បន្ទុកស្នូល

ច្បាប់របស់ម៉ូសេលី។បន្ទុកអគ្គីសនីនៃស្នូលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រូតុងដែលបង្កើតសមាសភាពរបស់វា។ ចំនួនប្រូតុង Zហៅថាការចោទប្រកាន់របស់វា មានន័យថាតម្លៃដាច់ខាតនៃបន្ទុកនៃស្នូលគឺស្មើនឹង ហ្សេការចោទប្រកាន់នៃស្នូលគឺដូចគ្នានឹងលេខសៀរៀល Zធាតុនៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev ។ ជាលើកដំបូង ការចោទប្រកាន់នៃនុយក្លេអ៊ែរអាតូមិកត្រូវបានកំណត់ដោយរូបវិទូជនជាតិអង់គ្លេស Moseley ក្នុងឆ្នាំ 1913 ។ ដោយវាស់ប្រវែងរលកជាមួយគ្រីស្តាល់ λ លក្ខណៈនៃវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីអ៊ិចសម្រាប់អាតូមនៃធាតុមួយចំនួន Moseley បានរកឃើញការផ្លាស់ប្តូរជាទៀងទាត់នៅក្នុងប្រវែងរលក λ សម្រាប់ធាតុបន្តបន្ទាប់គ្នានៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់ (រូបភាព 2.1)។ Moseley បានបកស្រាយការសង្កេតនេះថាជាការពឹងផ្អែក λ ពីអថេរអាតូមិចខ្លះ Zផ្លាស់ប្តូរដោយមួយពីធាតុមួយទៅធាតុមួយ និងស្មើនឹងមួយសម្រាប់អ៊ីដ្រូសែន៖

កន្លែងណានិងថេរ។ ពីការពិសោធន៍លើការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃកាំរស្មី X ដោយអេឡិចត្រុងអាតូមិក និង α - ភាគល្អិតដោយស្នូលអាតូម វាត្រូវបានគេដឹងរួចហើយថាបន្ទុកនៃស្នូលគឺប្រហែលស្មើនឹងពាក់កណ្តាលនៃម៉ាស់អាតូម ហើយដូច្នេះវាគឺជិតនឹងចំនួនធម្មតានៃធាតុ។ ចាប់តាំងពីការបំភាយវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីអ៊ិចលក្ខណៈគឺជាផលវិបាកនៃដំណើរការអគ្គិសនីនៅក្នុងអាតូម លោក Moseley បានសន្និដ្ឋានថាថេរអាតូមដែលបានរកឃើញនៅក្នុងការពិសោធន៍របស់គាត់ ដែលកំណត់ប្រវែងរលកនៃវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីអ៊ិចលក្ខណៈ និងស្របគ្នាជាមួយនឹងលេខស៊េរីនៃធាតុ។ វាអាចគ្រាន់តែជាបន្ទុកនៃស្នូលអាតូម (ច្បាប់របស់ Moseley) ។

អង្ករ។ ២.១. កាំរស្មីអ៊ិចនៃអាតូមនៃធាតុជិតខាងដែលទទួលបានដោយ Moseley

ការវាស់ប្រវែងរលកកាំរស្មីអ៊ិចត្រូវបានអនុវត្តដោយភាពជាក់លាក់ដ៏អស្ចារ្យ ដូច្នេះហើយនៅលើមូលដ្ឋាននៃច្បាប់របស់ Moseley កម្មសិទ្ធិរបស់អាតូមទៅនឹងធាតុគីមីត្រូវបានបង្កើតឡើងយ៉ាងជឿជាក់។ ទោះជាយ៉ាងណា, ការពិតដែលថាថេរ Zនៅក្នុងសមីការចុងក្រោយគឺការចោទប្រកាន់នៃស្នូល បើទោះបីជាវាត្រូវបានរាប់ជាសុចរិតដោយការពិសោធន៍ដោយប្រយោលក៏ដោយ ទីបំផុតវាស្ថិតនៅលើ postulate - ច្បាប់របស់ Moseley ។ ដូច្នេះហើយ បន្ទាប់ពីការរកឃើញរបស់ Moseley ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលត្រូវបានវាស់វែងម្តងហើយម្តងទៀតនៅក្នុងការពិសោធន៍ខ្ចាត់ខ្ចាយ។ α - ភាគល្អិតផ្អែកលើច្បាប់របស់ Coulomb ។ នៅឆ្នាំ 1920 លោក Chadwig បានកែលម្អវិធីសាស្រ្តសម្រាប់វាស់សមាមាត្រនៃការខ្ចាត់ខ្ចាយ α - ភាគល្អិត និងបានទទួលការចោទប្រកាន់នៃស្នូលនៃអាតូមនៃទង់ដែង ប្រាក់ និងប្លាទីន (សូមមើលតារាង 2.1) ។ ទិន្នន័យរបស់ Chadwig ទុកឱ្យមានការសង្ស័យអំពីសុពលភាពនៃច្បាប់របស់ Moseley ។ បន្ថែមពីលើធាតុដែលបានចង្អុលបង្ហាញ ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលនៃម៉ាញេស្យូម អាលុយមីញ៉ូម អាហ្គុន និងមាសក៏ត្រូវបានកំណត់នៅក្នុងការពិសោធន៍ផងដែរ។

តារាង 2.1 ។ លទ្ធផលនៃការពិសោធន៍របស់ Chadwick

និយមន័យ។បន្ទាប់ពីការរកឃើញរបស់ Moseley វាច្បាស់ណាស់ថាលក្ខណៈសំខាន់នៃអាតូមមួយគឺបន្ទុកនៃស្នូល ហើយមិនមែនជាម៉ាស់អាតូមរបស់វា ដូចដែលអ្នកគីមីវិទ្យានៃសតវត្សទី 19 បានសន្មត់នោះទេ ពីព្រោះការចោទប្រកាន់នៃស្នូលកំណត់ចំនួនអេឡិចត្រុងអាតូម ដូច្នេះហើយ លក្ខណៈគីមីនៃអាតូម។ ហេតុផលសម្រាប់ភាពខុសគ្នារវាងអាតូមនៃធាតុគីមីគឺច្បាស់ណាស់ថាស្នូលរបស់ពួកគេមានចំនួនប្រូតុងខុសគ្នានៅក្នុងសមាសភាពរបស់វា។ ផ្ទុយទៅវិញ ចំនួននឺត្រុងផ្សេងគ្នានៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមដែលមានចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា មិនផ្លាស់ប្តូរលក្ខណៈគីមីនៃអាតូមតាមវិធីណាមួយឡើយ។ អាតូមដែលខុសគ្នាតែនៅក្នុងចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលរបស់វាត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូតូបធាតុគីមី។

អាតូមគឺជាភាគល្អិតតូចបំផុតនៃធាតុគីមីដែលរក្សានូវលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់វាទាំងអស់។ អាតូមមួយមានស្នូលដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមាន និងអេឡិចត្រុងអវិជ្ជមាន។ ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលនៃធាតុគីមីណាមួយគឺស្មើនឹងផលិតផលនៃ Z ដោយ e ដែល Z គឺជាលេខស៊េរីនៃធាតុនេះនៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី e គឺជាតម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គីសនីបឋម។

អេឡិចត្រុង- នេះគឺជាភាគល្អិតតូចបំផុតនៃសារធាតុដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីអវិជ្ជមាន e=1.6·10 -19 coulombs យកជាបន្ទុកអគ្គីសនីបឋម។ អេឡិចត្រុងដែលបង្វិលជុំវិញស្នូល មានទីតាំងនៅលើសំបកអេឡិចត្រុង K, L, M ជាដើម K គឺជាសំបកដែលនៅជិតបំផុតទៅនឹងស្នូល។ ទំហំនៃអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយទំហំនៃសែលអេឡិចត្រុងរបស់វា។ អាតូមអាចបាត់បង់អេឡិចត្រុង ហើយក្លាយជាអ៊ីយ៉ុងវិជ្ជមាន ឬទទួលបានអេឡិចត្រុង ហើយក្លាយជាអ៊ីយ៉ុងអវិជ្ជមាន។ បន្ទុកនៃអ៊ីយ៉ុងកំណត់ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលបាត់បង់ ឬទទួលបាន។ ដំណើរការនៃការបំលែងអាតូមអព្យាក្រឹតទៅជាអ៊ីយ៉ុងដែលមានបន្ទុកត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីយ៉ូដ។

ស្នូលអាតូមិច(ផ្នែកកណ្តាលនៃអាតូម) មានភាគល្អិតនុយក្លេអ៊ែរបឋម - ប្រូតុង និងនឺត្រុង។ កាំនៃស្នូលគឺប្រហែលមួយរយពាន់ដងតូចជាងកាំនៃអាតូម។ ដង់ស៊ីតេនៃស្នូលអាតូមគឺខ្ពស់ណាស់។ ប្រូតុង- ទាំងនេះគឺជាភាគល្អិតបឋមដែលមានស្ថេរភាពដែលមានបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន និងម៉ាស់ 1836 ដងធំជាងម៉ាស់អេឡិចត្រុង។ ប្រូតុងគឺជាស្នូលនៃធាតុស្រាលបំផុត អ៊ីដ្រូសែន។ ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលគឺ Z ។ នឺត្រុងគឺជាភាគល្អិតបឋមអព្យាក្រឹត (មិនមានបន្ទុកអគ្គីសនី) ដែលមានម៉ាស់ជិតនឹងម៉ាស់ប្រូតុង។ ដោយសារម៉ាស់នៃស្នូលគឺជាផលបូកនៃម៉ាស់ប្រូតុង និងនឺត្រុង ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលនៃអាតូមគឺ A - Z ដែល A ជាចំនួនម៉ាស់នៃអ៊ីសូតូបដែលបានផ្តល់ឱ្យ (សូមមើល) ។ ប្រូតុង និងនឺត្រុង ដែលបង្កើតជាស្នូលត្រូវបានគេហៅថា នុយក្លេអុង។ នៅក្នុងស្នូល នុយក្លេអុងត្រូវបានចងភ្ជាប់ដោយកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរពិសេស។

ស្នូលអាតូមិកមានឃ្លាំងផ្ទុកថាមពលដ៏ធំ ដែលត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ។ ប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរកើតឡើងនៅពេលដែលស្នូលអាតូមមានអន្តរកម្មជាមួយភាគល្អិតបឋម ឬជាមួយស្នូលនៃធាតុផ្សេងទៀត។ ជាលទ្ធផលនៃប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរ នុយក្លេអ៊ែរថ្មីត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ជាឧទាហរណ៍ នឺត្រុងអាចបំប្លែងទៅជាប្រូតុង។ ក្នុងករណីនេះ ភាគល្អិតបេតា ពោលគឺអេឡិចត្រុងមួយ ត្រូវបានច្រានចេញពីស្នូល។

ការផ្លាស់ប្តូរនៅក្នុងស្នូលនៃប្រូតុងទៅជានឺត្រុងអាចត្រូវបានអនុវត្តតាមពីរវិធី៖ ទាំងភាគល្អិតដែលមានម៉ាស់ស្មើនឹងម៉ាស់អេឡិចត្រុង ប៉ុន្តែជាមួយនឹងបន្ទុកវិជ្ជមានហៅថា positron (positron decay) ត្រូវបានបញ្ចេញចេញពី ស្នូល ឬស្នូលចាប់យកអេឡិចត្រុងមួយពីសែល K ដែលនៅជិតបំផុត (K -capture) ។

ជួនកាលស្នូលដែលបានបង្កើតឡើងមានថាមពលលើស (វាស្ថិតនៅក្នុងស្ថានភាពរំភើប) ហើយការចូលទៅក្នុងស្ថានភាពធម្មតាបញ្ចេញថាមពលលើសនៅក្នុងទម្រង់នៃវិទ្យុសកម្មអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចជាមួយនឹងរលកខ្លីបំផុត - ។ ថាមពលដែលបានបញ្ចេញកំឡុងពេលមានប្រតិកម្មនុយក្លេអ៊ែរគឺត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងជាក់ស្តែងនៅក្នុងឧស្សាហកម្មផ្សេងៗ។

អាតូម (អាតូមក្រិក - មិនអាចបំបែកបាន) គឺជាភាគល្អិតតូចបំផុតនៃធាតុគីមីដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិគីមីរបស់វា។ ធាតុនីមួយៗត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រភេទអាតូមមួយចំនួន។ រចនាសម្ព័ននៃអាតូមរួមមានខឺណែលដែលផ្ទុកបន្ទុកអគ្គិសនីវិជ្ជមាន និងអេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកអវិជ្ជមាន (សូមមើល) បង្កើតជាសំបកអេឡិចត្រូនិចរបស់វា។ តម្លៃនៃបន្ទុកអគ្គីសនីនៃស្នូលគឺស្មើនឹង Z-e ដែល e ជាបន្ទុកអគ្គីសនីបឋម ស្មើនឹងទំហំនៃបន្ទុកអេឡិចត្រុង (4.8 10 -10 e.-st. units) ហើយ Z ជាចំនួនអាតូមិក នៃធាតុនេះនៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុគីមី (សូមមើល។ ) ដោយសារអាតូមដែលមិនមានអ៊ីយ៉ូដគឺអព្យាក្រឹត ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលរួមបញ្ចូលក្នុងវាក៏ស្មើនឹង Z។ សមាសធាតុនៃស្នូល (សូមមើល។ នុយក្លេអ៊ែរអាតូម) រួមមាន នុយក្លេអុង ភាគល្អិតបឋមដែលមានម៉ាស់ប្រហែល 1840 ដងច្រើនជាងម៉ាស់ អេឡិចត្រុង (ស្មើនឹង 9.1 10 - 28 ក្រាម) ប្រូតុង (សូមមើល) បន្ទុកវិជ្ជមាន និងនឺត្រុងមិនសាក (សូមមើល)។ ចំនួននុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុងស្នូលត្រូវបានគេហៅថា លេខម៉ាស់ ហើយត្រូវបានតាងដោយអក្សរ A. ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូលដែលស្មើនឹង Z កំណត់ចំនួនអេឡិចត្រុងដែលចូលក្នុងអាតូម រចនាសម្ព័ន្ធនៃសំបកអេឡិចត្រុង និងគីមី។ លក្ខណៈសម្បត្តិនៃអាតូម។ ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលគឺ A-Z ។ អ៊ីសូតូបត្រូវបានគេហៅថាពូជនៃធាតុដូចគ្នា អាតូមដែលខុសគ្នាពីគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងចំនួនម៉ាស់ A ប៉ុន្តែមាន Z ដូចគ្នា។ ចំនួនប្រូតុងដូចគ្នា។ នៅពេលកំណត់អ៊ីសូតូប លេខម៉ាស់ A ត្រូវបានសរសេរនៅផ្នែកខាងលើនៃនិមិត្តសញ្ញាធាតុ និងលេខអាតូមនៅខាងក្រោម។ ឧទាហរណ៍ អ៊ីសូតូបនៃអុកស៊ីសែនត្រូវបានតំណាង៖

វិមាត្រនៃអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយវិមាត្រនៃសែលអេឡិចត្រុងហើយសម្រាប់ Z ទាំងអស់គឺប្រហែល 10 -8 សង់ទីម៉ែត្រ។ ចាប់តាំងពីម៉ាស់អេឡិចត្រុងទាំងអស់នៃអាតូមគឺតិចជាងម៉ាស់នៃស្នូលជាច្រើនពាន់ដង ម៉ាស់។ អាតូមគឺសមាមាត្រទៅនឹងចំនួនម៉ាស់។ ម៉ាស់ដែលទាក់ទងនៃអាតូមនៃអ៊ីសូតូបដែលបានផ្តល់ឱ្យត្រូវបានកំណត់ទាក់ទងទៅនឹងម៉ាស់អាតូមនៃអ៊ីសូតូបកាបូន C 12 ដែលយកជា 12 ឯកតា ហើយត្រូវបានគេហៅថាម៉ាស់អ៊ីសូតូប។ វាប្រែថាជិតនឹងចំនួនម៉ាស់នៃអ៊ីសូតូបដែលត្រូវគ្នា។ ទម្ងន់ដែលទាក់ទងនៃអាតូមនៃធាតុគីមីគឺជាមធ្យម (គិតគូរពីភាពសម្បូរបែបដែលទាក់ទងនៃអ៊ីសូតូបនៃធាតុដែលបានផ្តល់ឱ្យ) តម្លៃនៃទម្ងន់អ៊ីសូតូប ហើយត្រូវបានគេហៅថាទម្ងន់អាតូមិក (ម៉ាស់)។

អាតូមគឺជាប្រព័ន្ធមីក្រូទស្សន៍មួយ ហើយរចនាសម្ព័ន្ធ និងលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាអាចត្រូវបានពន្យល់បានតែដោយមានជំនួយពីទ្រឹស្ដី quantum ដែលត្រូវបានបង្កើតឡើងជាចម្បងនៅក្នុងទសវត្សរ៍ទី 20 នៃសតវត្សទី 20 ហើយមានបំណងពិពណ៌នាអំពីបាតុភូតនៅលើមាត្រដ្ឋានអាតូមិច។ ការពិសោធន៍បានបង្ហាញថា មីក្រូភាគល្អិត - អេឡិចត្រុង ប្រូតុង អាតូម។ នៅក្នុងទ្រឹស្ដីកង់ទិច វាលរលកជាក់លាក់ដែលកំណត់ដោយមុខងាររលក (Ψ-function) ត្រូវបានប្រើដើម្បីពិពណ៌នាអំពីស្ថានភាពនៃវត្ថុមីក្រូ។ មុខងារនេះកំណត់ប្រូបាប៊ីលីតេនៃស្ថានភាពដែលអាចកើតមាននៃវត្ថុមីក្រូ ពោលគឺវាកំណត់លក្ខណៈលទ្ធភាពដែលអាចកើតមានសម្រាប់ការបង្ហាញលក្ខណៈសម្បត្តិរបស់វាមួយ ឬមួយផ្សេងទៀត។ ច្បាប់នៃបំរែបំរួលនៃអនុគមន៍Ψក្នុងលំហ និងពេលវេលា (សមីការ Schrödinger) ដែលធ្វើឱ្យវាអាចរកឃើញមុខងារនេះ ដើរតួនាទីដូចគ្នានៅក្នុងទ្រឹស្ដីកង់ទិច ដូចនឹងច្បាប់ចលនារបស់ញូតុនក្នុងមេកានិចបុរាណ។ ដំណោះស្រាយនៃសមីការ Schrödinger នៅក្នុងករណីជាច្រើននាំទៅរកស្ថានភាពដែលអាចធ្វើបានដាច់ដោយឡែកនៃប្រព័ន្ធ។ ដូច្នេះ ជាឧទាហរណ៍ ក្នុងករណីអាតូម ស៊េរីនៃមុខងាររលកសម្រាប់អេឡិចត្រុងត្រូវបានទទួលដែលត្រូវគ្នានឹងតម្លៃថាមពលខុសគ្នា (បរិមាណ)។ ប្រព័ន្ធនៃកម្រិតថាមពលនៃអាតូម ដែលត្រូវបានគណនាដោយវិធីសាស្រ្តនៃទ្រឹស្តី quantum បានទទួលការបញ្ជាក់ដ៏អស្ចារ្យនៅក្នុង spectroscopy ។ ការផ្លាស់ប្តូរនៃអាតូមពីស្ថានភាពដីដែលត្រូវនឹងកម្រិតថាមពលទាបបំផុត E 0 ទៅរដ្ឋរំភើបណាមួយ E i កើតឡើងនៅពេលដែលផ្នែកជាក់លាក់នៃថាមពល E i - E 0 ត្រូវបានស្រូបយក។ អាតូម​រំភើប​មួយ​ចូល​ទៅ​ក្នុង​ស្ថានភាព​មិន​សូវ​រំភើប ឬ​ជា​ដី ដែល​ជា​ធម្មតា​មាន​ការ​បំភាយ​សារធាតុ​ហ្វូតុន។ ក្នុងករណីនេះ ថាមពលហ្វូតុន hv ស្មើនឹងភាពខុសគ្នារវាងថាមពលនៃអាតូមក្នុងស្ថានភាពពីរ៖ hv = E i - E k ដែល h ជាថេររបស់ Planck (6.62·10 -27 erg·sec), v គឺជាប្រេកង់ នៃពន្លឺ។

បន្ថែមពីលើវិសាលគមអាតូម ទ្រឹស្ដីកង់ទិចបានធ្វើឱ្យវាអាចពន្យល់ពីលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀតនៃអាតូម។ ជាពិសេស valency ធម្មជាតិនៃចំណងគីមី និងរចនាសម្ព័ន្ធនៃម៉ូលេគុលត្រូវបានពន្យល់ ហើយទ្រឹស្តីនៃប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់នៃធាតុត្រូវបានបង្កើតឡើង។

បន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរ () កំណត់ទីតាំងនៃធាតុគីមីនៅក្នុងតារាង D.I. ម៉ែនដេឡេវ។ លេខ Z គឺជាចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូល។ Cl គឺជាបន្ទុករបស់ប្រូតុង ដែលមានទំហំស្មើនឹងបន្ទុករបស់អេឡិចត្រុង។

យើងបញ្ជាក់ម្តងទៀតថា ការចោទប្រកាន់នុយក្លេអ៊ែរកំណត់ចំនួននៃការចោទប្រកាន់បឋមវិជ្ជមានដែលផ្ទុកដោយប្រូតុង។ ហើយចាប់តាំងពីអាតូមជាទូទៅជាប្រព័ន្ធអព្យាក្រឹត បន្ទុកនៃស្នូលក៏កំណត់ចំនួនអេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមផងដែរ។ ហើយយើងចងចាំថាអេឡិចត្រុងមានបន្ទុកបឋមអវិជ្ជមាន។ អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយត្រូវបានចែកចាយលើសំបកថាមពល និងស្រទាប់រងអាស្រ័យលើចំនួនរបស់វា ដូច្នេះបន្ទុកនៃស្នូលមានឥទ្ធិពលយ៉ាងសំខាន់លើការចែកចាយអេឡិចត្រុងលើរដ្ឋរបស់វា។ លក្ខណៈគីមីនៃអាតូមមួយអាស្រ័យទៅលើចំនួនអេឡិចត្រុងនៅកម្រិតថាមពលចុងក្រោយ។ វាប្រែថាការចោទប្រកាន់នៃស្នូលកំណត់លក្ខណៈគីមីនៃសារធាតុ។

ឥឡូវនេះវាជាទម្លាប់ក្នុងការសម្គាល់ធាតុគីមីផ្សេងៗដូចខាងក្រោម៖ ដែល X គឺជានិមិត្តសញ្ញានៃធាតុគីមីនៅក្នុងតារាងតាមកាលកំណត់ ដែលត្រូវនឹងបន្ទុក។

ធាតុដែលមាន Z ដូចគ្នា ប៉ុន្តែម៉ាស់អាតូមខុសគ្នា (A) (ដែលមានន័យថា នឺត្រុងមានប្រូតុងដូចគ្នា ប៉ុន្តែចំនួននឺត្រុងខុសគ្នា) ត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូតូប។ ដូច្នេះអ៊ីដ្រូសែនមានអ៊ីសូតូបពីរ: 1 1 H-អ៊ីដ្រូសែន; 2 1 H-deuterium; 3 1 H-tritium

មានអ៊ីសូតូបដែលមានស្ថេរភាពនិងមិនស្ថិតស្ថេរ។

នុយក្លេអ៊ែរ​ដែល​មាន​ម៉ាស់​ដូចគ្នា ប៉ុន្តែ​ការ​ចោទប្រកាន់​ខុស​គ្នា​ត្រូវ​បាន​គេ​ហៅ​ថា isobars ។ Isobars ត្រូវបានរកឃើញជាចម្បងក្នុងចំណោមស្នូលធ្ងន់ និងជាគូ ឬ triads ។ ឧទាហរណ៍ និង។

ការវាស់វែងដោយប្រយោលដំបូងនៃបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរត្រូវបានធ្វើឡើងដោយ Moseley ក្នុងឆ្នាំ 1913 ។ គាត់បានបង្កើតទំនាក់ទំនងរវាងប្រេកង់នៃវិទ្យុសកម្មកាំរស្មីអ៊ិចលក្ខណៈ () និងបន្ទុកនុយក្លេអ៊ែរ (Z):

ដែល C និង B គឺជាអថេរឯករាជ្យនៃធាតុសម្រាប់ស៊េរីនៃវិទ្យុសកម្មដែលកំពុងពិចារណា។

ការចោទប្រកាន់នៃស្នូលត្រូវបានកំណត់ដោយផ្ទាល់ដោយ Chadwick ក្នុងឆ្នាំ 1920 ខណៈពេលដែលកំពុងសិក្សាការខ្ចាត់ខ្ចាយនៃស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូមនៅលើខ្សែភាពយន្តដែក។

សមាសភាពស្នូល

ស្នូលនៃអាតូមអ៊ីដ្រូសែនត្រូវបានគេហៅថាប្រូតុង។ ម៉ាស់ប្រូតុងគឺ៖

ស្នូលត្រូវបានបង្កើតឡើងដោយប្រូតុង និងនឺត្រុង (ហៅជារួម នុយក្លេអុង)។ នឺត្រុង​ត្រូវ​បាន​គេ​រក​ឃើញ​នៅ​ឆ្នាំ 1932 ។ ម៉ាស់​នឺត្រុង​គឺ​ជិត​នឹង​ម៉ាស់​ប្រូតុង។ នឺត្រុងមិនមានបន្ទុកអគ្គីសនីទេ។

ផលបូកនៃចំនួនប្រូតុង (Z) និងចំនួននឺត្រុង (N) នៅក្នុងស្នូលត្រូវបានគេហៅថា ម៉ាស់ A:

ដោយសារម៉ាស់នៃនឺត្រុង និងប្រូតុងគឺនៅជិតគ្នា ពួកវានីមួយៗស្មើនឹងស្ទើរតែឯកតាម៉ាស់អាតូម។ ម៉ាស់អេឡិចត្រុងនៅក្នុងអាតូមមួយគឺតិចជាងម៉ាស់នៃស្នូល ដូច្នេះវាត្រូវបានគេជឿថាចំនួនម៉ាស់នៃស្នូលគឺប្រហែលស្មើនឹងម៉ាស់អាតូមដែលទាក់ទងនៃធាតុ ប្រសិនបើបង្គត់ទៅចំនួនគត់ជិតបំផុត។

ឧទាហរណ៍នៃការដោះស្រាយបញ្ហា

ឧទាហរណ៍ ១

លំហាត់ប្រាណ

នុយក្លេអ៊ែគឺជាប្រព័ន្ធដែលមានស្ថេរភាពខ្លាំង ដូច្នេះប្រូតុង និងនឺត្រុងត្រូវតែរក្សាទុកនៅខាងក្នុងស្នូលដោយប្រភេទនៃកម្លាំងមួយចំនួន។ តើអ្នកអាចនិយាយអ្វីខ្លះអំពីកម្លាំងទាំងនេះ?

ដំណោះស្រាយ

វាអាចត្រូវបានកត់សម្គាល់ភ្លាមៗថាកម្លាំងដែលចង nucleon មិនមែនជារបស់ទំនាញទំនាញទេដែលខ្សោយពេក។ ស្ថេរភាពនៃស្នូលមិនអាចពន្យល់បានដោយវត្តមានរបស់កម្លាំងអេឡិចត្រូម៉ាញ៉េទិចទេ ចាប់តាំងពីរវាងប្រូតុង ដែលជាភាគល្អិតដែលផ្ទុកបន្ទុកនៃសញ្ញាដូចគ្នានោះ មានតែការបញ្ឆេះអគ្គិសនីប៉ុណ្ណោះ។ នឺត្រុងគឺជាភាគល្អិតអព្យាក្រឹតអគ្គិសនី។ ប្រភេទនៃកម្លាំងពិសេសមួយធ្វើសកម្មភាពរវាងនុយក្លេអ៊ែរដែលត្រូវបានគេហៅថាកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរ។ កម្លាំងទាំងនេះគឺខ្លាំងជាងកម្លាំងអគ្គិសនីជិត 100 ដង។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរគឺជាកម្លាំងខ្លាំងបំផុតក្នុងចំណោមកម្លាំងដែលគេស្គាល់ទាំងអស់នៅក្នុងធម្មជាតិ។ អន្តរកម្មនៃភាគល្អិតនៅក្នុងស្នូលត្រូវបានគេហៅថាខ្លាំង។ លក្ខណៈពិសេសបន្ទាប់នៃកម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរគឺថាពួកគេមានរយៈចម្ងាយខ្លី។ កម្លាំងនុយក្លេអ៊ែរអាចកត់សម្គាល់បានតែនៅចម្ងាយនៃលំដាប់សង់ទីម៉ែត្រ ពោលគឺនៅចម្ងាយនៃទំហំនៃស្នូល។

ឧទាហរណ៍ ២

លំហាត់ប្រាណ

តើនៅចម្ងាយអប្បបរមាប៉ុន្មាន ស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូម ដែលមានថាមពលគីនីទិចស្មើនឹងការប៉ះទង្គិចក្បាល ចូលទៅជិតស្នូលគ្មានចលនានៃអាតូមនាំមុខ?

ដំណោះស្រាយ

តោះធ្វើគំនូរ។ ពិចារណាចលនានៃស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូម (-ភាគល្អិត) នៅក្នុងវាលអេឡិចត្រូស្ទិក ដែលបង្កើតជាស្នូលគ្មានចលនានៃអាតូមនាំមុខ។ - ភាគល្អិតផ្លាស់ទីឆ្ពោះទៅរកស្នូលនៃអាតូមនាំមុខដោយល្បឿនថយចុះដល់សូន្យ ចាប់តាំងពីកម្លាំងច្រានចោលធ្វើសកម្មភាពរវាងភាគល្អិតដែលមានបន្ទុកដូចគ្នា។ ថាមពល kinetic ដែលភាគល្អិតមាននឹងប្រែទៅជាថាមពលសក្តានុពលនៃអន្តរកម្ម - ភាគល្អិតនិងវាល () ដែលបង្កើតស្នូលនៃអាតូមនាំមុខ: យើងបង្ហាញពីថាមពលសក្តានុពលនៃភាគល្អិតនៅក្នុងវាលអេឡិចត្រូស្ទិកដូចជា៖ តើបន្ទុកនៃស្នូលនៃអាតូមអេលីយ៉ូមនៅឯណា? - អាំងតង់ស៊ីតេនៃវាលអេឡិចត្រូស្ទិចដែលបង្កើតស្នូលនៃអាតូមនាំមុខ។ ពី (2.1) - (2.3) យើងទទួលបាន:

ការស៊ើបអង្កេតការឆ្លងកាត់នៃភាគល្អិត α តាមរយៈបន្ទះមាសស្តើង (សូមមើលផ្នែកទី 6.2) E. Rutherford បានសន្និដ្ឋានថាអាតូមមួយមានស្នូល និងអេឡិចត្រុងដែលមានបន្ទុកវិជ្ជមានយ៉ាងធ្ងន់ជុំវិញវា។

ស្នូល ហៅថាចំណុចកណ្តាលនៃអាតូម,ដែលម៉ាស់ស្ទើរតែទាំងអស់នៃអាតូម និងបន្ទុកវិជ្ជមានរបស់វាត្រូវបានប្រមូលផ្តុំ.

អេ សមាសភាពនៃស្នូលអាតូមិច រួមបញ្ចូលទាំងភាគល្អិតបឋម : ប្រូតុង និង នឺត្រុង (នុយក្លេអុង មកពីពាក្យឡាតាំង ស្នូល- ស្នូល) គំរូប្រូតុង-នឺត្រុងនៃស្នូលបែបនេះត្រូវបានស្នើឡើងដោយរូបវិទូសូវៀតក្នុងឆ្នាំ 1932 D.D. Ivanenko ។ ប្រូតុងមានបន្ទុកវិជ្ជមាន e + = 1.06 10 -19 C និងម៉ាស់នៅសល់ m ទំ\u003d 1.673 10 -27 គីឡូក្រាម \u003d 1836 ខ្ញុំ. នឺត្រុង ( ន) គឺជាភាគល្អិតអព្យាក្រឹតដែលមានម៉ាសនៅសល់ m n= 1.675 10 -27 គីឡូក្រាម = 1839 ខ្ញុំ(កន្លែងដែលម៉ាស់អេឡិចត្រុង ខ្ញុំ, គឺស្មើនឹង 0.91 10 -31 គីឡូក្រាម) ។ នៅលើរូបភព។ 9.1 បង្ហាញពីរចនាសម្ព័ន្ធនៃអាតូមអេលីយ៉ូមយោងទៅតាមគំនិតនៃចុងសតវត្សទី XX - ដើមសតវត្សទី XXI ។

បន្ទុកស្នូល ស្មើ ហ្សេកន្លែងណា អ៊ីគឺជាបន្ទុករបស់ប្រូតុង Z- លេខគិតថ្លៃស្មើនឹង លេខ​សម្គាល់ធាតុគីមីនៅក្នុងប្រព័ន្ធតាមកាលកំណត់របស់ Mendeleev នៃធាតុ, i.e. ចំនួនប្រូតុងនៅក្នុងស្នូល។ ចំនួននឺត្រុងនៅក្នុងស្នូលមួយត្រូវបានសម្គាល់ ន. ជាធម្មតា Z > ន.

នុយក្លេអ៊ែរជាមួយ Z= 1 ទៅ Z = 107 – 118.

ចំនួនស្នូលនៅក្នុងស្នូល ក = Z + នបានហៅ លេខម៉ាស . nuclei ជាមួយដូចគ្នា។ Zប៉ុន្តែខុសគ្នា ប៉ុន្តែបានហៅ អ៊ីសូតូប. ខឺណែល, ដែល, នៅដូចគ្នា។ កមានភាពខុសគ្នា Z, ត្រូវបានគេហៅថា អ៊ីសូបា.

ស្នូលត្រូវបានតាងដោយនិមិត្តសញ្ញាដូចគ្នានឹងអាតូមអព្យាក្រឹត ដែលជាកន្លែងដែល Xគឺជានិមិត្តសញ្ញាសម្រាប់ធាតុគីមី។ ឧទាហរណ៍ៈ អ៊ីដ្រូសែន Z= 1 មានអ៊ីសូតូបបី៖ – ប្រូទីយ៉ូម ( Z = 1, ន= 0), គឺ deuterium ( Z = 1, ន= 1), – tritium ( Z = 1, ន= 2) សំណប៉ាហាំងមាន 10 អ៊ីសូតូប ហើយដូច្នេះនៅលើ។ ភាគច្រើននៃអ៊ីសូតូបនៃធាតុគីមីដូចគ្នា មានគីមីដូចគ្នា និងលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តស្រដៀងគ្នា។ សរុបមក អ៊ីសូតូបដែលមានស្ថេរភាពប្រហែល ៣០០ និងច្រើនជាង ២០០០ ដែលទទួលបានពីធម្មជាតិ និងសិប្បនិម្មិតត្រូវបានគេស្គាល់។ អ៊ីសូតូបវិទ្យុសកម្ម.

ទំហំនៃស្នូលត្រូវបានកំណត់លក្ខណៈដោយកាំនៃស្នូលដែលមានអត្ថន័យតាមលក្ខខណ្ឌដោយសារតែការធ្វើឱ្យព្រិលនៃព្រំដែនស្នូល។ សូម្បីតែ E. Rutherford ដែលវិភាគការពិសោធន៍របស់គាត់បានបង្ហាញថាទំហំនៃស្នូលគឺប្រហែល 10-15 ម៉ែត្រ (ទំហំនៃអាតូមគឺ 10-10 ម៉ែត្រ) ។ មានរូបមន្តជាក់ស្តែងសម្រាប់គណនាកាំស្នូល៖

,

(9.1.1)

កន្លែងណា រ 0 = (1.3 - 1.7) 10 -15 m. ពីនេះគេអាចមើលឃើញថាបរិមាណនៃស្នូលគឺសមាមាត្រទៅនឹងចំនួននៃ nucleon ។

ដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុនុយក្លេអ៊ែរគឺស្ថិតនៅលើលំដាប់ 10 17 គីឡូក្រាម / ម 3 និងថេរសម្រាប់ស្នូលទាំងអស់។ វាលើសពីដង់ស៊ីតេនៃសារធាតុធម្មតាដ៏ក្រាស់បំផុត។

ប្រូតុងនិងនឺត្រុងគឺ fermions, ដោយសារតែ មានបង្វិល ħ /2.

ស្នូលនៃអាតូមមួយមាន សន្ទុះមុំផ្ទាល់ខ្លួន – ការបង្វិលនុយក្លេអ៊ែរ :

,

(9.1.2)

កន្លែងណា ខ្ញុំ – ខាងក្នុង(ពេញលេញ)បង្វិលលេខ Quantum ។

ចំនួន ខ្ញុំទទួលយកតម្លៃចំនួនគត់ ឬពាក់កណ្តាលចំនួនគត់ 0, 1/2, 1, 3/2, 2 ។ល។ ខឺណែលជាមួយ សូម្បីតែ ប៉ុន្តែមាន បង្វិលចំនួនគត់(ជាឯកតា ħ និងគោរពតាមស្ថិតិ បូស–អែងស្តែង(បូសុន) ខឺណែលជាមួយ សេស ប៉ុន្តែមាន ការបង្វិលពាក់កណ្តាលចំនួនគត់(ជាឯកតា ħ និងគោរពតាមស្ថិតិ ហ្វឺមី–ឌីរ៉ាក(ទាំងនោះ។ nuclei គឺជា fermion).

ភាគល្អិតនុយក្លេអ៊ែរមានពេលម៉ាញេទិកផ្ទាល់ខ្លួនរបស់ពួកគេ ដែលកំណត់ពេលម៉ាញេទិកនៃស្នូលទាំងមូល។ ឯកតាសម្រាប់វាស់គ្រាម៉ាញេទិកនៃស្នូលគឺ មេដែកនុយក្លេអ៊ែរ មីក្រូពុល៖

.

(9.1.3)

នៅទីនេះ អ៊ីគឺជាតម្លៃដាច់ខាតនៃបន្ទុកអេឡិចត្រុង m ទំគឺជាម៉ាសនៃប្រូតុង។

មេដែកនុយក្លេអ៊ែរនៅក្នុង m ទំ/ខ្ញុំ= 1836.5 ដងតូចជាងមេដែក Bohr ដូច្នេះវាដូចខាងក្រោម លក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចនៃអាតូមត្រូវបានកំណត់ដោយលក្ខណៈសម្បត្តិម៉ាញ៉េទិចនៃអេឡិចត្រុងរបស់វា។ .

មានទំនាក់ទំនងរវាងការបង្វិលនៃស្នូល និងពេលម៉ាញ៉េទិចរបស់វា៖

,

(9.1.4)

កន្លែងដែល γ ពុល - សមាមាត្រ gyromagnetic នុយក្លេអ៊ែរ.

នឺត្រុងមានពេលម៉ាញ៉េទិចអវិជ្ជមានμ ន≈ – ជាតិពុល 1.913μ ពីព្រោះទិសដៅនៃការបង្វិលនឺត្រុង និងពេលម៉ាញេទិករបស់វាផ្ទុយគ្នា។ ពេលម៉ាញ៉េទិចនៃប្រូតុងគឺវិជ្ជមាននិងស្មើនឹងμ រ≈ 2.793μ សារធាតុពុល។ ទិសដៅរបស់វាស្របគ្នានឹងទិសដៅនៃការបង្វិលប្រូតុង។

ការចែកចាយបន្ទុកអគ្គិសនីនៃប្រូតុងលើស្នូល ជាទូទៅគឺមិនស្មើគ្នា។ រង្វាស់នៃគម្លាតនៃការចែកចាយនេះពីស៊ីមេទ្រីស្វ៊ែរគឺ ពេលអគ្គិសនី quadrupole នៃស្នូល សំណួរ. ប្រសិនបើដង់ស៊ីតេបន្ទុកត្រូវបានសន្មត់ថាដូចគ្នានៅគ្រប់ទីកន្លែង សំណួរកំណត់ដោយរូបរាងនៃស្នូលប៉ុណ្ណោះ។ ដូច្នេះសម្រាប់ ellipsoid នៃបដិវត្តន៍

,

(9.1.5)

កន្លែងណា ខគឺជា semiaxis នៃ ellipsoid តាមទិសបង្វិល ក- អ័ក្សក្នុងទិសដៅកាត់កែង។ សម្រាប់ស្នូលដែលលាតសន្ធឹងតាមទិសដៅនៃការបង្វិល។ ខ > កនិង សំណួរ> 0. សម្រាប់ nucleus oblate ក្នុងទិសដៅនេះ ខ < កនិង សំណួរ < 0. Для сферического распределения заряда в ядре ខ = កនិង សំណួរ= 0. នេះជាការពិតសម្រាប់ស្នូលដែលមានវិលស្មើនឹង 0 ឬ ħ /2.

ដើម្បីមើលការបង្ហាញ សូមចុចលើតំណខ្ពស់ដែលសមស្រប៖