Каковы практические результаты таких научных исследований (если они вообще имеются) [c.318]

В этой главе мы исследуем закономерности, обнаруживаемые во взаимосвязи между физическими и химическими свойствами элементов и их соединений. Эти закономерности приводят непосредственно к важнейшей схеме классификации материи-периодической системе элементов. Эрнсту Резерфорду, который однажды сказал, что существуют два типа науки — физика и коллекционирование марок,-периодическая система элементов могла казаться доведенным до совершенства альбомом марок. Если бы данная глава была последней в нашей книге, его точка зрения представлялась бы оправданной. Однако сведение всех элементов природы в таблицу периодической системы является лишь началом развития химии, а отнюдь не его концом. Установив схему классификации элементов, мы должны найти способ ее объяснения на основе рассмотрения свойств электронов и других субатомных частиц, из которых построены атомы. Такое объяснение-задача следующих глав. Но прежде чем обратиться к теоретическому описанию природы, надо сначала узнать, что она представляет собой в действительности. [c.303]

Однако, прежде чем углубляться в дальнейшее обсуждение, полезно повторить и несколько расширить кое-какие сведения, изложенные в разд. 2.6, ч. 1. Прежде всего напомним, что атомное ядро состоит из субатомных частиц двух типов протонов и нейтронов. Вместе они называются нуклонами. Напомним также, что все атомы определенного элемента имеют одинаковое число протонов, называемое атомным номером элемента. Однако атомы одного элемента могут иметь неодинаковое число нейтронов и, следовательно, различные массовые числа массовое число представляет собой суммарное число всех нуклонов в атомном ядре. Атомы с одинаковым атомным номером, но с различными массовыми числами называются изотопами. Чтобы различать изотопы одного элемента, при них указывают их массовые числа. Например, три естественные изотопа урана обозначают как уран-233, уран-235 и уран-238, где приведенные чис.пенные величины указывают соответствующие массовые числа. Эти изотопы обозначаются также с помощью химических символов как 9 и и Здесь верхние индексы означают массовые числа, а нижние- [c.244]

Гиромагнитное отношение для субатомных частиц определяется следующим образом [c.116]

Масса всех этих частиц очень мала, и поэтому была установлена произ-" вольная шкала масс, в которой используется и — унифицированная единица атомной массы (называемая также дальтон). Единица атомной массы и определяется как / 2 массы атома (Не беда, если вы не вспомните, что такое -С. Это будет объяснено ниже.) Аналогично заряды субатомных частиц обычно выражают как кратные заряду электрона. Некоторые данные о свойствах субатомных частиц представлены в табл. 1-1. [c.11]

Свойства субатомных частиц [c.12]

Помимо электрона, протона и нейтрона, обнаружено еще около 100 различных элементарных субатомных частиц, однако при изучении химии приходится иметь дело лишь с тремя названными частицами. Остальные элементарные частицы представляют собой короткоживущие фрагменты, которые хотя и вызывают большой интерес при исследовании атомных ядер, но [c.59]

Радиоактивность и субатомные частицы [c.61]

Такая величина слишком мала, чтобы ее можно было измерить. Однако частицы микромира, к которым принадлежат атомы и субатомные частицы, движущиеся с высокими скоростями, обладают вполне измеримыми длинами волн. Так, электрон, движущийся со скоростью 3,00-10 см/с, характеризуется длиной волны [c.73]

Некоторые из элементарных частиц, существование которых считается общепризнанным, довольно устойчивы, но другие способны существовать лишь в течение очень кратких промежутков времени порядка микро- и наносекунд (1 нс= 10 с). Сведения о некоторых элементарных частицах, уже упоминавшихся в гл. 4 и 5, приведены в табл. 24.1. Все субатомные частицы можно подразделить в зависимости от их массы на четыре типа. Фотон, обладающий нулевой массой, представляет собой отдельный тип частиц. Частицы других типов называются лептонами, мезонами и барионами. Внутри каждого типа, разумеется, существуют широкие пределы изменения массы, заряда и устойчивости. [c.424]

НЕЙТРОНЫ, ПОЗИТРОНЫ и ДРУГИЕ СУБАТОМНЫЕ ЧАСТИЦЫ [c.215]

После опытов Томсона и определения числа Авогадро стало возможным также вычислить элементарный заряд и массу электрона. Масса электрона оказалась равной лишь 1/1837 массы атома водорода. Таким образом была открыта первая из субатомных частиц. [c.68]

Многие химические и физические процессы могут быть объяснены с помощью простых моделей строения атома, предложенных Резерфордом, Бором и другими учеными. Каждая из таких моделей, чем-то отличаясь, тем не менее предполагает, что каждый атом состоит из трех видов субатомных частиц протонов, нейтронов и электронов. Это далеко не полная картина, но для наших целей этого пока достаточно. Протоны и нейтроны образуют ядро атомов. Ядро намного тяжелее электронов. В ядре сосредоточена почти вся масса атома, но ядро занимает лишь ничтожную часть объема. Электроны движутся (часто говорят вращаются ) вблизи ядра по определенным законам. Ядро может быть описано всего лишь двумя числами — порядковым номером атома в периодической системе элементов (его называют атомным номером и обозначают символом ) и массовым числом символ А). [c.15]

Нейтрон — электронейтральная субатомная частица с массой, несколько превышающей массу протона. Наряду с протоном является составной частью ядер атомов. Число нейтронов определяется по разнице между массовым числом и зарядом ядра. См. Массовое число. [c.200]

Протон — положительно заряженная субатомная частица с массой [c.246]

Использование шаростержневых моделей достаточно лишь для того, чтобы фиксировать, какие атомы в молекулах непосредственно связаны друг с другом. До сих пор мы не касались вопросов о природе сил химической связи, о межатомных расстояниях, об углах между направлением связей и вращении вокруг этих направлений, а также проблем, связанных с этими вопросами. Эта и следующая главы посвящены именно подобным вопросам и необходимой для ответа на них более точной концепции молекулярной структуры. Поскольку связи осуществляются электронами, а электроны— это субатомные частицы, необходимо начать с рассмотрения атомной структуры. [c.97]

Ядерная модель атома. Атомы элементов имеют очень сложное строение. В недрах атома найдено множество (несколько сот) различных частиц, получивших название элементарных (субатомных). Некоторые из них стабильны, другие же существуют миллионные доли секунды. Из всей совокупности субатомных частиц для химии фундаментальное значение имеют три протон (заряд +1, масса приблизительно 1 у.е.), нейтрон (заряд = О, масса также приблизительно 1 у.е.) и электрон — дискретная частица отрицательного электричества. Заряд электрона равен 1,602 () Кл, это элементарный электрический заряд (меньшие заряды до сих пор не констатированы). Условно заряд электрона принят равным —1. [c.13]

Частицы, из которых построен атом (субатомные частицы), получили название элементарных (в предположении, что сами они уже не состоят из более мелких частиц). Однако в настоящее время стало известно, что сами субатомные частицы имеют внутреннюю структуру, и обозначение их как элементарных утратило свой первоначальный смысл. В частности, становится все более ясной внутренняя структура нуклона. Радпус действия сил здесь выражается миллионными долями нанометра ( 10 см), а сами силы имеют порядок многих мил- [c.130]

Внутренняя энергия термодинамической системы. Здесь подразумевается полная энергия системы, которая складывается из кинетической и потенциальной энергии частиц, составляющих вещества системы (молекул, атомов, ионов, ядер, электронов и других субатомных частиц). Кинетическая энергия слагается из поступательного и вращательного движения молекул, внутримолекулярных колебаний атомов и атомных групп, движения электронов и других субатомных частиц в недрах атомов, а также из внутриядерной энергии. Кинетическая энергия на молекулярном уровне в основном обусловлена хаотическим движением частиц, непосредственно связанном с температурой системы. В гетерогенных системах роль играет и [c.161]

Очень тесно с развитием этих исследований были связаны работы немецкого физика Шредингера, предложившего описывать все такие движущиеся частицы с помощью выведенного им уравнения, которое он назвал волновым уравнением. Полное теоретическое описание поведения субатомных частиц при помощи волнового уравнения получило название волновой механики. В приложении к атомам волновая механика дает те же результаты, что и боровская модель для уровней энергии электрона в атоме водорода. Но в то же время она правильно описывает и свойства других более сложных атомов. [c.45]

Атомное ядро может вступать в реакции и, следовательно, изменяться несколькими различными способами. Некоторые ядра неустойчивы и самопроизвольно испускают субатомные частицы и электромагнитное излучение. Такое самопроизвольное испускание частиц или излучения из атомного ядра называется радиоактивностью. Открытие этого явления Анри Беккерелем в 1896 г. описано в разд. 2.6, ч. 1. Изотопы, обладающие радиоактивностью, называются радиоактивными, или радиоизотопами. В качестве примера приведем уран-238, который самопроизвольно испускает альфа-лучи эти лучи представляют собой поток ядер гелия-4, называемьк альфа-частицами. Когда ядро урана 238 теряет альфа-частицу, оставшийся фрагмент ядра имеет атомный номер 90 и массовое число 234. Таким образом, он представляет собой не что иное, как ядро изотопа торий-234. Обсуждаемую реакцию можно описать следующим ядерным уравнением [c.245]

Все макроскопические магнитные свойства вещества в конечном счете определяются электрическими свойствами субатомных частиц, электронов и частиц ядра. Поскольку магнитные эффекты, возникающие за счет ядра н составляющих его частиц, примерно в 1000 раз слабее эффектов, обусловленных электронами, они обычно не сказываются заметным образом на магнитных явлениях, существенных с химической точки зрения. Это вовсе не значит, что химические свойства веществ никак не связаны с ядерным магнетизмом достаточно указать на метод ядерного магнитного резонанса, играющего столь важную роль в химических исследованиях. Однако сейчас интересны лишь свойства электронов и магнитные явления, обусловленные этими свойствами. В дальнейшем будет видно, что магнитные свойства всякого вещества связаны с числом и распределением неспаренных электронов в его атомах и ионах непосредственными и точными соотношениями. [c.18]

В 1897 г. Дж. Дж. Томсон получил первое серьезное доказательство существования субатомных частиц, обнаружив, что все исследованные им вещества, помещенные в сильное электрическое поле, могут образовывать отрицательно заряженные частицы с массой, приблизительно равной 1/2000 массы атома водорода. Эти частицы получили название электронов. Примерно в то же время Мария и Пьер Кюри, а также другие ученые обнаружили, что все элементы, имеющие атомный вес больше, чем висмут, могут самопроизвольно излучать частицы с очень большой энергией и превращаться в свинец. Были обнаружены три типа излучения. Сначала их называли альфа (а)-, бета ( 5)-и гамма (у)-лучами, но вскоре было обнаружено, что альфа-лучи представляют собой поток атомов гелия, несущих ио два положительных заряда, бета-лучи — электроны, а гамма-лучи — рентгеновское излучение большой энергии. (Интересно отметить, что Менделеев, один из величайших и передовых химиков своего времени, открывший периодический закон, отвергал возможность существования субатомных частиц. В частности, он пытался объяснить результаты Томсона существованием элемента с очень малы.м атомным весом и называл его химическим эфиром.) [c.71]

К субатомных частицам стали проявлять повышенный интерес. Исследования, подобные выполненным Томсоном и Кюри, показали, что атомы могут излучать частицы с малыми массами и превращаться при этом в атомы других элементов. Как же устроены атомы Может быть, атомы однородны, но могут распадаться на частицы различных типов А может быть, атомы содержат субатомные частицы, которые можно отделить друг от друга и наблюдать экспериментально в отдельности Или же существуют еще и другие возможности [c.71]

Атомы, как теперь мы знаем, невероятно малы. Один кубический сантиметр золота содержит около 60 ООО ООО ООО ООО ООО ООО ООО атомов. Но, несмотря на его крошечные размеры, атом можно разделить , и сделать это не так уж трудно. Существуют специальные приспособления, при помощи которых атомы можно разбить. Применение таких инструментов позволило установить, что атомы построены из других, еще более мелких, субатомных частиц. При изучении обломков , образующихся при дроблении атомов, обнаружено, что существует более дюжины таких частиц. [c.27]

Для данного курса большое значение имеют три субатомные частицы нейтрон, протон и электрон. Все вещества, во всем их кажущемся бесконечном разнообразии, химики изображают при помощи этих трех субатомных частиц, группируя их в различных сочетаниях и в различных соотношениях. Они являются простейшими строительными кирпичиками, из которых построены вещества. Описывая более крупные строительные блоки — атомы и элементы, мы будем оперировать этими частицами. Но прежде чем перейти к такому описанию, мы должны больше узнать об элементарных частицах, а эта проблема приводит нас прямо к одному из пограничных разделов науки. [c.27]

Масса протона равна массе нейтрона и является величиной порядка 2-10 г. Эта величина настолько мала, что ученые обозначают ее просто как атомную единицу массы, сокращенно а. е. м. Масса электрона составляет ничтожную долю, 1/1837 массы протона или нейтрона. Данные о трех субатомных частицах сведены в табл. 2. [c.28]

Таблица 2 ТРИ СУБАТОМНЫЕ ЧАСТИЦЫ

Тем временем Содди продолжал описывать изменения атома, вызываемые отдачей им субатомных частиц. Если атом теряет альфа-частицу (заряд +2), общий заряд его ядра уменьшается на два н элемент перемещается в периодической таблице на две клетки влеьо. [c.165]

Важно подчеркнуть, что мы отдаем себе отчет в том, что с самого начала оставляем в стороне некоторые очень интересные виды вопросов. Класс вопросов, которые задаются таким образом, чтобы дать некоторое указание на то, что считалось бы на них ответом, включает в себя не только большое количество явно философских вопросов типа Каково соотношение между мышлением и языком - или Что такое число , но и такие научные вопросы, как (/ Почему суш стеует так много разных субатомных частиц или Как дети обучаются языку От себя мы можем добавить такой вопрос Как правильно объяснить, что такое вопросно-ответная ситуация [c.23]

Ученые не знают, из чего состоят субатомные частицы. (А если бы они знали, тогда мы должны были бы говорить о суб-субатом-ных частицах.) Самое верное заключение можно вынести на основе их поведения. Все три частицы ведут себя так, как будто они имеют массу. Две из них — электрон и протон — обнаруживают наличие электрического заряда. Хотя заряд протона имеет тлкую же величину, как и заряд электрона, он противоположен ему по знаку. Это отношение равных по величине, но противоположных по знаку зарядов обозначается специальными символами. Заряд протона обозначают как +1, а заряд электрона как —1. Наиболее важная особенность частиц, несущих заряды противоположного характера (или с противоположным знаком), заключается в их способности к взаимному притяжению. В тех же [c.27]

Признание волновых свойств у электрона и у других частиц микромира поставило перед физикой необычайно сложные проблемы одна из наиболее трудных — природа волн де Бройля. Гипотезу, признававщую электрон волновым пакетом , пришлось оставить. Пакет обязательно расплывается по мере движения, к электрон должен был бы терять свои корпускулярные свойства. М. Борн выдвинул ставшее почти общепризнанным представление, согласно которому волна, соответствующая электрону (будем иметь в виду под этим словом вообще субатомную частицу), представляет собой изменение вероятности найти электрон в данном месте пространства. Вероятность — величина положительная, поэтому, если волна де Бройля выражается периодичесной (волновой) функцией г)7, то мерой собственно вероятности будет т 5 или произведение г г1з , где г]) — комплексно сопряженная функция.. С этой точки зрения можно говорить о наложении (суперпозиции) плоских волн. Попытка определить местонахождение (координату) электрона ведет к поразительным выводам. [c.29]

Лзйесгно, что атомы и лголекулы существ юг, поскольку. мы мол<ем их видеть (рис. 1 и 2). Их существование было предположено задолго до появления методов, с помощью которых получены приведенные картннкн, а оценка их размеров и формы была сделана в XIX столетии. В настоящее время можно измерять массы молекул, атомов и субатомных частиц с большой точностью, а [c.11]

Массовьш ЧИСЛОМ атома называется общее число нейтронов и протоков в ядрах. Поскольку массовое число является интегральной (целой) величиной, то оно может только приближенно давать действительную массу ядра, так как массы субатомных частиц не являются целыми числами. Действительно, если мы попытаемся рассчитать общую массу любого атома сло кс-нием масс электронов, протонов и нейтронов, то но-тгученная величина будет больше, чем действительно наблюдаемая масса атома. Разница отражает энергию, которая выделяется при взаимодействии этнх частиц, приводящем к образованию атома. Эта энергия называется энергией связывания и относится к потере массы по известному уравнению Эйнштейна Е тс . Отметим, что 1 г массы, полностью превращенный в энергию, эквивалентен 22-10 ккал (1 ккал = 4,184 кДж). ) [c.12]

На основании результатов, полученных усилиями многих исследователей, Эрвин Шрёдингер в 1926 г. применил математическое описание волнового двин епия к электрону, создав тем самым фундамент современной квантовой механики — волновое уравнение Шрёдингера. Волновое уравнение описывает субатомные частицы с точки зрения их волновой природы и, таким образом, противоречит боровской картине электрона, находящегося на вполне определенной орбите. Волновое уравнение позволяет рассматривать свойства электрона как вероятностные (наиболее вероятное расстояние от ядра и т. д.), оно дает физическую картину характеристических величин энергии и соответствующей волновой функции г ) для электрона. Одноэлек-тронная волновая функция, характеризующая положение электрона, называется орбиталью. Таким образом, мы будем говорить об электроне, занп-мающем какую-то орбиталь, а не орбиту. [c.16]

Молекулы поглощают энергию во всем спектре, однако последствия этого оказываются поразительно различными в зависимости от области спектра, Поглощение рентгеновских лучей, несущих большую энергию, обычно приводит к разрыву нескольких связей, тогда как поглощение радиоволн, несущих сравнительно небольшую энергию, проявляется лишь в незначительных временньгх изменениях субатомных частиц. Увеличение энергии молекулы (АЕ) в результате поглощения излучения определяется соотношением [c.499]

Бартны. Наряду с уже известными нам протоном и нейтроном к этому типу относятся еще несколько более тяжелых субатомных частиц. Впрочем, многие из них очень неустойчивы, и поэтому в табл. 24.1 указано всего шесть барионов. [c.424]

Мезоний. Существует особый вид своеобразных нестабильных субатомных частиц с массой, промежуточной между массами ну клона н электрона. Он получили название мезонов (греч. тезоз — средний, промежуточный). Известно три типа мезонов р — мюоны, я — пионы и /С — каоны. Все они могут быть как нейтральными, так и заряженными (положительно или отрицательно). По величине заряд мезона равен заряду электрона. Все частицы, образуемые с участием мезонов, недолговечны (так как сали дюзоиы нестабильны). [c.50]

Около 20 миллиардов лет назад произошел сверхмощный взрьш, и все пространство заполнилось раскаленными субатомными частицами с очень высокой энергией. Так возникла Вселенная. Постепенно, по мере остывания Вселенной, из этих элементарных частиц сформировались положительно заряженные ядра, к которым стали притягиваться отрицательно заряженные элек роны. Таким путем образовалось около сотни или несколько более химических элементов. Все атомы, присутствующие сегодня во Вселенной, в том числе и атомы, входящие в состав живых организмов, возникли в результате, этого большого взрыва , так что и мы, люди, и вообще все живые существа созданы из звездной пыли. [c.11]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология