هيكل النواة الذرية: تاريخ الدراسة والخصائص الحديثة

هيكل النواة الذرية هو واحد من أهم الأسئلة الأساسية للعلوم الحديثة. وتسمح التجارب المنتجة باستمرار في هذا المجال للعلماء ليس فقط بتحديد درجة عالية من الدقة ما هي الذرة من نفسها، ولكن أيضا استخدام بنشاط المعرفة المكتسبة في مختلف الصناعات وفي إنشاء أحدث الأسلحة.

إن مسألة هيكل كل شيء على هذا الكوكب لديه علماء مهتمين منذ زمن سحيق. لذلك، في اليونان القديمة، يعتقد بعض العلماء أن في هيكله مسألة واحدة وغير قابلة للتجزئة، وأصر خصومهم أن المسألة هي قابلة للقسمة وتتكون من أصغر الجسيمات - الذرات، وبالتالي فإن خصائص الأشياء المختلفة تختلف من بعضها البعض.

حدث اختراق في دراسة هيكل الجزيئات في القرن الثامن عشر، عندما كان في أعمال M.V. وضعت لومونوسوف، L. لافوازييه، D. دالتون، أ. أفوغادرو أسس نظرية الذرية الجزيئية، والتي وفقا لكل شيء في الطبيعة يتكون من الجزيئات، وتلك بدورها تتكون من جزيئات غير قابلة للتجزئة - الذرات، الذي التفاعل مع بعضها البعض يحدد الخصائص الأساسية لمختلف المواد.

بدأت مرحلة جديدة في دراسة هيكل الجزيئات والذرات في نهاية القرن التاسع عشر، عندما اكتشف E. روثرفورد وعدة علماء آخرين اكتشافات، ونتيجة لذلك ظهر هيكل الذرة والنواة الذرية في ضوء جديد تماما. لذلك، اتضح أن الذرة ليست على الإطلاق جزيئة لا تتجزأ، بل على العكس من ذلك، تتكون من مكونات أصغر - النواة والإلكترونات التي تتحرك حوله في مدارات معقدة. أدى الحياد العام للذرة إلى استنتاج أن الإلكترونات ذات الشحنة السلبية يجب أن تكون متوازنة بعناصر ذات شحنة موجبة. كما اتضح لاحقا، هذه العناصر موجودة: تسمى جسيمات،، أو بروتونات.

المعرفة العلمية الحديثة تسمح لنا أن نؤكد أن هيكل النواة الذرية هو أكثر تعقيدا بكثير مما بدا حتى قبل مائة سنة. لذلك، من المعروف اليوم أن نواة الذرة لا تحتوي فقط على البروتونات، بل أيضا الجسيمات التي لا تمتلك تهمة النيوترونات. معا، البروتونات مع النيوترونات تسمى نوكليونس. منذ كتلة النيوترون هو فقط 0.14٪ أعلى من كتلة البروتون، فإنه عادة ما تهمل في الحسابات.

حجم النواة هو بين 10-12 و 10-13 سم.على الرغم من حقيقة أن أكثر من 95٪ من الكتلة الذرية تتركز في النواة، وحجم الذرة نفسها هو مائة ألف مرة أكبر من حجم النواة.

ويمكن استخراج الخصائص الكمية الرئيسية التي تميز بنية النواة الذرية من الجدول الدوري لل D.I. جامعة مندليف. وكما هو معروف، فإن عدد البروتونات في النواة يساوي مجموع الإلكترونات التي تدور حوله ويتوافق مع العدد الترتيبي في جدول العناصر. ومن أجل معرفة عدد النيوترونات، من الضروري طرح الرقم التسلسلي من الكتلة الكلية للعنصر وإخراجه إلى عدد صحيح. المواد التي يتزامن فيها عدد البروتونات، وعدد النيوترونات مختلفة، وتسمى النظائر.

وكان من أهم الأسئلة التي طرحها العلماء الذين درسوا بنية النواة مسألة القوى التي تحمل البروتونات، لأنه، مع وجود نفس التهمة، يجب صدها. كما أظهرت الدراسات، والمسافات بين البروتونات في النواة صغيرة جدا أن التنافر بينهما ببساطة لا تنشأ. وعلاوة على ذلك، فإن البيونات التي تقع بين البروتونات، والمساهمة في التفاعل الوثيق وجذب مستمر من هذا الأخير إلى بعضها البعض.

هيكل النواة الذرية لا يزال يحتوي على العديد من الأسرار. حلها ليس فقط يساعد البشرية على فهم أفضل للهيكل من العالم المحيط، ولكن أيضا لتحقيق انفراج نوعي في العلوم والتكنولوجيا.