Aniq va tabiiy

2.1 .Yadroning o’lchami va zichligi .
Atom eng kichik zarrachadir kimyoviy element, bu hammasini saqlaydi Kimyoviy xossalari. Atom musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlardan iborat. Har qanday kimyoviy element yadrosining zaryadi Z va e ko'paytmasiga teng, bu erda Z - seriya raqami berilgan element kimyoviy elementlarning davriy tizimida e - elementarning qiymati elektr zaryadi.
Elektron- bu elementar elektr zaryadi sifatida qabul qilingan manfiy elektr zaryadli bo'lgan moddaning eng kichik zarrasi. Yadro atrofida aylanadigan elektronlar K, L, M va hokazo elektron qobiqlarda joylashgan. K - yadroga eng yaqin qobiq. Atomning o'lchami uning elektron qobig'ining kattaligi bilan belgilanadi. Atom elektronlarni yo'qotib, musbat ionga aylanishi mumkin, yoki elektronlar olib, manfiy ionga aylanishi mumkin. Ionning zaryadi yo'qolgan yoki olingan elektronlar sonini aniqlaydi. Neytral atomni zaryadlangan ionga aylantirish jarayoni ionlanish deb ataladi.
Atom yadrosi (atomning markaziy qismi) elementar yadro zarralari - proton va neytronlardan iborat. Yadro radiusi atom radiusidan taxminan yuz ming marta kichikdir. Zichlik atom yadrosi nihoyatda katta. Protonlar- barqaror elementar zarralar, birlik musbat elektr zaryadiga ega va massasi elektronning massasidan 1836 marta katta. Proton eng yengil element vodorodning yadrosidir. Yadrodagi protonlar soni Z ga teng. Neytron massasi proton massasiga juda yaqin boʻlgan neytral (elektr zaryadiga ega boʻlmagan) elementar zarrachadir. Yadro massasi proton va neytronlar massasining yig'indisi bo'lganligi sababli, atom yadrosidagi neytronlar soni A - Z ga teng, bu erda A - berilgan izotopning massa soni (qarang). Yadroni tashkil etuvchi proton va neytron nuklonlar deyiladi. Yadroda nuklonlar maxsus yadro kuchlari bilan bog'langan.
Atom yadrosi yadro reaktsiyalari paytida ajralib chiqadigan katta energiya zaxirasiga ega. Yadro reaktsiyalari atom yadrolari elementar zarrachalar yoki boshqa elementlarning yadrolari bilan o'zaro ta'sirlashganda sodir bo'ladi. Yadro reaktsiyalari natijasida yangi yadrolar hosil bo'ladi. Masalan, neytron protonga aylanishi mumkin. Bunday holda, yadrodan beta-zarracha, ya'ni elektron chiqariladi.
Proton yadrosida neytronga o'tish ikki yo'l bilan amalga oshirilishi mumkin: yoki massasi elektronning massasiga teng bo'lgan, lekin pozitron (pozitron parchalanishi) deb ataladigan musbat zaryadga ega bo'lgan zarrachadan chiqariladi. yadro, yoki yadro eng yaqin K-qobig'idan elektronlardan birini ushlaydi (K - tutib olish).
Ba'zida hosil bo'lgan yadro ortiqcha energiyaga ega (u hayajonlangan holatda) va normal holatga o'tib, ortiqcha energiyani shaklda chiqaradi. elektromagnit nurlanish juda qisqa to'lqin uzunligi bilan. Yadro reaktsiyalari jarayonida ajralib chiqadigan energiya amalda turli sanoat tarmoqlarida qo'llaniladi.
Atom (yun. atomos — boʻlinmas) kimyoviy elementning kimyoviy xossalariga ega boʻlgan eng kichik zarrasi. Har bir element ma'lum turdagi atomlardan iborat. Atomning tuzilishi musbat elektr zaryadga ega bo'lgan yadroni va uning elektron qobig'ini tashkil etuvchi manfiy zaryadlangan elektronlarni (qarang). Yadroning elektr zaryadining qiymati Z-e ga teng, bu erda e elementar elektr zaryad, kattaligi bo'yicha elektron zaryadiga teng (4,8 10 -10 e.-st. birlik), Z - atom raqami. kimyoviy elementlarning davriy tizimidagi ushbu elementning.Ionlashtirilmagan atom neytral bo'lgani uchun, unga kiritilgan elektronlar soni ham Z ga teng. Yadro tarkibiga nuklonlar, massasi massasidan taxminan 1840 marta ko'p bo'lgan elementar zarralar kiradi. elektron ( g ga teng), protonlar , musbat zaryadlangan va zaryadsiz neytronlar. Yadrodagi nuklonlar soni deyiladi massa raqami va A harfi bilan belgilanadi. Yadrodagi Z ga teng protonlar soni atomga kiradigan elektronlar sonini, elektron qobiqlarning tuzilishini va atomning kimyoviy xossalarini aniqlaydi. Yadrodagi neytronlar soni A dan Z gacha. Izotoplar bir xil elementning navlari deyiladi, ularning atomlari massa soni A bo'yicha bir-biridan farq qiladi, lekin bir xil Z ga ega. Shunday qilib, bir elementning turli izotoplari atomlarining yadrolarida mavjud. boshqa raqam bir xil miqdordagi protonlar uchun neytronlar. Izotoplarni belgilashda element belgisining yuqori qismida A massa raqami, pastki qismida esa atom raqami yoziladi; Masalan, kislorodning izotoplari quyidagicha belgilanadi:
Atomning o'lchamlari elektron qobiqlarning o'lchamlari bilan belgilanadi va barcha Z uchun taxminan .Atomning barcha elektronlarining massasi yadro massasidan bir necha ming marta kichik bo'lganligi sababli, atomning massasi. atom massa soniga proportsionaldir. Berilgan izotop atomining nisbiy massasi uglerod izotopi C 12 atomining massasiga nisbatan aniqlanadi, 12 birlik sifatida qabul qilinadi va izotop massasi deyiladi. Bu mos keladigan izotopning massa soniga yaqin bo'lib chiqadi. Kimyoviy element atomining nisbiy og'irligi izotop og'irligining o'rtacha (ma'lum element izotoplarining nisbiy ko'pligini hisobga olgan holda) qiymati bo'lib, atom og'irligi (massasi) deb ataladi.
Atom mikroskopik tizim bo'lib, uning tuzilishi va xossalarini faqat 20-asrning 20-yillarida yaratilgan va hodisalarni atom miqyosida tasvirlashga mo'ljallangan kvant nazariyasi yordamida tushuntirish mumkin. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, mikrozarralar - elektronlar, protonlar, atomlar va boshqalar korpuskulyarlardan tashqari, to'lqin xususiyatlari diffraksiya va interferentsiyada namoyon bo'ladi. Kvant nazariyasida mikro-ob'ektlarning holatini tasvirlash uchun to'lqin funksiyasi (r-funksiya) bilan tavsiflangan ma'lum bir to'lqin maydonidan foydalaniladi. Bu funktsiya mikroob'ektning mumkin bo'lgan holatlarining ehtimolini belgilaydi, ya'ni uning u yoki bu xususiyatlarining namoyon bo'lishining potentsial imkoniyatlarini tavsiflaydi. Bu funktsiyani topish imkonini beruvchi r funksiyaning fazo va vaqtdagi oʻzgarish qonuni (Shredinger tenglamasi) kvant nazariyasida klassik mexanikada Nyutonning harakat qonunlari kabi rol oʻynaydi. Shredinger tenglamasining yechimi ko'p hollarda tizimning diskret mumkin bo'lgan holatlariga olib keladi. Shunday qilib, masalan, atom misolida, qator to'lqin funktsiyalari turli (kvantlangan) energiya qiymatlariga mos keladigan elektronlar uchun. Kvant nazariyasi usullari bilan hisoblangan atomning energiya darajalari tizimi spektroskopiyada yorqin tasdig'ini oldi. Atomning eng past energiya darajasi ga mos keladigan asosiy holatdan har qanday qo'zg'aluvchan holatlarga o'tishi - energiyaning ma'lum bir qismi yutilganda sodir bo'ladi. Hayajonlangan atom odatda foton chiqishi bilan kamroq qo'zg'aluvchan yoki asosiy holatga o'tadi. Bunda foton energiyasi hv atomning ikki holatdagi energiyalari orasidagi farqga teng: bu yerda h Plank doimiysi ( ), v chastotasi. yorug'likdan.
Atom spektrlaridan tashqari, kvant nazariyasi atomlarning boshqa xossalarini tushuntirishga imkon berdi. Xususan, valentlik, tabiat kimyoviy bog'lanish va molekulalarning tuzilishi, elementlarning davriy sistemasi nazariyasi yaratildi.
Yadro o’lchami - yadroning mavjudlik sohasi yoki yadro kuchlarning ta’sir sferasidir. Yadroning o’lchami (radiusi) bo’lib, atom radiusidan marotabakichikdir.Yadro o’lchamini tajribada aniqlashning ko‘pginausullaribor. Masalan, elektron va neytronlarning atom yadrosidan sochilishiga ko‘ra, undan tashqari yadro radiusini «ko‘zgu» yadrolarga, protonlarning elektrostatik ta’sir energiyasini o‘rganish, μ -mezonlar rentgen nurlanishni o‘rganish va alfa radioaktiv yadrolarning yemirilish qonunini o‘rganish yo’li bilan ham aniqlash mumkin. Yuqorida sanab o‘tilgan usullar yadroviy kuchning o‘zaro ta’sir sohasini yoki elektromagnit o‘zaro ta’sir sohasini aniqlashga asoslangan. Turli usullar yadro taxminan shar shaklida ekanligi va aniq chegaraga ega ekanligini hamda radiusi massa soniga bog’liq ravishda orttirib borishligini ko‘rsatadi. Bu yerda R₀ - doimiy kattalik. Uning qiymati yadro radiusini turli usullarda aniqlashga ko'ra, ga teng
(1 Fermi =10^-13 sm).
Tez neytronlarning sochilishiga oid tajribalardan   α-parchalanish natijalaridan  , zaryadli zarralar ta’sirida bo’ladigan yadro reaksiyalari natijalariga ko‘ra  Yadroni shar shaklida deb qarab, ifodadan hajm birligidagi zarralar sonini topamiz. Yadro zichligi hajm birligidagi nuklonlar sonining massasi m_n ga ko‘paytmasiga teng. Ko‘rinib turibdiki, yadro hajm birligidagi nuklonlar soni, yadro zichligi, nuklonlar orasidagi masofa ham o‘zgarmas, yadro turiga bog’liq emas. Demak, yadro nuklon lari orasidagi masofa barcha yadrolar uchun o‘zgarmas ekan, yadro siqilmaydi, massa soni ortishi bilan hajmi otrib boradi. Yadro kuchlari qisqa masofada katta kuch bilan ta’sir etadi.
Bog’lanish energiyasiYadro bog’lanish kuchlari tufayli A nuklondan, ya’ni Z proton va neytrondan tashkil topgan sistemadan iborat. Agar yadroni uni tashkil qiluvchi nuklonlarga ajratmoqchi bo’lsak, bog’lanish kuchining ta’siriga qarshi ish bajarish kerak. Bu ishning kattaligi bog’lanish energiyasi yoki yadro barqarorligining o’lchamidir. Bog’lanish energiyasi deb, nuklonlarga kinetik energiya bermasdan nuklonlar orasidagi bog’lanishni (o‘zaro aloqani) uzish uchun kerak bo’lgan energiyaga aytiladi. Bu energiyani yadrodagi nuklonlaming o‘zaro ta’sir (yadro kuchlar) qonuniyati hozircha noma’lum bo’lsa ham, energiyaning saqlanish qonuni va nisbiylik nazariyasining massa bilan energiya orasidagi bog’lanish ifodasi
dan foydalanib topish mumkin.
Agar yadroning massasi — M(A, Z)ni, uni tashkil qilgan nuklonlar massa soniga to‘g‘ri keluvchi massalari yig’indisiga solishtirsak, birinchi massa ikkinchisidan biroz Δ m ga kichik ekanligini ko‘ramiz. Bu massalaming farqi massa defekti deb ataladi. Massa defektiga to‘g‘ri keluvchi energiya nuklonlarni birlashtirib, yadro hosil qilishga mos keluvchi energiyani, ya’ni bog’lanish energiyasini ifodalaydi. Hozirgi vaqtda yadro massasini yuqori aniqlikda o’lchashlik defekt massani, ya’ni yadro bog’lanish energiyasini katta aniqlikda hisoblash imkoniyatini yaratdi. Bog’lanish energiyasi formulasini neytral atomlar massalari orqali ifodalash qulaydir, chunki odatda jadvallarda atom massalari keltiriladi. Buning uchun proton massasi shu yadro atomining massasi bilan almashtiriladi va atomdagi tegishli elektronlaming massasi hisobga olinadi: Yadro bog’lanish energiyasining bitta nuklongato‘g‘ri keluvchi qiymati solishtirma bog’lanish energiyasi deb ataladi:
Yadroning mustahkamligini xarakterlashda bog’lanish energiyasidan tashqari zichlashish koeffitsienti ishlatiladi. Har bir nuklonga to‘g‘ri keluvchi defekt massaga zichlashish (upakovka) koeffitsienti deb ataladi