SEJARAH PERKEMBANGAN MODEL ATOM
Democritus, seorang bangsa Yunani yang mula-mula perkenalkan teori atom. Beliau menamakan zarah paling kecil sebagai ’atomos’ yang bermaksud tidak
boleh dipecah lagi
Model Atom Dalton
Beliau mengemukakan model atom yang mempunyai ciri-ciri seperti: Semua unsur dihasilkan daripada zarah atom yang tak boleh dibahagikan lagi, Unsur yang sama, ada atom yang sama, Atom yang mempunyai unsur berbeza boleh bercampur secara fizikalatau kimia, Tindak balas kimia berlaku bila atom menyatu, memisah atau disusun semula
Model Atom Thomson
Menyatakan bahawa atom berbentuk sfera Sfera ini ada cas positif atau proton dan cas negatif yang disebut elektron Elektron da proton terdapat secara bertaburan dalam sfera Atom unsur yang berlainan ada bil elektron dan bil proton yang berlainan Beliau berkata jisim elektron ialah 2000 kali ganda lebih ringan daripada atomhidrogen. R. Milikan kata jisim elektron ialah 1/1840 jisim proton
Model Atom Rutherford
Mengusulkan model atom seperti : Semua atom terdiri daripada satu nukleus yang dipadatkan dengan zarah yang dipanggil proton, Elektron pada atom bergerak mengelilingi nukleus, Nukleus bercas positif manakala elektron bercas negatif, Daya emparan elektron akan diseimbangkan oleh daya tarikan elektrostatik.
Dalam kajian yang dibuat iaitu eksperimen membedil kerajang emas, beliau dapati: Atom ada satu nukleus yang sangat kecil di tengah, Nukleus ini ada hampir semua jisim atom, kebanyakan ruang di dalam atom ialah ruang kosong, Atom mempunyai pusat yang bercas positif yang akan memantulkan zarah alfa yang bercas positif.
Model ini mempunyai kelemahan : Jisim atom yang dihitung dari model itu kurang daripada jisim atom sebenar
Model Atom Neils Bohr
Berpendapat bahawa elektron bergerak mengelilingi nukleus dalam orbit tertentu Setiap orbit ada jejari yang tetap
Model Atom Chadwick
Menjumpai satu zarah kecil yang lain dalam nukleus selain proton
Mendapati bahawa zarah ini hampir sama dengan proton, tapi zarah ini tidakbercas iaitu neutral dan namakannya neutron
Mengatakan bahawa semua nukleus ada neutron dan proton kecuali nukleus hidrogen yang ada proton sahaja.
ZARAH SUBATOM
Atom mempunyai 3 subatom iaitu neutron, proton dan elektron
Berikut merupakan video yang menerangkan lebih lanjut mengenai Proton, Elektron dan Neutron.
Sejarah AtomPosted on September 8, 2009
Sejarah Atom
Posted on September 8, 2009
Atom Labeled Large Atom sudah di temui pada masa Yunani kuno, iaitu pada lebih
kurang tahun 500 SM .pada masa ini pendapat Seorang ilmuan tentang Bentuk dan
sifat atom sudah mulai di perdebatkan yaitu oleh ilmuan yang bernama Leokipos d
Bentuk atom, padahal pendapat Leukipos dan Demokipos sudah berhubung ilmuan ini
tidak cukup terkenal, jadi yang menjadi patokan rakyat unutk atom adalah Aristo teles.
Pada Abad ke 19 ada lagi teori yang menyatakan bahwa atom adalah Sesuatu yang
kecil bentuknya bulat pejal ya seperti Bakso, teori ini sudah diakui oleh rakyat, dan
ilmuan ini disebut melalui nama Bapak Atom
Dan pada tahun1879 Seorang ilmuan yang bernama John Thompson, kali INI ilmuan ini
menyatakan bahwa atom mempunyai Zarah Zarah elektron (-) dan letaknya tersebar di
seluruh atom seperti Roti kismis.
Pada Abad Ke 20 Perenggan peneli dari berbagai negara sedang mencari kekurangan
Yang Didakwa oleh bapak Thompson, akhirnya Seorang ilmuan yang bernama Ertnest
Rutherford mempunyai teori Baru yaitu bahwa atom memiliki inti yang bermuatan posisif
yaitu proton (+).
Kemudian tahun 1933 Seorang ilmuan yang bernama James Chadwick memukan
Sesuatu yang Baru dari atom yaitu bahwa Atum juga memiliki Neutron atau yang tidak
bermuatan dan tempatnya di inti.
Kemudian Masyarakat tigaIPAdua tanya kalau (-) dan (+) berdekatan maka akan
terjadinya tarik menarik, akirnya Seorang ilmuan yang bernama Niels Bohr melalui
penelitianya ternya atom juga memiliki Kulit Kulit yang membatasi satu sama lain, Teori
ini adalah teori moderen yang digunakan sampai sekarang ini .
Atom
(Satu sejarah singkat pengetahuan atom)
Disusun oleh Jim Walker
Berasal: September 1988
Semakan terkini: Nov 2004
atom n. Satu unit jirim, unit terkecil unsur, yang terdiri daripada padat, nukleus pusat, bercas positif
yang dikelilingi oleh sistem elektron, sama nombor kepada bilangan proton nuklear, struktur
keseluruhan mempunyai diameter anggaran 10-8 sentimeter dan bersifat kekal tidak berbelah bahagi
dalam tindak balas kimia kecuali untuk pembuangan terhad, pemindahan, atau pertukaran elektron
tertentu.
Sejarah kajian sifat jirim atom menggambarkan proses berfikir yang berlaku di dalam falsafah dan
saintis kepala. Model yang mereka gunakan tidak memberi kefahaman yang mutlak atom tetapi hanya
satu cara pengabstrakan supaya mereka boleh membuat ramalan yang berguna tentang mereka.
Kaedah epistemologi bahawa saintis menggunakan menyediakan kami dengan cara yang terbaik yang
diketahui tiba di sains berguna dan pengetahuan fakta. Tiada kaedah lain masih belum terbukti sebagai
berjaya.
Pada mulanya
Sebenarnya, pemikiran tentang elektrik datang sebelum atom. Dalam kira-kira 600 B.C. Thales dari
Miletus mendapati bahawa sekeping ambar, selepas menggosok dengan bulu, menarik cebisan rambut
dan bulu dan lain-lain objek cahaya. Beliau mencadangkan bahawa ini berkuat kuasa misteri datang dari
ambar. Thales, bagaimanapun, tidak menyambung kuasa ini dengan mana-mana zarah atom.
Tidak sehingga sekitar 460 SM, seorang ahli falsafah Greek, Democritus, membangunkan idea atom.
Beliau bertanya soalan ini: Jika anda memecahkan sekeping perkara pada separuh, dan kemudian
memecahkan ia pada separuh lagi, berapa banyak rehat anda akan mempunyai untuk membuat
sebelum anda boleh memecahkan ia lagi? Democritus berpendapat bahawa ia berakhir pada masa
tertentu, sedikit terkecil mungkin perkara. Beliau menyeru perkara zarah asas, atom.
Malangnya, idea-idea atom Democritus tidak mempunyai kesan yang berkekalan pada ahli falsafah
Yunani yang lain, termasuk Aristotle. Malah, Aristotle menolak idea atom sebagai tidak bernilai. Orang
dianggap pendapat Aristotle sangat penting dan jika Aristotle berpendapat idea atom mempunyai
sebarang merit, maka kebanyakan orang lain fikir yang sama juga. (Primat mempunyai keupayaan
meniru besar.)
Selama lebih daripada 2000 tahun tiada siapa yang melakukan apa-apa untuk meneruskan
penerokaan bahawa Yunani telah mula menjadi sifat jirim. Tidak sehingga awal 1800-an tidak orang
bermula sekali lagi untuk mempersoalkan struktur jirim.
Pada 1800-an seorang ahli kimia Inggeris, John Dalton dilakukan eksperimen dengan pelbagai bahan
kimia yang menunjukkan bahawa perkara, sesungguhnya, seolah-olah terdiri daripada zarah asas lumpy
(atom). Walaupun beliau tidak tahu mengenai struktur mereka, dia tahu bahawa bukti menunjuk kepada
sesuatu yang asas.
Thomsons 'Rasin di Puding' model atom
Pada tahun 1897, ahli fizik Inggeris J.J. Thomson menemui elektron dan mencadangkan satu model
bagi struktur atom. Thomson tahu bahawa elektron mempunyai cas negatif dan fikir perkara itu mesti
mempunyai cas positif. Model beliau kelihatan seperti kismis terperangkap pada permukaan ketulan
puding.
Pada tahun 1900 Max Planck, seorang profesor fizik teori di Berlin menunjukkan bahawa apabila anda
bergetar atom yang cukup kuat, seperti apabila anda memanaskan objek sehingga ia bercahaya, anda
boleh mengukur tenaga hanya dalam unit-unit diskret. Beliau menyeru ini paket tenaga, Quanta.
Fizik pada masa itu berpendapat bahawa cahaya terdiri gelombang tetapi, menurut Albert Einstein,
Quanta berkelakuan seperti zarah diskret. Fizik panggil diskret zarah cahaya Einstein, "* foton."
Kesan fotoelektrik
Atom bukan sahaja memancarkan foton, tetapi mereka juga boleh menyerap mereka. Dalam tahun
1905, Albert Einstein menulis kertas pecah tanah yang menjelaskan bahawa penyerapan cahaya boleh
melepaskan elektron daripada atom, satu fenomena yang dipanggil "kesan fotoelektrik." Einstein
menerima Hadiah Nobel hanya untuk fizik pada tahun 1921 untuk kerja-kerja beliau mengenai kesan
fotoelektrik.
* Nota: Saya anachronistically menggunakan foton perkataan di sini. Sebenarnya, ahli fizik tidak
merujuk kepada Quanta cahaya sebagai foton sehingga selepas Gilbert N. Lewis mencadangkan nama
dalam artikel dalam Alam, Vol 118, Pt. 2, Disember 18, 1926.
Satu kontroversi dipanaskan berlaku selama bertahun-tahun untuk memutuskan sama ada cahaya
yang terdiri daripada gelombang atau zarah. Bukti-bukti yang muncul kuat untuk kedua-dua kes.
Kemudian, ahli fizik menunjukkan cahaya yang muncul sebagai sama ada seperti gelombang atau zarah
seperti (tetapi tidak pernah kedua-duanya pada masa yang sama) bergantung pada persediaan
eksperimen.
Zarah lain mendapat ditemui sekitar masa ini dipanggil sinar alfa. Zarah-zarah ini mempunyai cas
positif dan fizik menyangka bahawa mereka terdiri daripada bahagian-bahagian positif atom Thompson
(kini dikenali sebagai nukleus atom).
Pada tahun 1911, Ernest Rutherford fikir ia akan membuktikan menarik kepada atom membedil
dengan sinar alfa, memikirkan bahawa eksperimen ini boleh menyiasat dalam atom (jenis seperti
siasatan). Dia menggunakan Radium sebagai sumber zarah alfa dan shinned mereka ke atom dalam
kerajang emas. Di Sebalik kerajang duduk skrin pendarfluor yang dia dapat melihat kesan zarah alfa.
Keputusan eksperimen datang tidak diduga. Kebanyakan zarah alfa berjalan lancar melalui foil. Hanya
alfa sekali-sekala menyimpang mendadak dari jalan asal, kadang-kadang melantun lurus kembali dari
foil! Rutherford alasan bahawa mereka mesti mendapatkan bertaburan oleh bit kecil perkara yang
bercas positif. Kebanyakan ruang di sekitar pusat-pusat positif mempunyai apa-apa di dalamnya. Beliau
berpendapat bahawa elektron mesti wujud tempat dalam ruang ini kosong. Rutherford menyangka
bahawa elektron negatif mengorbit pusat positif dalam cara seperti sistem solar di mana planet
mengelilingi matahari.
Rutherford atom
Rutherford tahu bahawa atom terdiri daripada nukleus padat bercas positif, sekitar yang
mengedarkan elektron negatif pada jarak yang agak besar. Nukleus menduduki kurang daripada satu
ribu juta juta (10) jumlah atom, tetapi mengandungi hampir semua jisim atom. Jika atom mempunyai
saiz bumi, nukleus akan mempunyai saiz stadium bola sepak.
Tidak sehingga 1919 tidak Rutherford akhirnya mengenal pasti zarah nukleus sebagai caj diskret positif
perkara. Menggunakan zarah alfa sebagai peluru, Rutherford mengetuk nukleus hidrogen daripada atom
enam elemen: boron, fluorin, natrium, aluminium, fosforus, nitrogen. Beliau menamakan mereka
proton, dari bahasa Yunani untuk 'pertama', kerana mereka terdiri daripada blok bangunan pertama
yang dikenal pasti nukleus semua elemen. Beliau mendapati jisim proton pada 1836 kali sebagai besar
sebagai jisim elektron.
Tetapi ada muncul sesuatu yang sangat salah dengan model atom Rutherford. Teori elektrik dan
kemagnetan meramalkan bahawa caj yang bertentangan menarik antara satu sama lain dan elektron
secara beransur-ansur kehilangan tenaga dan lingkaran masuk. Selain itu, ahli fizik alasan bahawa atom
perlu mengeluarkan pelangi warna kerana mereka berbuat demikian. Tetapi eksperimen tidak dapat
mengesahkan pelangi ini.
Pada tahun 1912 fizik Denmark, Niels Bohr datang dengan teori yang mengatakan elektron
tidak lingkaran ke dalam nukleus dan datang dengan beberapa peraturan untuk apa yang
berlaku. (Ini memulakan satu pendekatan baru untuk sains kerana bagi peraturan kali pertama
terpaksa patut pemerhatian tanpa mengira bagaimana mereka bertentangan dengan teori-teori
masa.)
Bohr berkata, "Berikut adalah beberapa peraturan yang seolah-olah mustahil, tetapi mereka
menggambarkan cara atom beroperasi, jadi mari kita berpura-pura mereka betul dan
menggunakan mereka." Bohr datang dengan dua kaedah-kaedah yang bersetuju dengan
eksperimen:
PERATURAN 1: Elektron boleh mengelilingi hanya dibenarkan pada jarak tertentu dari
nukleus.
PERATURAN 2: Atom memancar tenaga apabila lompatan elektron dari orbit tenaga tinggi
ke orbit rendah tenaga. Juga, atom menyerap tenaga apabila elektron mendapat dirangsang
dari orbit rendah tenaga ke orbit yang tenaga tinggi.
Bohr atom untuk Hidrogen
Elektron boleh wujud hanya dalam satu orbit. (Rajah menunjukkan hanya lima orbit, tetapi
apa-apa bilangan orbit secara teori boleh wujud.)
Cahaya (foton) mengeluarkan setiap kali lompatan elektron dari satu orbit yang lain.
Melompat seolah-olah berlaku dengan serta-merta tanpa bergerak melalui trajektori.
Contoh di atas menunjukkan hanya dua kemungkinan daripada 2 Peraturan.
Menjelang 1920-an, eksperimen selanjutnya menunjukkan bahawa model Bohr atom mempunyai
beberapa masalah. Atom Bohr seolah-olah terlalu mudah untuk menggambarkan unsur-unsur yang lebih
berat. Malah ia hanya bekerja kira-kira dalam kes-kes ini. Garis spektrum tidak kelihatan betul apabila
medan magnet yang kuat mempengaruhi atom.
Bohr-Sommerfeld model atom
Bohr dan fizik Jerman, Arnold Sommerfeld berkembang model Bohr asal untuk menjelaskan
perbezaan-perbezaan. Menurut model Bohr-Sommerfeld, bukan sahaja elektron bergerak dalam orbit
tertentu tetapi orbit mempunyai bentuk yang berbeza dan orbit boleh sengetkan dalam kehadiran
medan magnet. Orbit boleh muncul bulat atau elips, dan mereka juga boleh swing dan berulang-alik
melalui nukleus dalam garis lurus.
Bentuk orbit dan pelbagai sudut medan magnet hanya boleh mempunyai bentuk tertentu, sama
seperti elektron dalam orbit yang tertentu. Sebagai contoh, orbit keempat dalam atom hidrogen boleh
mempunyai hanya tiga bentuk mungkin dan tujuh ciri-ciri mungkin. Negeri-negeri yang ditambah
membenarkan lebih banyak kemungkinan untuk garis spektral yang berlainan untuk muncul. Ini
membawa model atom perjanjian yang lebih dekat dengan data eksperimen.
Syarat-syarat negeri orbit mendapat diberikan nombor kuantum. Tiga buah negeri yang dibincangkan
setakat ini terdiri daripada: nombor orbit (n), bentuk orbit (l) dan kecondongan orbit (m).
Pada tahun 1924 seorang ahli fizik Austria, Wolfgang Pauli meramalkan bahawa elektron perlu
putaran (semacam teratas) ketika ia mengorbit di sekeliling nukleus. Elektron boleh berputar sama ada
dalam dua arah. Putaran ini terdiri daripada beberapa kuantum keempat: putaran elektron (s).
Prinsip Pengecualian Pauli
Pauli memberikan satu peraturan yang mengawal tingkah laku elektron di dalam atom yang bersetuju
dengan eksperimen. Jika elektron mempunyai satu set nombor kuantum tertentu, maka tiada elektron
dalam atom yang lain boleh mempunyai set yang sama nombor kuantum. Fizik panggil ini "prinsip
pengecualian Pauli." Ia menyediakan satu prinsip penting hingga ke hari ini dan telah pun hidup lebih
lama model Bohr-Sommerfeld bahawa Pauli direka untuk.
Pada tahun 1924, Perancis bernama Louis de Broglie fikir tentang zarah jirim. Beliau berpendapat
bahawa jika cahaya boleh wujud kerana kedua-dua zarah dan gelombang, mengapa tidak boleh zarah
atom juga berkelakuan seperti gelombang? Dalam beberapa persamaan yang diperolehi dari persamaan
Einstein terkenal, (E = mc2) dia menunjukkan apa gelombang perkara akan berkelakuan seperti jika
mereka wujud pada semua. (Eksperimen kemudian terbukti dia betul.)
Pada tahun 1926 fizik Austria, Erwin Schrödinger mempunyai idea yang menarik: Mengapa tidak pergi
sepanjang jalan dengan gelombang zarah dan cuba untuk membentuk satu model atom atas dasar itu?
Teori beliau bekerja semacam teori harmonik untuk rentetan biola kecuali bahawa getaran mengembara
dalam bulatan.
Dunia atom, sesungguhnya, mula muncul sangat pelik. Ia terbukti sukar untuk membentuk satu
gambaran yang tepat atom kerana tiada apa-apa jua dalam dunia kita benar-benar membandingkan
dengan ia.
Mekanik gelombang Schrödinger tidak mempersoalkan solek ombak tetapi dia terpaksa untuk
memanggil ia sesuatu supaya dia memberikannya simbol:
"Psi" simbol gelombang Schrödinger datang dari sistem tulisan Yunani.
Pada tahun 1926, seorang ahli fizik Jerman, Max Born mempunyai idea tentang 'psi'. Born fikir mereka
menyerupai gelombang peluang. Ini riak bergerak di sepanjang gelombang peluang, terdiri daripada
tempat-tempat di mana zarah mungkin berlaku dan tempat-tempat di mana tiada zarah berlaku.
Gelombang riak peluang sekitar dalam bulatan apabila zarah itu kelihatan seperti elektron dalam orbit
atom, dan mereka riak kembali dan sebagainya apabila orbit elektron pergi lurus melalui nukleus, dan
riak mereka bersama-sama dalam garis lurus apabila zarah bergerak bebas melalui atom ruang. Anda
boleh memikirkan mereka sebagai gelombang apabila perjalanan melalui ruang dan sebagai zarah
apabila mereka perjalanan dalam bulatan. Walau bagaimanapun, mereka tidak boleh wujud kerana
kedua-dua gelombang dan zarah pada masa yang sama.
Sejurus sebelum Schrödinger mencadangkan teori beliau, seorang ahli fizik Jerman Werner
Heisenberg, pada tahun 1925, mempunyai teori mekanik matriks sendiri dipanggil yang juga
menjelaskan tingkah laku daripada atom. Dua teori yang seolah-olah mempunyai satu set sekali berbeza
andaian lagi mereka berdua bekerja. Heisenberg berdasarkan teori beliau mengenai kuantiti matematik
dipanggil matriks yang sesuai dengan konsep elektron sebagai zarah manakala Schrödinger berdasarkan
teori beliau pada gelombang. Sebenarnya, keputusan kedua-dua teori muncul matematik yang sama.
Pada tahun 1927, Heisenberg merumuskan idea, yang bersetuju dengan ujian, bahawa eksperimen
tidak boleh mengukur kedudukan dan momentum zarah kuantum serentak. Saintis memanggil ini
"prinsip ketidakpastian Heisenberg." Ini bermakna bahawa sebagai salah satu langkah kepastian
kedudukan zarah, ketidakpastian dalam momentum mendapat sepadan yang lebih besar. Atau, dengan
ukuran momentum yang tepat, pengetahuan mengenai kedudukan zarah mendapat sepadan kurang.
Konsep visual atom kini muncul sebagai "awan" elektron yang mengelilingi nukleus. Awan terdiri peta
taburan kebarangkalian yang menentukan lokasi yang paling kemungkinan elektron. Sebagai contoh, jika
seseorang itu boleh mengambil ditembak snap lokasi elektron pada masa yang berlainan dan kemudian
menindih semua tembakan ke dalam satu gambar, maka ia mungkin kelihatan seperti pandangan di
atas.
Nota: Hanya sebagai peta tidak boleh sama wilayah, tiada konsep atom mungkin boleh menyamai
sifat. Ini model atom hanya berkhidmat sebagai satu cara berfikir tentang mereka, walaupun mereka
yang terkandung batasan (semua model lakukan).
Walaupun konsep matematik atom menjadi lebih baik, konsep visual atom mendapat lebih teruk.
Apapun, walaupun simplistik model visual masih boleh membuktikan yang berguna. Ahli kimia biasanya
menggambarkan atom sebagai model sistem yang mudah solar serupa dengan model Bohr tetapi tanpa
bentuk orbit yang berbeza. Penekanan penting untuk mencoba kimia untuk menunjukkan kumpulan
elektron dalam orbit cengkerang. (Contoh di atas menunjukkan 11 unsur pertama.)
Tingkah laku kimia unsur-unsur yang membentuk bersama-sama untuk mewujudkan molekul. Molekul
mungkin berkongsi elektron molekul hidrogen dan air di atas menggambarkan. (Atom yang berkongsi
elektron mempunyai nama "ion.") Elektron petala luar atom sebenarnya tidak perkongsian dan ikatan
atom. Ini seterusnya membolehkan ahli kimia untuk menggambarkan interaksi kimia. Walaupun model
orbit atom tidak menyediakan model yang tepat, ia berfungsi dengan baik untuk menerangkan kimia.
Satu atom helium dengan dua elektron mengorbit nukleon diperbuat daripada dua proton dan dua
neutron
Satu misteri sifat nukleus kekal tidak dapat diselesaikan. Nukleus mengandungi kebanyakan massa
serta atom cas positif. Proton kononnya menyumbang bagi jisim ini. Walau bagaimanapun, nukleus
dengan dua kali pertuduhan lain harus mempunyai dua kali ganda bilangan proton dan dua kali jisim.
Tetapi ini tidak membuktikan betul. Rutherford spekulasi pada tahun 1920 bahawa wujud elektrik
neutral zarah dengan proton yang membentuk jisim yang hilang tetapi tiada siapa yang menerima idea
beliau pada masa itu.
Pada tahun 1932 fizik Inggeris James Chadwick akhirnya menemui neutron. Beliau
mendapati ia untuk mengukur sedikit lebih berat daripada proton dengan jisim 1840 elektron
dan dengan tanpa sebarang caj (neutral). Proton-neutron bersama-sama, menerima nama,
"nukleon."
Isotop Hidrogen
Walaupun saintis tahu bahawa atom unsur tertentu mempunyai bilangan proton yang sama,
mereka mendapati bahawa sesetengah atom-atom ini mempunyai ramai yang sedikit berbeza.
Mereka menyimpulkan bahawa variasi dalam keputusan besar-besaran, lebih atau kurang, dari
bilangan neutron dalam nukleus atom. Atom unsur yang mempunyai bilangan atom yang sama
tetapi berbeza jisim atom mendapat dipanggil "isotop" elemen yang.
Antimatter
Pada tahun 1928, Paul Dirac dihasilkan persamaan yang meramalkan satu perkara yang tidak masuk
akal pada masa-elektron bercaj positif. Dia tidak menerima teori sendiri pada masa itu. Pada tahun 1932
dalam eksperimen dengan sinar kosmik, Carl Anderson menemui anti-elektron, yang membuktikan
persamaan Dirac. Fizik memanggilnya itu positron.
Untuk pelbagai setiap perkara ada perlu wujud sama 'bertentangan' atau antimatter. Fizik kini tahu
bahawa antimatter wujud. Walau bagaimanapun, kerana perkara dan antimatter annihilates apabila
mereka bersentuhan, ia tidak tinggal di sekitar untuk masa yang lama. (By the way, satu masalah yang
tidak dapat diselesaikan kekal mengapa alam semesta terdiri daripada perkara yang kebanyakannya
biasa dan tidak jumlah yang sama antimatter. Physicsts memanggil ini "simetri berbuka".)
Terdapat wujud bukan sahaja anti-elektron tetapi pada tahun 1955, ahli fizik mendapati anti-proton,
dan kemudian anti-neutron. Ini membolehkan kewujudan untuk anti-atom, satu bentuk sebenar
antimatter.
Apabila saintis mendapati tahu tentang nukleus atom, mereka mempersoalkan mengapa proton yang
bercas positif harus kekal begitu rapat tanpa penolakan. Para saintis menyedari bahawa terdapat mesti
wujud kuasa-kuasa baru di tempat kerja dan rahsia mesti terletak di dalam nukleus. Mereka tahu
bahawa kuasa yang memegang proton bersama-sama mesti berlaku lebih kuat daripada daya
elektromagnet dan bahawa kuasa mesti bertindak atas jarak yang sangat kecil (jika tidak, mereka akan
perasan kuasa ini dalam interaksi antara nukleus dan elektron luar).
Pada tahun 1932, Werner Heisenberg menyimpulkan bahawa zarah bercas melantun foton cahaya
belakang dan sebagainya di antara mereka. Ini pertukaran foton menyediakan satu cara untuk daya
elektromagnet untuk bertindak antara zarah. Teori ini mengatakan bahawa proton pucuk foton pada
elektron, dan elektron pucuk kembali foton pada proton. Ini bursa foton pergi pada sepanjang masa,
sangat pesat. Walau bagaimanapun, kerana tiada siapa yang boleh melihat mereka (mengukur mereka),
Heisenberg dipanggil pertukaran zarah, foton maya. (Makna Maya, tidak tepat 'sebenar'.)
Pada tahun 1935, seorang ahli fizik Jepun, Hideki Yukawa, mencadangkan bahawa pertukaran kuasa
mungkin juga menggambarkan kuasa yang kuat antara nukleon. Walau bagaimanapun, foton maya tidak
mempunyai kekuatan yang cukup untuk kuasa ini, jadi dia fikir bahawa terdapat mesti wujud sejenis
baru zarah maya. Yukawa menggunakan prinsip ketidakpastian Heisenberg untuk menjelaskan bahawa
zarah maya boleh wujud untuk pecahan yang amat kecil daripada kedua. Sejak masa kewujudan berlaku
hampir tepat, tidak akan berlaku ketidaktentuan yang besar dalam tenaga zarah maya. Ketidakpastian
ini membenarkan zarah wujud sangat kuat hanya pada masa-masa tertentu dan zarah boleh slip masuk
dan keluar dari kewujudan. Beliau juga dikira bahawa zarah ini patut menjadi kira-kira 250 kali sebagai
berat sebagai elektron. Kemudian, pada tahun 1947, fizik Cecil F. Powell mengesan zarah ini dan
memanggilnya "pion."
Walaupun pions menggambarkan pemancar tenaga kukuh, mereka tidak mendapat dikelaskan dengan
zarah daya penghantaran yang lain, seperti foton atau zarah W dan Z. Pions kini muncul bukan sebagai
zarah asas tetapi agak komposit terdiri "kuark." Kuasa yang kuat mendapat dihantar oleh pions hanya
pada paras yang agak besar nuklear.
Fizik kini berfikir bahawa semua daya dalam alam semesta terbawa oleh beberapa jenis zarah
kuantum. Teori ini bermula pada tahun 1928 dengan Paul Dirac menyatakan bahawa foton menghantar
daya elektromagnet. Teori yang dipanggil "kuantum elektrodinamika," atau QED, dibangunkan dari kerja
oleh Richard Feynman, Julian Schwinger, dan Sin-Itiro dalam lewat 1940-an. Empat dikenali daya dan
zarah mereka muncul seperti berikut:
BERSIFAT ZARAH DAN PERANAN
Carrier foton tenaga elektromagnet (magnetisim, cahaya, haba, EMR, elektrik)
W +, W, Z Carrier daya lemah (radioaktif)
Gluon (8 jenis) Carriers tenaga yang kuat (memegang kuark)
Carrier Gravition daya graviti (tidak dapat dikesan setakat pada masa penulisan ini)
Dari tahun 1947 sehingga akhir tahun 1950-an, ahli fizik menemui banyak zarah yang lebih baru
(berpuluh-puluh mereka). Pelbagai jenis zarah yang diperlukan teori baru untuk menjelaskan sifat pelik
mereka.
Pada tahun 1960, Murray Gell-Mann dan Yuval Ne'man bebas mencadangkan satu kaedah untuk
mengklasifikasikan semua zarah yang kemudian dikenali. Kaedah ini dikenali sebagai jalan Lapan Lapis.
Apa jadual berkala bagi unsur, Jalan Lapan Lapis lakukan untuk zarah. Pada tahun 1964 Gell-Mann pergi
lagi dan mencadangkan kewujudan tahap yang baru zarah asas dan memanggil mereka "kuark" (ejaan
berasal dari frasa dalam buku James Joyce, Wake Finnegans, "Tiga kuark untuk Mark Muster."
Gell-Mann fikir ada wujud sekurang-kurangnya tiga jenis kuark. Mereka mempunyai nama-nama, ","
"turun," dan "pelik." Dari tahun 1974 melalui 1984 teori meramalkan tiga kuark lebih dipanggil "daya
tarikan," "bawah" (atau keindahan), dan "top" (atau kebenaran). Dan setiap Kuark mempunyai sama
mereka anti-quark.
Teori daripada Kuark menjelaskan kewujudan beberapa zarah termasuk nukleus atom. Malah proton
dan neutron setiap mendapatkan terdiri tiga kuark dan kuasa yang memegang kuark bersama-sama
datang dari zarah yang dipanggil "gluons."
Kuark tidak wujud dengan sendirinya tetapi hanya dalam pasangan (mesons) atau tiga (baryons).
Carta berikut menyenaraikan pelbagai kumpulan zarah:
Lepton (spin 1/2, massa <mesons)
emocritus
(460-370 B.C.)
Matlamat daripada philosopers Yunani adalah untuk menjelaskan dunia semula jadi. Dalam usaha untuk
mengatur banyak fenomena yang mereka diperhatikan, ahli-ahli falsafah percaya bahawa satu "perkara
utama" wujud. Ia adalah perkara ini rendah, diubahsuai dalam pelbagai cara, bahawa semua perkara-
perkara lain yang telah diwujudkan. Democritus memperluaskan idea untuk menyatakan perkara yang
terdiri daripada zarah kecil yang dipanggil "atom" yang boleh dibahagikan lagi. Ini atom semua terdiri
daripada perkara yang sama utama dengan perbezaan hanya di antara mereka menjadi bentuk, saiz
mereka, dan berat badan. Perbezaan dalam ciri-ciri yang dijelaskan perbezaan dalam sifat perkara di
sekeliling kita.
Malangnya bagi Democritus, dan manusia secara umum, idea-idea beliau sebahagian besarnya
diabaikan untuk 2000 tahun akan datang.
Back to top
John Dalton
(1766 - 1844)
Selama hampir 2000 sains tahun adalah tidak dapat merangka eksperimen mampu menguji teori-teori
pertama yang dikemukakan oleh Democritus. Semasa abad ke-19, sejumlah besar data mengenai
bagaimana bahan-bahan yang bertindak balas dengan satu sama lain telah dikumpulkan. Daripada data
ini, beberapa undang-undang yang mudah kereaktifan kimia telah dirancang. Antaranya ialah undang-
undang pemuliharaan perkara dan undang-undang bahagian mulitple. Manakala yang lain telah
mencadangkan teori yang sangat serupa, John Dalton biasanya dikreditkan dengan membangunkan
teori atom pertama koheren.
Teori Dalton boleh diringkaskan seperti berikut:
Perkara terdiri daripada zarah kecil yang dikenali sebagai atom.
Semua atom unsur adalah sama, tetapi adalah berbeza dari orang-orang yang mana-mana elemen
lain.
Semasa tindak balas kimia, atom tidak dicipta atau dimusnahkan, tetapi hanya disusun semula.
Atom sentiasa bergabung dalam gandaan nombor bulat antara satu sama lain. Sebagai contoh, 1:1,
1:2, 2:03 atau 1:3.
Di samping membantu untuk menjelaskan undang-undang kereaktifan kimia, teori Dalton juga
membantu lagi konsep berat atom. Dengan menganggap sifat yang akan menjadi semudah mungkin,
Dalton menganggap bahawa unsur-unsur pilihan untuk menggabungkan di 00:59 nisbah, dan oleh itu,
mampu untuk menjadualkan satu set berat relatif.
Sebagai contoh:
Jika sifat adalah untuk menjadi mudah, formula untuk air akan menjadi HO. Sejak ia telah diketahui
bahawa air mengandungi 8 gram oksigen untuk setiap satu gram hidrogen, maka atom oksigen mesti
menjadi lapan kali lebih besar daripada atom hidrogen. Ia juga dikenali bahawa, dalam sebatian yang
terbentuk antara hidrogen dan sulfur, terdapat 16 gram sulfur bagi setiap satu gram hidrogen. Atom
sulfur itu mestilah 16 kali lebih besar daripada hidrogen. Dari data ini, kita boleh mula untuk membina
jadual.
Berat Unsur
hidrogen 1
oksigen 8
sulfur 16
Kita tahu sekarang sifat yang tidak sentiasa begitu mudah, dan bahawa unsur-unsur sering bergabung
dalam nisbah selain 1-1. Oleh itu, banyak berat Dalton adalah tidak betul. Jadual ini tidak,
bagaimanapun, mewakili satu langkah besar ke hadapan.
SEBAHAGIAN SIMBOL Dalton BAGI ELEMEN
Kebanyakan unsur-unsur yang disenaraikan sesuai dengan elemen-elemen yang kini dikenali, hanya
tidak dalam susunan yang betul.
Dmitri Mendeleev
(1834 - 1907
Kerja oleh Amedeo Avogadro, Stanilao Cannizarro dan JJ Berzulius dalam separuh pertama abad ke-19
membawa kepada penentuan secara tepat berat atom unsur-unsur dan formula kimia sebatian yang
diperbuat daripada mereka. Penentuan ini membuka jalan untuk pertama jadual berkala unsur.
Walaupun menulis buku teks bagi pelajar kimia Dmitri Mendeleev cuba untuk mengelaskan unsur-unsur
tidak oleh beberapa "sebab-sebab yang tidak sengaja, atau naluri, tetapi oleh prinsip beberapa tepat."
Beliau percaya bahawa sistem ini tepat harus berangka dalam alam semula jadi untuk menghapuskan
mana-mana margin kesembarangan. Hanya tidak berubah data berangka yang ada pada masa ini adalah
berat atom. Dengan menyusun unsur-unsur dalam usaha meningkatkan berat atom beliau mendapati
bahawa terdapat wujud satu Kekalaan sifat elemental. Beliau digunakan Kekalaan ini untuk mewujudkan
sebuah meja di mana bahawa unsur-unsur dengan sifat-sifat yang serupa telah menegak selari dengan
satu sama lain.
Dalam membuat penjajaran itu Mendeleev mampu untuk menentukan bahawa beberapa lagi yang tidak
dikenali, unsur-unsur yang perlu wujud (unsur-unsur dengan ramai 44, 68 dan 72 ini adalah contoh). Dia
pergi untuk membuat ramalan tentang sifat-sifat unsur-unsur yang hilang yang dibantu dalam
penemuan mereka. Penemuan skandium (44), galium (68) dan germanium (72) dan peperiksaan
properities mereka (yang hampir serupa dengan apa yang diramalkan oleh Mendeleev) menyediakan
bukti untuk kesahihan jadual berkala.
PERTAMA JADUAL BERKALA (1869)
Dalam tahun 1896, Henri Becquerel mendapati bahawa sampel uranium dapat mendedahkan plat
fotografi walaupun apabila sampel dan plat telah dipisahkan oleh kertas hitam. Beliau juga mendapati
bahawa pendedahan plat tidak bergantung kepada keadaan kimia uranium (apa sebatian uranium telah
digunakan) dan oleh itu mesti menjadi disebabkan kepada harta beberapa atom uranium sendiri.
Selepas Becquerel ditinggalkan kerja-kerja ini, ia telah diteruskan oleh Pierre dan Marie Curie yang pergi
untuk menemui unsur-unsur radioaktif lain termasuk polonium, radium dan torium. Dia (Pierre telah
dilanggar oleh sebuah lori dan dibunuh di tengah-tengah kerja ini) terus mencadangkan bahawa
uranium, dan unsur-unsur baru, entah bagaimana berpecah belah dari masa ke masa dan radiasi
pemancar yang terdedah plat. Dia dipanggil ini fenomena "radioaktif". Untuk pertama kalinya ia menjadi
jelas bahawa atom mungkin terdiri daripada zarah yang lebih kecil dan mungkin mempunyai struktur
yang boleh dianalisis.
Sifat sebenar radiasi yang dipancarkan dari unsur-unsur berpecah belah kekal misteri sehingga siri kertas
oleh Ernest Rutherford pada tahun 1899 dan Paul Villard pada tahun 1900. Selepas menentukan bahawa
radiasi yang dipancarkan dari uranium adalah terdiri daripada dua komponen yang berbeza, Rutherford
unsucessfully cuba untuk memisahkan mereka menggunakan prisma kaca, aluminium dan lilin parafin.
Akhirnya, menggunakan dua bercas berlawanan plat, dia mengenal pasti komponen sebagai zarah
positif (zarah alfa) dan ringan jisim zarah negatif (zarah beta). Villard mengenal pasti jenis ketiga utama
sinaran radioaktif gamma,, daripada sampel radium. Sinar Gamma tidak mempunyai jisim dan
mempunyai tiada caj. Tingkah laku daripada tiga jenis zarah kerana mereka melalui medan elektrik di
antara dua plat bayaran ditunjukkan di bawah.
Adalah sekurang-kurangnya dua mata penting untuk diperhatikan:
Zarah positif cenderung ke arah plat negatif, zarah negatif bengkok ke arah plat positif dan zarah
neutral yang tidak cenderung ke arah sama ada.
Sejauh mana jalan zarah dibengkokkan kerana ia melalui medan elektrik bergantung pada massa dan
caj
besar caj ke atas zarah itu, lagi ia adalah bengkok.
besar jisim zarah, kurang ia adalah bengkok.
Walaupun zarah alfa telah berazam untuk mempunyai caj yang lebih besar daripada zarah beta (+2 vs -
1), mereka juga mempunyai lebih daripada 7000 kali jisim zarah beta. Oleh itu, laluan mereka
dibengkokkan lebih kurang daripada zarah beta.
Back to top
J.J. Thomson
(1856 - 1940
Pada masa yang hampir sama sebagai radioaktif sedang disiasat, JJ Thomson dan lain-lain sedang
melakukan eksperimen dengan tiub sinar katod. Satu tiub sinar katod adalah tiub dipindahkan yang
mengandungi sejumlah kecil gas di antara dua plat logam. Apabila potensi diletakkan di antara katod
(plat bercas negatif) dan anod (plat bercas positif) "ray" pas arus elektrik dari satu plat yang lain.
Thomson mendapati bahawa sinar ini sebenarnya terdiri daripada zarah.
Apabila set kedua plat diletakkan di sekeliling tiub, sinar bengkok ke arah plat positif menunjukkan
bahawa sinar itu adalah terdiri daripada zarah bercas negatif. Dengan pelbagai potensi di atas pinggan,
Thomson adalah dapat menentukan jisim untuk mengenakan nisbah zarah ini.
Dalam uji kaji lanjut beliau diubah apa logam telah digunakan untuk membuat elektrod dan apa gas
telah digunakan untuk diisi tiub. Dalam setiap kes, sifat-sifat zarah sinar sama. Beliau membuat
kesimpulan bahawa zarah yang bercas negatif zarah subatom yang merupakan sebahagian setiap atom.
Beliau turut mengandaikan bahawa, kerana atom elektrik neutral, atom juga mesti mengandungi
beberapa cas positif. Berdasarkan kesimpulan ini Thomson mencadangkan bahawa atom terdiri
daripada bola sfera caj positif dengan "sel" cas negatif imbedded di dalamnya. Korpuskel kemudian akan
menjadi dikenali sebagai elektron.
Back to top
Ernest Rutherford
(1871 - 1937)
Hans Geiger
(1882 - 1945
Thomson telah mengenal pasti bahawa atom terdiri daripada cas positif dan negatif dan telah
mencadangkan bahawa atom adalah jisim pepejal zarah ini. Jika model ini adalah benar, apa-apa zarah
yang ditembak pada atom harus dipesongkan olehnya. Jika caj negatif dan positif dalam susunan
tertentu yang telah meninggalkan ruang kosong dalam atom, zarah ditembak pada atom mungkin dapat
melalui mereka. Pada tahun 1909, Rutherford menetapkan seorang saintis fellow, Hans Geiger, dan
pelajar, Ernest Marsden, untuk bekerja pada masalah ini. Mereka telah mencipta satu sistem bahawa
zarah alfa dibenarkan (nukleus atom helium) akan ditembak pada sekeping sangat nipis kerajang emas
dan trajektori zarah yang dipantau. Mereka memerhatikan bahawa manakala kebanyakan zarah melalui
kerajang dengan pesongan sedikit atau tiada, ada yang terpesong ke tahap yang hebat.
Sejak filem emas begitu nipis, Rutherford mencadangkan bahawa semua pesongan diperhatikan dari
pertemuan tunggal zarah alfa dengan atom. Dalam usaha untuk memesongkan zarah alfa yang agak
besar dan pantas bergerak kepada apa-apa tahap yang besar, kuasa besar diperlukan. Kuasa ini, beliau
menegaskan, hanya boleh disebabkan oleh penumpuan yang besar cas positif dalam atom. Ini
kepekatan besar bertanggungjawab terletak di pusat atom dan menjadi dikenali sebagai nukleus. Cas
negatif, dalam bentuk elektron, kemudian diedarkan di seluruh ruang diduduki oleh atom.
Dalam perintah ke akaun untuk fakta bahawa banyak yang zarah alfa melalui filem emas itu, Rutherford
didiskaunkan model bola pepejal Thompson atom, dan percaya bahawa itu caj pusat positif atom
mewakili hanya satu pecahan kecil saiz-atom ini, dan yang selebihnya adalah ruang terutamanya kosong.
Beliau dikira bahawa, manakala atom individu adalah kira-kira 1x10-10 meter dalam diameter, diameter
nuklear hanya kira-kira meter 1x10-14.
nukleus, red dot, tidak ditunjukkan kepada skala (ia adalah benar-benar lebih kecil)
Walaupun menyelesaikan masalah pesongan zarah alfa cerapan, model Rutherford mencipta satu lagi.
Jika cas positif terletak di pusat atom, kenapa elektron bercas negatif tidak segera ditarik ke dalamnya
(bayaran bertentangan menarik). Rutherford tidak menyedari masalah ini tetapi modelnya supaya
secukupnya (dan matematik) menjelaskan keputusan penyerakan bahawa ia menjadi diterima secara
meluas.
Back to top
Robert Millikan
(1868 - 1953
Idea bahawa sebuah unit asas caj perlu wujud nampaknya telah bermula dengan Benjamin Franklin
sekitar tahun 1850. Ia bukan sehingga kerja Robert Millikin bahawa nilai bilangan bayaran ini boleh
ditentukan. Ia telah diketahui bahawa sinar-X boleh digunakan untuk memberikan cas negatif ke titisan
minyak dalam kebuk yang mengandungi ia. Seperti semua objek berjisim, pengaruh graviti
menyebabkan titisan minyak jatuh. Millikin diletakkan bayaran plat pada bahagian atas dan bawah
kebuk. Dengan pelbagai potensi antara plat, dia mendapati bahawa dia mampu untuk menggantung
titisan pada pertengahan udara. Titisan kekal digantung apabila daya graviti yang menurun tepat
diimbangi oleh kuasa elektrik menaik disebabkan oleh plat yang dikenakan. Sejak persamaan kedua-dua
graviti dan elektrik telah dikenali untuk menentukan kuasa-kuasa ini, Millikin mampu untuk mengira caj
ke atas setiap titisan dia diuji (Nota 1). Caj yang dikira atas titisan semua ternyata kepada gandaan satu
nombor tunggal. Millikin itu alasan caj yang rendah, atau terkecil caj, mestilah sama dengan nilai ini.
Dengan menggabungkan maklumat baru dengan jisim untuk mengenakan nisbah bagi elektron
ditentukan oleh Thomson, jisim elektron telah dikira untuk kali pertama.
1While Millikan tidak memerhatikan bahawa titisan boleh digantung bergerak dalam kebuk, pengiraan
beliau sebenarnya digunakan masa ia mengambil untuk zarah bercas meningkat dalam kehadiran medan
elektrik dan jatuh dalam ketiadaan medan elektrik yang digunakan.
Back to top
J.J. Thomson
(1856 - 1940
Dalam tahun 1886, Eugen Goldstein menusuk beberapa lubang dalam katod tiub sinar katod dan
perasan satu aliran zarah dalam ruang di sebalik katod. Beliau menyeru ini sinar terusan sungai.
Menggunakan medan magnet berkuasa pada tahun 1898, Wilhelm Wien mengesahkan bahawa zarah
bercas positif dan mempunyai ramai setanding dengan atom hidrogen. Selain itu, beliau membuat
kesimpulan bahawa, sebagai zarah tidak semua dipengaruhi oleh medan magnet sehingga takat yang
sama, mereka mesti mempunyai jisim yang berbeza. Kedua-dua keputusan itu dalam Berbeza sinar
katod biasa yang terdiri semata-mata elektron (kecil dan seragam dalam jisim).
Thomson mencipta satu sistem yang sangat serupa dengan spektrometer jisim moden untuk sinar
terusan kajian lanjut. Menggunakan banyak jenis yang sama pemikiran sebagai Millikin pula, Thomson
dapat menentukan bahawa semua zarah mempunyai caj yang gandaan nombor yang sama. Dalam kes
ini, ia adalah cas positif yang rendah.
Kerja Thomson mengandungi dua mata utama yang lain:
Satu set yang berbeza zarah dicipta apabila gas-gas berbeza telah diletakkan di dalam tiub sinar katod.
Harta tanah ini boleh membuat instrumen yang sesuai untuk analisis kimia.
Malah sangat suci sampel zarah yang terkandung neon dua jisim yang berbeza (20 dan 22). Ini
mencadangkan bahawa semua atom neon tidak adalah sama dan bahawa neon semulajadi sebenarnya
terdiri daripada dua gas kimia yang serupa. Gas ini telah dikenal pasti sebagai neon-20 dan neon-22
(Nota 1).
1Isotopes unsur-unsur radioaktif telah ditemui pada tahun 1910 oleh Frederick Soddy, tetapi ini adalah
pemerhatian pertama eksperimen isotop semulajadi berlaku.
Back to top
Henry Moseley
(1887 - 1915
Apabila atom dihujani dengan elektron bertenaga, penyusunan semula elektron teras boleh
mengakibatkan pelepasan x-ray. Ia telah diperhatikan bahawa kekerapan yang dipancarkan x-ray adalah
ciri elemen dihujani. Sejak elektron teras adalah mereka yang paling dekat dengan nukleus kekerapan x-
ray dipancarkan boleh dipengaruhi oleh caj dan struktur nukleus. Sebagai nukleus unsur-unsur yang
berbeza mempunyai properities berbeza, ia berdiri alasan bahawa yang dipancarkan x-ray perlu
mempunyai frekuensi yang berbeza.
Apabila Henry Moseley dihujani beberapa elemen dan menentukan kekerapan yang disebabkan x-ray
dia mendapati bahawa mereka patut bentuk umum yang ditunjukkan di bawah, di mana Q adalah
diambil sebagai bilangan unsur kerana ia muncul dalam jadual berkala Mendeleev unsur-unsur.
Hubungan ini membawa Moseley untuk mempercayai bahawa "terdapat dalam atom kuantiti asas, yang
meningkat oleh langkah-langkah biasa seperti yang kita lulus dari satu elemen ke depan." Sebagai berat
atom unsur-unsur tidak meningkat dalam langkah-langkah yang biasa beliau menyimpulkan bahawa
"kuantiti hanya boleh menjadi cagaran ke atas nukleus pusat positif" atom Rutherford. Ini "Q" nilai akan
menjadi dikenali sebagai nombor atom.
Perhatikan bahawa terdapat tiga anomali kecil pada graf (anak panah hitam), dan empat jurang (anak
panah merah). Anomali mewakili unsur-unsur yang Mendeleev telah diterbalikkan di mejanya (argon
dan kalium, kobalt dan nikel, telurium dan iodin). Jurang mewakili elemen belum ditemui. Halfnium (72)
dan Renium (75) semulajadi dan telah ditemui pada tahun 1923 dan 1925, masing-masing. Technetium
(43) dan prometium (61) adalah kedua-dua elemen yang singkat radioaktif yang perlu diwujudkan dalam
reaktor nuklear.
Back to top
Ernest Rutherford
(1871 - 1937
Berikutan kerja berselerak emas yang membawa kepada model nuklear atom, Rutherford mengejar
beberapa eksperimen dengan unsur-unsur yang lebih ringan. Walaupun membedil sampel gas nitrogen
dengan zarah alfa, Rutherford mengesan zarah dengan sifat-sifat yang serupa dengan nukleus hidrogen.
Selepas menyiasat semua kemungkinan sumber pencemaran atom hidrogen, Rutherford menyimpulkan
bahawa atom nitrogen hancur di bawah kuasa besar perlanggaran dan zarah yang dikeluarkan adalah
sebahagian konstituen nukleus atom nitrogen. Pada tahun 1920, Rutherford melaporkan keputusan ini
dan mencadangkan bahawa nukleus hidrogen dipanggil "proton" (semasa bercakap yang sama, beliau
mencadangkan kewujudan neutron, yang kemudiannya dikenal pasti oleh Chadwick).
SATU nota kaki MENARIK
Dalam tempoh masa ini (1920-an dan awal 30-an) pusat jenis ini kerja di Jerman. Kemudian, pada tahun
1940-an, ia beralih ke Amerika Syarikat. Kalaulah Rutherford meneruskan cadangan beliau tentang
kewujudan neutron pada masa ini, bom atom yang pertama mungkin telah dibangunkan di Jerman, dan
bukannya di Amerika Syarikat. Yang mungkin telah berubah sejarah hanya sedikit.
Back to top
James Chadwick
(1891 - 1974)
Seperti tahun 1930, hanya dua zarah asas yang diketahui telah dikenalpasti, proton dan
elektron. Proton telah diketahui mempunyai jisim 1 dan menjaga 1, manakala elektron
mempunyai essentailly tiada jisim dan caj pada kadar -1. Moseley telah menunjukkan
meyakinkan bahawa caj ke atas nukleus meningkatkan dalam langkah +1 sebagai salah
merentasi jadual berkala. Untuk akaun untuk ini ia adalah jelas bahawa nukleus setiap atom
mengandungi bilangan proton yang sama dengan nombor atom. Dalam usaha untuk kekal
elektrik neutral, ia juga mengandungi nombor elektron bersamaan.
Kesukaran utama yang selebihnya telah menyumbang jisim tambahan yang terdapat dalam nukleus.
Teori yang paling menonjol yang diadakan bahawa massa ini telah disediakan oleh pasangan proton /
elektron tambahan di dalam nukleus. Pertimbangkan helium sebagai contoh. Ia adalah elemen # 2 dan
oleh itu terkandung 2 proton dan 2 elektron. Walau bagaimanapun, atom helium telah diketahui
mempunyai jisim 4. Untuk mencapai jisim ini akan memerlukan tambahan 2 proton. Dalam usaha untuk
kekal elektrik neutral, dua elektron tambahan juga mesti ditambah.
Malangnya, kajian eksperimental yang melibatkan putaran (momentum sudut) atom, proton dan
elektron menunjukkan bahawa teori proton / elektron adalah tidak sah. Masalah jisim nuklear
tambahan telah diselesaikan pada tahun 1932 apabila James Chadwick mengenal pasti neutron. Semasa
belajar radiasi yang terhasil dari pengeboman berilium dengan zarah alfa, Chadwick berkata zarah
dengan jisim kira-kira sama seperti proton dibebaskan. Beliau ditentukan bahawa, sebagai zarah tidak
bengkok oleh medan elektrik dan sangat menembusi, ia elektrik neutral.
Ia pada asalnya dicadangkan bahawa neutron adalah hanya satu proton dan elektron dalam jarak yang
sangat rapat antara satu sama lain. Walau bagaimanapun, prinsip ketidakpastian Heisenberg muktamad
membunuh idea ini, dan neutron menjadi diterima sebagai zarah asas ketiga.
Back to top
RINGKASAN DAN perlambangan
Ini semua membawa kita kepada pandangan moden atom nuklear.
Atom terdiri daripada tiga zarah asas: elektron, proton dan neutron.
Kebanyakan jisim atom tertumpu dalam nukleus atom. Proton dan neutron tinggal dalam nukleus
manakala elektron wujud di luar nukleus.
Dalam atom neutral, bilangan proton adalah sama dengan bilangan elektron.
Jenis unsur setiap atom ditentukan oleh bilangan proton ia.
Bilangan proton dalam unsur adalah sama dengan bilangan atom - bilangan yang jadual berkala
berdasarkan.
Walaupun setiap atom unsur mempunyai bilangan proton yang sama, mereka tidak semua
mempunyai jisim yang sama. Atom unsur yang sama dengan jisim yang berbeza dipanggil isotop.
Jumlah bilangan proton dan neutron dalam atom tertentu dipanggil nombor jisim. Nombor jisim
adalah berbeza bagi isotop yang berbeza unsur yang sama.
Sejarah yang membawa kepada penciptaan bom atom
Sains Atom bermula abad yang lalu dengan eksperimen dan menyelesaikan sesuatu ke dalam sifat dan
struktur jirim. Ini bermula dengan ahli-ahli falsafah dan alkimia kuno. Sains mula muncul dengan Thales
Miletus (634-546 SM), Ionia Yunani, yang menyifatkan kuasa tarikan elektrik lama sebelum elektrik
dikenali.
Democritus (460-370 SM), seorang ahli falsafah Yunani telah dipanggil "bapa atom." Walaupun dia tidak
mempunyai bukti eksperimen untuk menyokong beliau, Democritus berhujah bahawa semua perkara
mesti terdiri daripada beberapa keping asas. Beliau dipanggil ini keping "atom" untuk perkataan Greek
"atomon," yang sebenarnya bermaksud dibahagikan. Dalam 79 SM, Rom penyair-ahli falsafah Titus
Lucretius (98-55 SM) membangunkan teori atom.
Selepas kejatuhan Empayar Rom dan thoughout Zaman Pertengahan, teori berpendapat atom perkara
telah hampir hilang. Kemudian, abad ketujuh belas dibawa umur Galileo. Galileo Galilei (1564-1642),
melalui pemerhatian beliau objek jatuh dan eksperimen terkawal dianggap sebagai bapa fizik moden.
Abad kelapan belas dihasilkan Sir Isaac Newton, dengan undang-undang fizikal. Konsep manusia tentang
alam semesta sekelilingnya telah berubah.
John Dalton (1755-1844), seorang ahli kimia Inggeris, membangunkan teori pertama berguna atom
perkara di sekitar 1803. Amedeo Avogadro (1776-1856), Itali ahli kimia, yang pada tahun 1811,
menerbitkan satu artikel yang menarik perbezaan antara atom dan molekul yang kini dikenali sebagai
"Prinsip Avogadro." Jöns Berzelius (1779-1848), genius analitikal Sweden dan pengikut Dalton yang
menjalankan pengukuran berat atom.
Michael Faraday (1791-1867), penyokong besar sains ujikaji, meletakkan asas elektro teknologi. James
Clerk Maxwell (1831-1879), seorang ahli fizik Scotland, menyatakan bahawa atom adalah batu asas alam
semesta. Lord Kelvin (1824-1907), genius Inggeris praktikal, yang pengetahuan yang sistematik mekanik,
elektrik, dan haba dalam pembentukan undang-undang tenaga. Dimitri Mendeleef (1834-1907), Rusia
guru dan penemu sistem berkala unsur-unsur, yang membuka kawasan baru pengetahuan atom.
William Konrad Diagnostik (1845-1923), Jerman profesor, yang penemuan sinar-X yang disediakan untuk
sains alat revolusioner. Antoine Henri Becquerel (1852-1908), Perancis pencoba, yang menemui
fenomena radioaktif. Max Planck (1858-1947), Jerman, yang ditubuhkan undang-undang radiasi, yang
membawa kepada teori Quanta dan pemahaman moden struktur elektronik perkara. Ibu bapa fizik
nuklear adalah pasukan Perancis Pierre dan Marie Curie. Daripada mereka datang kesedaran bahawa
atom mempunyai teras, atau nukleus, agak berbeza dari shell atom.
Ia menjadi jelas bahawa nukleus ditadbir oleh undang-undang yang berbeza fizik. Menumpukan
perhatian dalam bidang atom, makmal yang besar, seperti Cavendish Makmal Fizik Eksperimen, di
Cambridge, England. Berikut bekerja Sir J.J. Thomson, yang adalah tahun 1897, menemui elektron, dan
muridnya, perintis penerokaan atom, Tuhan Rutherford. Dari Lord Ernest Rutherford (1871-1937)
datang penemuan proton. Beliau merupakan orang pertama hancur nukleus dan ditubuhkan watak
pelepasan radium dan mencadangkan apa sifat sebenar atom mungkin.
Max von Laue (1879-1960), Jerman, mentafsirkan struktur kristal perkara, petunjuk untuk rahsia struktur
atom. Dalam tahun 1905, Albert Einstein (1879-1955) menulis persamaan jisim-tenaga penukaran. Sir
James Chadwick, pelajar dan rakan sekerja Tuhan Rutherford, pada tahun 1932, menemui zarah ketiga
asas atom, neutron. Ini akan memberikan peluru yang ideal untuk pemisahan nukleus atom.
Petunjuk muktamad kepada penemuan neutron dan tenaga atom telah dibekalkan kepada Chadwick
Joliot Frederick dan isterinya, Irene Curie-Joliet, yang telah diperhatikan harta pelik radiasi yang
dipancarkan apabila berilium dihujani dengan zarah alfa. Enrico Fermi, seorang ahli fizik Itali, pada tahun
1934, dihujani uranium dengan neutron perlahan dan mencipta elemen baru. Niels Bohr, ahli fizik
Denmark, adalah terutamanya bertanggungjawab bagi konsep planet atom.
Pada tahun 1938, penemuan pembelahan nukleus uranium oleh pengeboman neutron. Teraju utama
dalam kajian ini yang dijalankan di Jerman, Dr Otto Hahn dan Fritz Strassmann Dr. Pada bulan Jun 1940,
Presiden Roosevelt menganjurkan Penyelidikan Pertahanan Jawatankuasa Kebangsaan. Jawatankuasa
Uranium menjadi sebahagian daripada kumpulan ini, melaporkan Dr Vannevar Bush. Dr Bush dan
Jawatankuasa Penyelidikan Pertahanan Nasional ditentukan pada usaha semua keluar untuk
membangunkan bom atom.
Bawah arahan Mejar Jeneral R. Leslie Groves, Jurutera Daerah Manhattan (Projek Manhattan), suatu
cabang baru Tentera Corp Jurutera, telah ditubuhkan untuk mentadbir kerja mengenai penggunaan
tentera uranium. Pada 2 Disember 1942, yang pertama berdikari longgokan bertindak balas rantaian
telah berjaya dikendalikan di universiti Chicago oleh Enrico Fermi.
Kejayaan ini membawa kebenaran untuk pembinaan loji penyebaran Clinton di Oak Ridge, Tennessee,
dan plutonium gergasi menghasilkan tumbuhan di sungai columbia di Hanford, Washington. Kilang
Oakridge telah direka untuk menumpukan U-235, salah satu daripada lima isotop dikenali uranium
manakala loji Hanford adalah sumber yang baru, buatan manusia elemen Plutonium,. Dr J. Robert
Oppenheimer tiba di Los Alamos Mac 1942 untuk menjaga pembangunan bom atom.
Dari Los Alamos datang reka bentuk letupan bom dan rawatan banyak masalah teori. Kaedah
membersihkan bahan-bahan yang akan digunakan telah dibangunkan. Akhirnya, pada bulan Julai, 1945,
bom atom praktikal telah selesai. Pada 16 Julai, 1945, ujian pertama, kod dinamakan "Trinity" telah
meletup di Alamogordo, New Me