Բացել գլխավոր ցանկը

Changes

չ
Բոտ: կոսմետիկ փոփոխություններ
'''Ատոմ''', քիմիական տարրի հատկություններ ունեցող փոքրագույն մասնիկ։ Ցանկացած [[պինդ մարմին]], [[հեղուկ]], [[գազ]] կամ [[Պլազմա (ֆիզիկա)|պլազմա]] կազմված է չեզոք կամ [[Իոնացում|իոնացված]] ատոմներից։ Ատոմները շատ փոքր են. սովորաբար մոտ 100 [[պիկոմետր]] (մեկ մետրի տասը միլիարդերորդը)։
 
[[Դը Բրոյլի ալիք|Փոքր չափերի]] պատճառով ատոմների վաքագծի վերաբերյալ [[Դասականդասական ֆիզիկա|դասական ֆիզիկայի]]յի կանխատեսումները նկատելիորեն սխալ են, ինչը պայմանավորված է [[Քվանտային մեխանիկա|քվանտային էֆեկտներով]]։ Ֆիզիկայի զարգմացման ընթացքում ատոմային մոդելները հիմնվել են քվանտային սկզբունքների վրա՝ ատոմի վարքագիծն ավելի լավ կանխատեսելու և բացատրելու համար։
 
Ցանկացած ատոմ կազմված է մեկ [[Միջուկ (ատոմ)|միջուկից]] և մեկ կամ ավելի [[էլեկտրոն]]ներից։ Միջուկը կառուցված է մեկ կավ ավել պրոտոններից և սովորաբար գրեթե նույն քանակությամբ [[նեյտրոն]]ներից։ Պրոտոններն ու նեյտրոնները կոչվում են [[նուկլոն]]ները։ Ատոմի զանգվածի ավելի քան 99.94%-ը միջուկն է։ Պրոտոններն ունեն դրական, էլեկտրոնները՝ բացասական, իսկ նեյտրոնները՝ չեզոք [[էլեկտրական լիցք]]։ Եթե ատոմում էլեկտրոնների և պրոտոնների թիվը հավասար է, ուրեմն այն էլեկտրականապես չեզոք է։ Եթե ատոմում պրոտոնների համեմատ կան ավել կամ պակաս էլեկտրոններ, ուրեմն այն համապատասխանաբար բացասական կամ դրական լիցք ունի և կոչվում է [[իոն]]։
=== Ատոմները փիլիսոփայությունում ===
{{հիմնական|ատոմիզմ}}
Այն միտքը, որ նյութը կազմած է դիսկրետ միավորներից հանդիպում է բազմաթիվ անտիկ մշակույթներում, ինչպես օրինակ՝ [[Հնդկաստան|Հնդկաստանում]]ում և [[Հունաստան|Հունաստանում]]։ում։ «Ատոմ» անվանումը տրվել է հին հույն փիլիսոփաների կողմից։ Սակայն, այս գաղափաները հիմնված էին փիլիսոփայական և աստվածաբանական հիմնավորումների վրա, ոչ թե ապացույցների և փորձերի։ Այդ պատճառով ատոմի կառուցվածքի և վարքագծի մասին նրանց պատկերացումները սխալ էին։ Նրանք նաև չէին կարող ապացուցել իրենց վարկածը, այսպիսով ատոմիզմը նյութի բնույթի վերաբերյալ բազմաթիվ տեսություններից մեկն էր։ Միայն 19-րդ դարում ատոմի գաղափարը ընդունվեց գիտնականների կողմից, երբ քիմիայում արվեցին այնպիսի հայտնագորցություններ, որոնք միայն կարող էին բացատրվել ատոմի գոյությամբ։
 
=== Ապացույցի վրա հիմնված առաջին տեսություն ===
[[File:Daltons symbols.gif|thumb|
 
Բազմաթիվ ատոմների և մոլեկուլների պատկերներ [[Ջոն Դալթոն|Ջոն Դալթոնի]]ի «Քիմիական փիլիսոփայության նոր համակարգ» (''A New System of Chemical Philosophy,'' 1808) աշխատությունում։]]
1800-ական թվականների սկզբին [[Ջոն Դալթոն]]ը ատոմի գաղափարի միջոցով է բացատրել այն, որ [[Քիմիական տարրեր|տարրերը]] միշտ փոխազդում են փոքր ամբողջ թվերի հարաբերությամբ։՚ Օրինակ՝ գոյություն ունի երկու անագի օքսիդ. մեկը՝ 88.1% անագ, 11.9% թթվածին, երկրորդը՝ 78.7% անագ, 21.3% թթվածին (համապատասխանաբար [[անագի օքսիդ(II)]] և [[անագի օքսիդ(IV)]])։ Սա նշանակում է, որ 100 գրամ անագը միայն կարող է միանալ 13.5 կամ 27 գրամ թթվածնի հետ։ 13.5-ը և 27-ը կազմում եմ 1:2 հարաբերություն։ Այս փաստից ելնելով Դալթոնը եզրակացրեց, որ տարրերը փոխազդում են դիսկրետ միավորների (այլ կերպ ասած՝ ատոմների) ամբողջ թվի բազմապատիկներով։ Անագի օքսիդի պարագայում մեկ անագի ատոմը կարող է միանալ կամ մեկ, կամ երկու թթվածնի ատոմի հետ։<ref name="From AtomosToAtom">{{cite book|author=Andrew G. van Melsen |year=1952 |title=From Atomos to Atom |isbn= 0-486-49584-1 |publisher=Dover Publications |location=Mineola, N.Y.}}</ref>
 
 
=== Էլեկտրոնի հայտնաբերում ===
[[FileՊատկեր:Gold foil experiment conclusions.svg|thumb|right|'''Գեյգեր-Մարսդենի փորձ'''<br /> ''Վերևում։'' Ակնկալվող արդյունք: Ալֆա մասնիկները անցնում են ատոմի պուդինգային մոդելի միջով աննշան շեղմամբ։<br /> ''Ներքևում:'' Դիտարկված արդյունք: Մասնիկների փոքր մասը շեղվել է դրական լիցքավորված միջուկի պատճառով։]]
Ֆիզիկոս [[Ջոզեֆ Ջոն Թոմսոն|Ջոզեֆ Ջոն Թոմսոնը]]ը հաշվել է կաթոդային ճառագայթների զանգվածը՝ ցույց տալով, որ դրանք կազմված են մասնիկներից, բայց որոնք մոտ 1800 անգամ ավելի թեթև են, քան ամենաթեթև ատոմը՝ [[ջրածին]]ը։ Հետևաբար՝, դրանք ատոմները չեն, բայց մասնիկ են։ Սա առաջին հայտնաբերված ''[[ներատոմային մասնիկ]]''ն էր, որը սկզբում Թոմսոնը անվանեց «կորպուսկուլ», սակայն հետագայում անվանվել է «էլեկտրոն»։ [[Ջորջ Սթոնի]]ն ցույց է տվել, որ սրանք նույն այն մասնիկներն են, որոնք անջատվում են ֆոտոէլեկտրական և ռադիոակտիվ նյութերից։<ref name="Thomson">{{cite journal|last=Thomson|first=J. J.|title=On bodies smaller than atoms|journal=The Popular Science Monthly|volume=|issue= |pages=323–335|publisher=Bonnier Corp.|location= |date=August 1901|url=https://books.google.am/?id=3CMDAAAAMBAJ&pg=PA323|doi= |id= |accessdate=2009-06-21}}</ref> Արագորեն հայտնաբերվեց, որ դրանք մետաղական լարերում [[էլեկտրական հոսանք]] կրող մասնիկներն են, որոնք նաև կրում են ատոմում բացասական էլեկտրական լիցքը։ Այս աշխատանքի համար 1906 թվականին Թոմսոնը ստացավ [[Ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակ]]։ Այսպիսով, նա վերացրեց այն տեսակետը թե ատոմները նույթի անբաժանելի, վերջնական մասնիկներն են։<ref name=nobel1096/> Թոմսոնը սխալմամբ կարծում էր, որ տարրերի ատոմները կազմված են մի քանի բացասականապես լիցքավորված էլեկտրոններից, որոնք մտնում են համասեռ բաշխված դրական էլեկտրական լիցք ունեցող ոլորտի մեջ (սա հայտնի է [[Թոմսոնի ատոմի մոդել]] անվամբ)։
 
=== Միջուկի հայտնաբերում ===
 
=== Բորի մոդել ===
[[FileՊատկեր:Bohr atom animation 2.gif|right|thumb|Ատոմի Բորի մոդել։ Էլեկտրոնը ակնթարթային «քվանտային թռիչքով» փոխում է ուղեծիրը։ Այս մոդելը հնացած է։]]
{{հիմնական|Բորի մոդել}}
1913 թվականին ֆիզիկոս [[Նիլս Բոր]]ը առաջ քաշեց մոդել, ըստ որի՝ էլեկտրոնները ատոմում կարող են շարժվել միայն որոշակի ուղեծրերով և չճկառագայթել, սակայն մի ուղեծրից մյուսին անցնել կարող են միայն դիսկրետ քանակությամբ էներգիա կլանելով կամ ճառագայթելով։<ref name=stern20050516/> Այս մոդելը բացատրեց էլեկտրոնների ուղեծրերի կայությունը (դասական էլեկտրադինամիկայի տեսանկյունից Ռեզերֆորդի մոդելում էլեկտրոնը, որը պտտվում էր միջուկի շուրջը պետք է անընդհատ ճառագայթեր և շատ արագ կորցնելով էներգիան՝ ընկներ միջուկի վրա) և այն, որ էլեկտրոնները էլեկտրամագնիսական ճառագայթումը կլանում կամ արձագում են դիսկրետ սպեկտրային չափով։<ref name=bohr19221211/>
 
=== Քիմիական կապերի բացատրություն ===
1916 թվականին Գիլբերտ Նյուտոն Լյուիսը բացատրել է ատոմների միջև [[քիմիական կապ]]երը որպես իրենց բաղադրիչ էլեկտրոնների փոխազդեցություն։<ref name=jacs38_4_762/> Քանի որ տարրերի քիմիական հատկությունները [[պարբերական օրենք|պարբերական օրենքի]]ի համաձայն կրկնվում են,<ref>{{cite book
|last=Scerri|first=Eric R.
|title=The periodic table: its story and its significance
 
=== Նեյտրոնի հայտնաբերում ===
[[Մասս-սպեկտրաչափություն|Մասս-սպեկտրաչափության]] զարգացումը հնարավորություն տվեց մեծ ճշտությամբ չափել ատոմի զանգվածը։ Քիմիկոս [[Ֆրենսիս Ուիլյամ Աստոն]]ը այս սարքի օգնությամբ ցույց է տվել, որ իզոտոպները տարբեր զանգված ունեն։ Իզոտոմների [[ատոմային զանգված]]ը տարբերվում է ջրածնի ատոմի ծանգվածի ամբողջ բազմապատիկների քանակով։<ref name=pm39_6_449/> 1932 թվականին ֆիզիկոս [[Ջեյմս Չադվիկ]]ը [[նեյտրոն|նեյտրոնի]]ի հայտնաբերմաբ բացատրեց այս երևույթը։ Նեյտրոնը չեզոք լիցք ունեցող մասնիկ է, որի զանգվածը գրեթե հավասար է պրոտոնի զանգվածին։ Իզոտոպները նույն նույն քանակությամբ պրոտոն, բայց տարբեր քանակությամբ նեյտրոն ունեցող տարրեր են։<ref name=chadwick1935/>
 
=== Տրոհում, բարձր էներգիայի ֆիզիկա և կոնդենսացված նյութ ===
Էլեկտրոնը ունի բացարձակ արժեքով պրոտոնի լիցքին հավասար բացասական [[էլեկտրական լիցք]], զանգվածը՝ <span class="nowrap">9.11<span style="margin-left:0.25em;margin-right:0.15em;">×</span>10<sup>−31</sup>&nbsp;կգ</span>, որը մոտավորապես հավասար է [[պրոտոն]]ի զանգվածի 1/1836-ին<ref name=nist_codata_mu>{{cite web | title = CODATA value: proton-electron mass ratio | url = http://physics.nist.gov/cgi-bin/cuu/Value?mpsme | work = 2006 CODATA recommended values | publisher = [[National Institute of Standards and Technology]] | accessdate = 2009-07-18}}</ref><ref>{{cite web|title=JERRY COFF|url=http://www.universetoday.com/73323/what-is-an-electron/|accessdate=10 September 2010}}</ref><ref>{{cite book|last=Demtröder|first=Wolfgang|year=2002|title=Atoms, Molecules and Photons: An Introduction to Atomic- Molecular- and Quantum Physics|publisher=Springer|edition=1st|isbn=3-540-20631-0|oclc=181435713|pages=39–42}}</ref> Էլեկտրոնները պատկանում են [[լեպտոն]]ների ընտանիքի առաջին [[Սերունդ (ֆիզիկա)|սերնդին]],<ref name="curtis74">{{cite book | last = Curtis | first = L.J. | year = 2003 | title = Atomic Structure and Lifetimes: A Conceptual Approach | url = https://books.google.am/?id=KmwCsuvxClAC&pg=PA74 | page = 74 | publisher = [[Cambridge University Press]] | isbn = 0-521-53635-9}}</ref> և համարվում են [[տարրական մասնիկներ]], քանի որ ներքին կառուցվածք չունեն։<ref name="prl50">{{cite journal | last = Eichten | first = E.J. | last2 = Peskin | first2 = M.E. | last3 = Peskin | first3 = M. | year = 1983 | title = New Tests for Quark and Lepton Substructure | journal = [[Physical Review Letters]] | volume = 50 | pages = 811–814 | issue = 11 | doi = 10.1103/PhysRevLett.50.811 | bibcode=1983PhRvL..50..811E}}</ref> [[Իմպուլսի մոմենտ]]ը ([[սպին]]) [[Պլանկի հաստատուն]]ի միավորով՝ ''ħ''-ով, արտահայտած՝ {{sfrac|1|2}}։ [[Պաուլիի սկզբունք]]ի համաձայն ոչ մի երկու էլեկտրոն չեն կարող նույն [[քվանտային վիճակ]]ում գտնվել, քանի որ այն [[ֆերմիոն]] է։<ref name="curtis74"/> Մնացած տարրական մասնիկների նման էլեկտրոնները նույնպես ցուցաբերում են [[Մասնիկ-ալիքային երկվություն|և՛ մասնիկի, և՛ ալիքի]] հատկություններ. նրանք կարող են բախվել այլ մասնիկների հետ և կարող են լույսի նման [[Էլեկտրոնների դիֆրակցիա|դիֆրակցիայի]] են ենթակվում։ Էլեկտրոնների ալիքային հատկությունները ավելի հեշտ է դիտել, քան այլ մասնիկներինը, ինչպես օրինակ՝ նեյտրոններինը և պրոտոններինը, քանի որ էլեկտրոնները ունեն ավելի փոքր զանգված, հետևաբար՝ ավելի երկար [[Դը Բրոյլի ալիք]]։
 
Պրոտոնները ունեն դրական էլեկտրական լիցք և <span class="nowrap">1.6726<span style="margin-left:0.25em;margin-right:0.15em;">×</span>10<sup>−27</sup>&nbsp;կգ</span> զանգված։ Ատոմում պրոտոնների քանակը կոչվում է [[ատոմական համար]]։ [[Էռնեստ Ռեզերֆորդ]]ը (1919) նկատել է, որ ազտորը ալֆա-մասնիկներով ռմբակոծելիս ջրածնի միջուկ է անջատվում։ 1920 թվականին նա ընդունեց, որ ջրածնի միջուկը ատոմում առանձին մասնիկ է և այն կոչեց պրոտոն։
 
Նեյտրոնները էլեկտրական լիցք չունեն, հանգստի զանգվածը էլեկտրոնի զանգվածից 1,839 անգամ մեծ է<ref>{{cite book|last=Woan|first=Graham|year=2000|title=The Cambridge Handbook of Physics|publisher=Cambridge University Press|isbn=0-521-57507-9|oclc=224032426|page=8}}</ref> կամ հավասար է <span class="nowrap">1.6929<span style="margin-left:0.25em;margin-right:0.15em;">×</span>10<sup>−27</sup>&nbsp;կգ</span>-ի։ Այն ատոմի մաս կազմող մասնիկներից ամենածանրն է։ Նեյտրոնները և պրոտոնները (միասին կոչվում են [[նուկլոն]]ներ) համեմատելի չափեր ունեն, չնայած այս մասնիկների «մակերևույթը» հստակ սահմանված չէ։<ref>{{cite book|last=MacGregor|first=Malcolm H.|year=1992|title=The Enigmatic Electron|publisher=Oxford University Press|isbn=0-19-521833-7|oclc=223372888|pages=33–37}}</ref> Նեյտրոնը 1932 թվականին հայտնաբերել է անգլիացի ֆիզիկոս [[Ջեյմս Չադվիկ]]ը։
=== Միջուկ ===
{{հիմնական|Միջուկ (ատոմ)}}
[[FileՊատկեր:Binding energy curve - common isotopes.svg|thumb|350px|The [[Կապի էներգիա]] needed for a nucleon to escape the nucleus, for various isotopes]]<!-- A brief explanation is provided here because 'binding energy' is not explained until the end of the section. -->
 
Պրոտոնները և նեյտրոնները միասին կազում են ատոմի [[Միջուկ (ատոմ)|միջուկը]]։ Միջուկի շառավիղը մոտավորապես հավասար է 1.07 {{radic|''A''|3}} [[femtometre|fm]]-ի, որտեղ ''A''-ն միջուկում [[նուկլոն]]ների ընդհանուր քանակն է։<ref>{{cite book|last=Jevremovic|first=Tatjana|year=2005|title=Nuclear Principles in Engineering|publisher=Springer|isbn=0-387-23284-2|oclc=228384008|page=63}}</ref> Սա ատոմի շառավղից շատ փոքր է, որը 10<sup>5</sup> fm-ի կարգի թիվ է։ Նուկլոնները միասին կապվում են կարճ տարածությունների վրա ազդեղ [[միջուկային ուժեր]]ով։ 2.5 fm-ի ավելի մոտ տարածություններում այս ուժերը գերազանցում են դրական լիցք ունեցող պրոտոնների վանողական ուժին ([[Կուլոնի օրենք]])։<ref>{{cite book|last=Pfeffer|first=Jeremy I.|last2=Nir|first2=Shlomo|year=2000|title=Modern Physics: An Introductory Text|publisher=Imperial College Press|isbn=1-86094-250-4|oclc=45900880|pages=330–336}}</ref>
Ցածր ատոմային համար ունեցող ատոմների դեպքում՝ պրոտոններից ավելի շատ նեյտրոն ունեցող միջուկները ձգտում են զբաղեցնել ավելի ցածր էներգետիկ մակարդակ՝ ենթարկվելով ռադիոակտիվ տրոհման՝ մինչև նեյտրոն-պրոտոն հարաբերությունը մոտենա մեկի։ Սակայն, բարձ ատոմային համար ունեցող ատոմների դեպքում նեյտրոնների ավելի մեծ համամասնություն է հարկավոր պրոտոնների վաղությանը հակազդելու համար։ Այսպիսով՝ ''Z'' = 20 (կալցիում) ատոմային համարից բարձր կայուն ատոմների դեպքում պրոտոնների և նեյտրոնների քանակաը հավասար չէ, և ''Z''-ի աճին զուգահեռ մեծանում է նաև նեյտրոն-պրոտոն հարաբերությունը։<ref name="raymond"/> Ամենաբարձր պրոտոն-նեյտրոն հարաբերությամբ իզոտոպը [[կապար-208]]-ն է (մոտ 1.5)։
 
[[FileՊատկեր:Wpdms physics proton proton chain 1.svg|right|thumb|Illustration of a nuclear fusion process that forms a deuterium nucleus, consisting of a proton and a neutron, from two protons. A [[Պոզիտրոն]] (e<sup>+</sup>)—an [[antimatter]] electron—is emitted along with an electron [[Նեյտրինո]].]]
 
Ատոմի միջուկում պրոտոնների և նեյտրոնների քանակը հնարավոր է փոխել, սակայն ուժեղ փոխազդեցության պատճառով այս գործընթացը պահանջում է մեծ էներգիա։ [[Ջերմամիջուկային ռեակցիա]] տեղի է ունենում, երբ մի քանի ատոմային մասնիկներ միանում են՝ կազմելով ավելի ծանր միջուկ։ Օրինակ՝ արևի միջուկում [[կուլոնային արգելք]]ը՝ փոխադարձ վանողության ուժը, հաղթահարելու և մեկ միջուկ կազմելու համար պրոտոններին անհրաժեշտ է 3-10 կէՎ էներգիա։<ref name=mihos2002/> [[Միջուկի ճեղքում]]ը սրա հակառակ գործընթացն է. սովորաբար ռադիոակտիվ տրոհման միջոցով միջուկը բաժանվում է՝ կազմելով ավելի փոքր միջուկներ։ Միջուկը նաև կարող է ձևափոխվել մեծ էներգիա ունեցող մասնիկներով կամ պրոտոններով եմբակոծելու միջոցով։ Եթե այս փոփոխության ընթացքում փոխվում է միջուկում պրոտոնների քանակը, առաջանում է այլ քիմիական տարրի ատոմ։<ref name=lbnl20070330/><ref name=makhijani_saleska2001/>
 
== Արտաքին հղումներ ==
* {{YouTube|s_HEUHyoZWI | "Quantum Mechanics and the Structure of Atoms" }} The actual physics lesson begins 2:20 into the video.
* {{cite web
|last=Freudenrich|first=Craig C.|url=http://www.howstuffworks.com/atom.htm
266 264

edits