ሁሉም ጉዳይ በንጥረ ነገሮች የተዋቀረ ነው። ግን በዙሪያችን ያሉት ነገሮች ሁሉ ለምን ይለያያሉ? መልሱ ከጥቃቅን ቅንጣቶች ጋር የተያያዘ ነው. ፕሮቶን ተብለው ይጠራሉ. እንደ ኤሌክትሮኖች አሉታዊ ክፍያ ካላቸው, እነዚህ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች አወንታዊ ክፍያ አላቸው. እነዚህ ቅንጣቶች ምንድን ናቸው እና እንዴት ይሰራሉ?
ፕሮቶኖች በየቦታው
የትኛው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት አዎንታዊ ክፍያ አለው? የሚዳሰሱ፣ የሚታዩ እና የሚሰማቸው ነገሮች በሙሉ ከአቶሞች የተሠሩ ናቸው፣ ጠጣር፣ ፈሳሾች እና ጋዞችን ያካተቱ በጣም ትንሹ የግንባታ ብሎኮች። እነሱ ጠለቅ ብለው ለማየት በጣም ትንሽ ናቸው፣ ነገር ግን እንደ ኮምፒውተርዎ፣ እርስዎ የሚጠጡት ውሃ እና እርስዎ የሚተነፍሱትን አየር ያሉ ነገሮችን ያዘጋጃሉ። ኦክሲጅን፣ ናይትሮጅን እና ብረትን ጨምሮ ብዙ አይነት አቶሞች አሉ። እያንዳንዳቸው እነዚህ ዓይነቶች ንጥረ ነገሮች ይባላሉ።
ከነሱ ውስጥ ጋዞች (ኦክስጅን) ናቸው። የኒኬል ንጥረ ነገር በቀለም ብር ነው። ሌሎችም አሉ።እነዚህን ጥቃቅን ቅንጣቶች እርስ በርስ የሚለዩ ባህሪያት. በእውነቱ እነዚህ ንጥረ ነገሮች የሚለያዩት ምንድን ነው? መልሱ ቀላል ነው፡ አተሞቻቸው የተለያዩ የፕሮቶን ቁጥሮች አሏቸው። ይህ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣት አዎንታዊ ክፍያ አለው እና በአተሙ መሃል ላይ ይገኛል።
ሁሉም አቶሞች ልዩ ናቸው
አተሞች በጣም ተመሳሳይ ናቸው፣ነገር ግን የተለያዩ የፕሮቶኖች ብዛት ልዩ የሆነ የንጥረ ነገር አይነት ያደርጋቸዋል። ለምሳሌ የኦክስጂን አተሞች 8 ፕሮቶን፣ ሃይድሮጂን አተሞች 1 ብቻ፣ የወርቅ አተሞች ደግሞ 79 ናቸው። ስለ አቶም ፕሮቶኖችን በመቁጠር ብቻ ብዙ መናገር ይችላሉ። እነዚህ የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች በኒውክሊየስ ውስጥ ይገኛሉ. በመጀመሪያ መሰረታዊ ቅንጣት ነው ተብሎ ይታሰባል፣ነገር ግን በቅርብ ጊዜ የተደረጉ ጥናቶች ፕሮቶኖች ኳርክስ በሚባሉ ትናንሽ ንጥረ ነገሮች የተገነቡ መሆናቸውን አረጋግጠዋል።
ፕሮቶን ምንድን ነው?
የትኛው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት አዎንታዊ ክፍያ አለው? ይህ ፕሮቶን ነው። ይህ በእያንዳንዱ አቶም ኒውክሊየስ ውስጥ ያለው የሱባቶሚክ ቅንጣት ስም ነው። በእውነቱ በእያንዳንዱ አቶም ውስጥ ያሉት የፕሮቶኖች ብዛት የአቶሚክ ቁጥር ነው። እስከ ቅርብ ጊዜ ድረስ, እንደ መሠረታዊ ቅንጣት ይቆጠር ነበር. ይሁን እንጂ አዳዲስ ቴክኖሎጂዎች ፕሮቶን ኳርክስ በሚባሉ ትናንሽ ቅንጣቶች የተሠራ መሆኑን ለማወቅ ችለዋል. ኳርክ በቅርብ ጊዜ የተገኘ የቁስ አካል መሰረታዊ ነገር ነው።
ፕሮቶኖች የሚመጡት ከየት ነው?
አዎንታዊ ክፍያ ያለው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት፣ፕሮቶን ተብሎ ይጠራል. እነዚህ ንጥረ ነገሮች ያልተረጋጋ የኒውትሮን ገጽታ በመታየቱ ሊፈጠሩ ይችላሉ. ከ900 ሰከንድ በኋላ፣ ኒውትሮን ከኒውክሊየስ የሚወጣው ኒውትሮን ወደ ሌሎች የአቶም የመጀመሪያ ደረጃ ቅንጣቶች ማለትም ፕሮቶን፣ ኤሌክትሮን እና አንቲንዩትሪኖ ይሆናል።
ከኒውትሮን በተቃራኒ ነፃው ፕሮቶን የተረጋጋ ነው። ነፃ ፕሮቶኖች እርስ በርስ ሲገናኙ, የሃይድሮጂን ሞለኪውሎች ይፈጥራሉ. የኛ ፀሀይ ልክ እንደሌሎች የዩኒቨርስ ኮከቦች ሁሉ አብዛኛው ሃይድሮጂን ነው። ፕሮቶን የ+1 ክፍያ ያለው ትንሹ ኤሌሜንታሪ ቅንጣት ነው። ኤሌክትሮን ክፍያ -1 ሲኖረው ኒውትሮን ምንም ክፍያ የለውም።
ሱባቶሚክ ቅንጣቶች፡ አካባቢ እና ክፍያ
ኤለመንቶች በአቶሚክ አወቃቀራቸው ተለይተው ይታወቃሉ፣ ሱባቶሚክ አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች፡ ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮኖች። የመጀመሪያዎቹ ሁለት ቡድኖች በአተም ኒውክሊየስ (መሃል) ውስጥ ይገኛሉ እና አንድ የአቶሚክ ክብደት አላቸው. ኤሌክትሮኖች ከኒውክሊየስ ውጭ, "ሼል" በሚባሉት ዞኖች ውስጥ ይገኛሉ. ክብደታቸው ምንም አይደለም ማለት ይቻላል። የአቶሚክ ብዛትን ሲያሰላ, ትኩረት የሚሰጠው ለፕሮቶን እና ለኒውትሮን ብቻ ነው. የአቶም ብዛት ድምር ነው።
በሞለኪውል ውስጥ የሚገኙትን ሁሉንም አቶሞች የአቶሚክ ብዛት በማጠቃለል አንድ ሰው በአቶሚክ mass አሃዶች (ዳልተን ይባላሉ) የሞለኪውላር ክብደትን መገመት ይችላል። እያንዳንዱ ከባድ ቅንጣቶች (ኒውትሮን፣ ፕሮቶን) አንድ አቶሚክ ክብደት ስለሚኖራቸው ሂሊየም አቶም (ሄ)ሁለት ፕሮቶን፣ ሁለት ኒውትሮን እና ሁለት ኤሌክትሮኖች አሉት፣ ወደ አራት የአቶሚክ ጅምላ አሃዶች (ሁለት ፕሮቶን እና ሁለት ኒውትሮን) ይመዝናል። ከቦታው እና ከጅምላ በተጨማሪ እያንዳንዱ የሱባቶሚክ ቅንጣት "ክፍያ" የሚባል ንብረት አለው. "አዎንታዊ" ወይም "አሉታዊ" ሊሆን ይችላል።
ተመሳሳይ ቻርጅ ያላቸው ንጥረ ነገሮች እርስ በርሳቸው ይንፀባርቃሉ፣ ተቃራኒ ክሶች ያላቸው ነገሮች ደግሞ እርስበርስ ይሳባሉ። አወንታዊ ክፍያ ያለው የትኛው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት ነው? ይህ ፕሮቶን ነው። ኒውትሮኖች ምንም ክፍያ የላቸውም, ይህም ለኒውክሊየስ አጠቃላይ አዎንታዊ ክፍያ ይሰጣል. እያንዳንዱ ኤሌክትሮኖል አሉታዊ ክፍያ አለው, ይህም በጥንካሬው ከፕሮቶን አወንታዊ ኃይል ጋር እኩል ነው. የኒውክሊየስ ኤሌክትሮኖች እና ፕሮቶኖች እርስ በእርሳቸው ይሳባሉ ይህ ደግሞ አቶምን አንድ ላይ የሚይዘው ሃይል ነው ጨረቃ በመሬት ዙሪያ እንድትዞር ከሚያደርጉት የስበት ሃይል ጋር ተመሳሳይ ነው።
የተረጋጋ የሱባቶሚክ ቅንጣት
የትኛው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት አዎንታዊ ክፍያ አለው? መልሱ ይታወቃል ፕሮቶን. በተጨማሪም, ከኤሌክትሮን አሃድ ክፍያ ጋር እኩል ነው. ሆኖም በእረፍት ላይ ያለው ክብደት 1.67262 × 10-27 ኪግ ሲሆን ይህም የኤሌክትሮን ክብደት 1836 እጥፍ ነው። ፕሮቶኖች፣ ኒውትሮን ከሚባሉ ከኤሌክትሪክ ገለልተኛ ቅንጣቶች ጋር፣ ከሃይድሮጂን በስተቀር ሁሉንም አቶሚክ ኒዩክሊይዎችን ያዘጋጃሉ። እያንዳንዱ የኬሚካል ንጥረ ነገር ኒውክሊየስ ተመሳሳይ የፕሮቶኖች ብዛት አለው። የዚህ ንጥረ ነገር አቶሚክ ቁጥር በየጊዜው በሰንጠረዡ ውስጥ ያለውን ቦታ ይወስናል።
የፕሮቶን ግኝት
አዎንታዊ ክፍያ ያለው ኤለመንታሪ ቅንጣቢ ፕሮቶን ነው፣ ግኝቱም በመጀመሪያዎቹ የአቶሚክ መዋቅር ጥናቶች የተጀመረ ነው። ኤሌክትሮኖች የተወገዱበት ionized gaseous አቶሞች እና ሞለኪውሎች ፍሰቶችን ሲያጠና በጅምላ ከሃይድሮጂን አቶም ጋር እኩል የሆነ አወንታዊ ቅንጣት ተወስኗል። ኧርነስት ራዘርፎርድ (1919) ናይትሮጅን በአልፋ ቅንጣቶች ሲደበደብ ሃይድሮጂን የሚመስል ነገር እንደሚያመነጭ አሳይቷል። እ.ኤ.አ. በ1920 አንድ ኤለመንታሪ ቅንጣትን ከሃይድሮጂን ኒዩክሊየይ ለይቷል፣ ፕሮቶን ብሎ ጠራው።
በ20ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ ላይ የተካሄደው የከፍተኛ-ኢነርጂ ቅንጣት ፊዚክስ ምርምር በሱባቶሚክ ቅንጣቶች ቡድን ውስጥ ስላለው የፕሮቶን ተፈጥሮ መዋቅራዊ ግንዛቤን አሻሽሏል። ፕሮቶን እና ኒውትሮን ከትናንሽ ቅንጣቶች የተሠሩ እና ባሪዮን ተብለው የተከፋፈሉ መሆናቸው ታይቷል - ከሦስት አንደኛ ደረጃ ቁስ አካል ኳርክስ።
የሱባቶሚክ ቅንጣት፡ ወደ ታላቅ የተዋሃደ ቲዎሪ
አቶም ትንሽ ቁራጭ ነው፣ እሱም የተወሰነ አካል ነው። ለተወሰነ ጊዜ ሊኖር የሚችለው ትንሹ ቁራጭ እንደሆነ ይታመን ነበር. ነገር ግን በ19ኛው ክፍለ ዘመን መገባደጃ እና በ20ኛው ክፍለ ዘመን መጀመሪያ ላይ ሳይንቲስቶች አተሞች ከተወሰኑ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች የተሠሩ መሆናቸውን እና ምንም አይነት ንጥረ ነገር ምንም ይሁን ምን ተመሳሳይ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች አቶም እንደሚሆኑ ደርሰውበታል። የሚለወጠው ብቸኛው ነገር የተለያዩ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች ብዛት ነው።
ሳይንቲስቶች አሁን ብዙ የሱባቶሚክ ቅንጣቶች እንዳሉ ተገንዝበዋል። ነገር ግን በኬሚስትሪ ስኬታማ ለመሆን ከሦስቱ ዋና ዋና ዋናዎቹን ፕሮቶን፣ ኒውትሮን እና ኤሌክትሮኖች ጋር ብቻ መገናኘት ያስፈልግዎታል። ቁስ ከሁለቱ መንገዶች በአንዱ በኤሌክትሪካዊ ኃይል መሙላት ይቻላል፡ አዎንታዊ ወይም አሉታዊ።
አዎንታዊ ክፍያ ያለው አንደኛ ደረጃ ቅንጣት ምን ይባላል? መልሱ ቀላል ነው፡- ፕሮቶን አንድ አሃድ አዎንታዊ ክፍያ የሚሸከመው እሱ ነው። እና በአሉታዊ ኃይል የተሞሉ ኤሌክትሮኖች በመኖራቸው, አቶም እራሱ ገለልተኛ ነው. አንዳንድ ጊዜ አንዳንድ አቶሞች ኤሌክትሮኖችን ሊያገኙ ወይም ሊያጡ እና ክፍያ ሊያገኙ ይችላሉ። በዚህ አጋጣሚ ions ይባላሉ።
የአተም አንደኛ ደረጃ ቅንጣቶች፡ የታዘዘ ስርዓት
አቱም መረጋጋትን የሚሰጥ እና ለሁሉም አይነት የቁስ ባህሪያት ተጠያቂ የሆነ ስልታዊ እና የታዘዘ መዋቅር አለው። የእነዚህ ንዑስ ቅንጣቶች ጥናት የተጀመረው ከመቶ ዓመታት በፊት ነው ፣ እና አሁን ስለእነሱ ብዙ እናውቃለን። የሳይንስ ሊቃውንት አብዛኛው አቶም ባዶ እና በ "ኤሌክትሮኖች" እምብዛም የማይሞሉ መሆናቸውን ደርሰውበታል. በማዕከላዊው የከባድ ክፍል ዙሪያ የሚሽከረከሩት በአሉታዊ መልኩ የተከሰሱ የብርሃን ቅንጣቶች ናቸው፣ ይህም ከአቶም አጠቃላይ ክብደት 99.99% ነው። የኤሌክትሮኖች ተፈጥሮን ማወቅ ቀላል ነበር ነገርግን ከብዙ ጥበባዊ ጥናቶች በኋላ ኒውክሊየስ ፖዘቲቭ ፕሮቶኖችን እና ገለልተኛ ኒውትሮኖችን እንደሚያካትት ታወቀ።
በዩኒቨርስ ውስጥ ያለ እያንዳንዱ አሃድ በአተሞች
የተሰራ ነው።
አብዛኞቹን የቁስ ባህሪያትን ለመረዳት ቁልፉ በአጽናፈ ዓለማችን ውስጥ ያለ እያንዳንዱ አሃድ በአተሞች የተሰራ ነው። በተፈጥሮ የተገኙ 92 የአተሞች ዓይነቶች አሉ, እና በዙሪያችን ያለውን ውስብስብ ዓለም ለመፍጠር ሞለኪውሎች, ውህዶች እና ሌሎች ንጥረ ነገሮች ይፈጥራሉ. “አተም” የሚለው ስም “አቶሞስ” ከሚለው የግሪክ ቃል የተገኘ ቢሆንም “የማይከፋፈል” ማለት ሲሆን የዘመናዊው ፊዚክስ ግን የቁስ አካል የመጨረሻ ህንጻ እንዳልሆነ እና በእርግጥም “የሚከፋፍል” የቁስ አካል መሆኑን ያሳያል። እነሱ መላውን ዓለም ያካተቱ እውነተኛ መሠረታዊ አካላት ናቸው።
