√ Ορισμός χημικών υποατομικών σωματιδίων, μερών και τύπων (πλήρης)

Ορισμός χημικών υποατομικών σωματιδίων, μερών και τύπων (πλήρης) – Σε αυτή τη συζήτηση θα εξηγήσουμε τα Χημικά Υποατομικά Σωματίδια. Το οποίο περιλαμβάνει την κατανόηση χημικών υποατομικών σωματιδίων, τμημάτων υποατομικών σωματιδίων και τύπων υποατομικών σωματιδίων με μια πλήρη και εύκολα κατανοητή συζήτηση. Για περισσότερες λεπτομέρειες, δείτε προσεκτικά την κριτική παρακάτω.

Ορισμός χημικών υποατομικών σωματιδίων, μερών και τύπων (πλήρης)

Ας συζητήσουμε πρώτα προσεκτικά την έννοια των χημικών υποατομικών σωματιδίων.

Ορισμός Υποατομικών Σωματιδίων

Τα υποατομικά σωματίδια ή σωματίδια είναι σωματίδια μικρότερα από τα άτομα. Γύρω στο 1940, ο αριθμός των υποατομικών σωματιδίων που ήταν γνωστά στην επιστήμη που μπορούσαν να μετρηθούν στα δάχτυλα του ενός χεριού, πρωτόνια, νετρόνια, ηλεκτρόνια, νετρίνα και ποζιτρόνια.

Τα τρία πρώτα σωματίδια αναφέρονται ως τα δομικά στοιχεία από τα οποία αποτελούνται τα άτομα. πρωτόνια και νετρόνια στον ατομικό πυρήνα και ηλεκτρόνια σε τροχιά γύρω από τον πυρήνα τους. Τα πιο περίεργα νετρίνα και ποζιτρόνια βρίσκονται έξω από την ατμόσφαιρα της Γης και είναι αβέβαιης/σημαντικής προέλευσης.

Οι απόψεις της ύλης άλλαξαν δραματικά τις επόμενες δύο δεκαετίες. Με την εφεύρεση των επιταχυντών σωματιδίων (atom-smashers) και την ανακάλυψη της πυρηνικής σχάσης και σύντηξης, ο αριθμός των ανακοινωθέντων υποατομικών σωματιδίων αυξήθηκε.

Αρκετοί χημικοί έχουν ανακαλύψει έναν αριθμό σωματιδίων που υπάρχουν σε υψηλότερες ενέργειες από αυτές που παρατηρούνται συχνά στη ζωή καθημερινά: σωματίδια σίγμα, σωματίδια δέλτα, σωματίδια λάμδα, σωματίδια έψιλον και άλλα σωματίδια με τη μορφή θετικών, αρνητικών και ουδέτερος. Μέχρι το τέλος της δεκαετίας του 1950, πολλά υποατομικά σωματίδια είχαν ανακαλυφθεί από ορισμένους φυσικούς, και το ονόμασαν λίστα «ζωολογικού κήπου σωματιδίων».

Μοντέλα Κουάρκ

Γύρω στο 1964, ο Αμερικανός φυσικός Murray Gell-Mann (1929) και ο Ελβετός φυσικός George Zweig (1937) πρότειναν ανεξάρτητα μια διέξοδο από τον ζωολογικό κήπο των σωματιδίων. Υποδηλώνουν ότι τα σχεδόν 100 υποατομικά σωματίδια που έχουν ανακαλυφθεί μέχρι στιγμής δεν είναι πραγματικά στοιχειώδη (θεμελιώδη) σωματίδια.

Αντίθετα, προτείνουν ότι υπάρχουν σχετικά λίγα στοιχειώδη σωματίδια και σωματίδια Άλλα υποατομικά σωματίδια που έχουν ανακαλυφθεί αποτελούνται από διάφορους συνδυασμούς σωματιδίων πραγματικά βασικό.

Τμήμα Υποατομικών Σωματιδίων

Τα μέρη ενός υποατομικού σωματιδίου είναι τα εξής:

• Αντισωματίδια
  Υποατομικά σωματίδια που είναι παρόμοια με τα πρωτόνια, τα νετρόνια, τα ηλεκτρόνια και άλλα υποατομικά σωματίδια, αλλά έχουν μια ιδιότητα (όπως ένα ηλεκτρικό φορτίο) μπροστά τους.
• Ατομικός αριθμός
  Ο αριθμός των πρωτονίων στον ατομικό πυρήνα
• Μονάδα ατομικής μάζας (amu)
  Μονάδα μέτρησης μάζας για μικρά σωματίδια
• Στοιχειώδη Σωματίδια
  Ένα υποατομικό σωματίδιο που δεν μπορεί να διασπαστεί σε απλούστερα σωματίδια
• Gluon
  Ένα στοιχειώδες σωματίδιο θεωρείται υπεύθυνο για τη μεταφορά της ισχυρής δύναμης (η οποία συγκρατεί τα νετρόνια και τα πρωτόνια στον ατομικό πυρήνα)
• Επίπεδο ενέργειας
  Μια περιοχή σε ένα άτομο όπου είναι πιο πιθανό να βρεθούν ηλεκτρόνια
• Graviton
  Ένα στοιχειώδες σωματίδιο θεωρείται ότι είναι υπεύθυνο για τη μεταφορά της βαρυτικής δύναμης
• λεπτόνια
  Ένας τύπος στοιχειώδους σωματιδίου
• Ισότοπο
  Μια στοιχειακή μορφή στην οποία τα άτομα έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό αριθμό νετρονίων
• Φωτόνιο
  Ένα στοιχειώδες σωματίδιο που μεταφέρει την ηλεκτρομαγνητική δύναμη
• περιστροφές
  Μια θεμελιώδης ιδιότητα όλων των υποατομικών σωματιδίων που αντιστοιχεί στην περιστροφή τους γύρω από την προέλευσή τους
• Κουάρκς
  Ένας τύπος στοιχειώδους σωματιδίου

Τα πολύ στοιχειώδη σωματίδια ονομάζονται κουάρκ και λεπτόνια. Κάθε ομάδα σωματιδίων, με τη σειρά της, αποτελείται από έξι τύπους σωματιδίων. Στα έξι κουάρκ, για παράδειγμα, δίνονται τα περίεργα ονόματα των άνω, κάτω, γοητείας, περίεργα, πάνω (ή αλήθεια) και κάτω (ή ομορφιά).

Τα έξι κουάρκ μπορούν να συνδυαστούν, σύμφωνα με τους Gell-Mann και Zweig, για να παράγουν σωματίδια όπως πρωτόνια (δύο κουάρκ πάνω και ένα κάτω κουάρκ) και νετρόνια (ένα προς τα κουάρκ και δύο κάτω κουάρκ).

Εκτός από τα κουάρκ και τα λεπτόνια, οι επιστήμονες έχουν υποθέσει την ύπαρξη ορισμένων σωματιδίων που «φέρουν» διαφορετικούς τύπους δυνάμεων. Ένα από τα γνωστά σωματίδια είναι το φωτόνιο. Τα φωτόνια είναι ένας περίεργος τύπος σωματιδίων χωρίς ορατή μάζα που είναι υπεύθυνα για τη μετάδοση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας από το ένα μέρος στο άλλο.

Στη δεκαετία του 1980, ανακαλύφθηκαν άλλα τρία σωματίδια φορέα δύναμης: τα μποζόνια W +, W - και Z 0. Αυτά τα σωματίδια φέρουν ορισμένες δυνάμεις που μπορούν να παρατηρηθούν κατά τη διάρκεια της ραδιενεργής διάσπασης της ύλης. (Τα ραδιενεργά στοιχεία εκπέμπουν αυθόρμητα ενέργεια με τη μορφή σωματιδίων ή κυμάτων με τη διάσπαση των ατομικών τους πυρήνων).

Οι επιστήμονες έχουν υποθέσει ότι υπάρχουν δύο άλλα σωματίδια που φέρουν δύναμη, ένα από τα οποία φέρει δύναμη ισχυρό, ένα γλουόνιο (το οποίο ενώνει πρωτόνια και νετρόνια στον πυρήνα) και ένα που φέρει τη βαρυτική δύναμη, γκραβιτόνια.

Σημαντικοί τύποι υποατομικών σωματιδίων

Τα πέντε πιο σημαντικά υποατομικά σωματίδια είναι το πρωτόνιο, το νετρόνιο, το ηλεκτρόνιο, το νετρίνο και το ποζιτρόνιο. Κάθε ένα από αυτά τα σωματίδια μπορεί να περιγραφεί πλήρως με μάζα, ηλεκτρικό φορτίο και σπιν. Επειδή η μάζα των υποατομικών σωματιδίων είναι τόσο μικρή, συχνά δεν μετριέται σε ουγγιές ή γραμμάρια αλλά σε μονάδες ατομικής μάζας (ετικέτα: amu) ή ηλεκτρονιοβολτ (ετικέτα: eV).

Μια μονάδα ατομικής μάζας είναι περίπου ίδια με τη μάζα ενός πρωτονίου/νετρονίου. Ένα ηλεκτρόνιο βολτ είναι στην πραγματικότητα μια μονάδα ενέργειας, αλλά μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση μιας μάζας λόγω της σχέσης μεταξύ μάζας και ενέργειας (E = mc 2 ). Ακολουθεί μια εξήγηση των πέντε πιο σημαντικών υποατομικών σωματιδίων.

1. Πρωτόνιο

Το πρωτόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο με θετικό φορτίο με ατομική μάζα περίπου 1 amu. Τα πρωτόνια είναι ένα από τα θεμελιώδη συστατικά όλων των ατόμων. Μαζί με τα νετρόνια, βρίσκονται σε μια εξαιρετικά συγκεντρωμένη περιοχή του διαστήματος εντός του ατόμου που ονομάζεται πυρήνας.

Ο αριθμός των πρωτονίων καθορίζει τη χημική ταυτότητα του ατόμου. Αυτή η ιδιότητα είναι τόσο σημαντική που της δόθηκε ένα ειδικό όνομα: ατομικός αριθμός. Κάθε στοιχείο στον περιοδικό πίνακα έχει έναν μοναδικό αριθμό πρωτονίων στον πυρήνα του και, επομένως, πολλά μοναδικά άτομα.

2. Νετρόνια

Ένα νετρόνιο έχει μάζα περίπου 1 amu και δεν έχει ηλεκτρικό φορτίο. Βρίσκεται στον ατομικό πυρήνα μαζί με τα πρωτόνια. Τα νετρόνια είναι συχνά σταθερά σωματίδια στο ότι μπορούν να παραμείνουν αμετάβλητα στον πυρήνα για αόριστο χρονικό διάστημα. Κάτω από ορισμένες συνθήκες, ωστόσο, ένα νετρόνιο μπορεί να υποστεί αυθόρμητη διάσπαση, διασπώντας σε πρωτόνια και ηλεκτρόνια.

Ελλείψει ατομικών πυρήνων, ο χρόνος ημιζωής για αυτήν την αλλαγή - ο χρόνος που θα χρειαζόταν για τη διάσπαση του μισού κάθε νετρονίου του δείγματος - θα ήταν περίπου 11 λεπτά.

3. Ηλεκτρόνιο

Τα ηλεκτρόνια είναι σωματίδια που φέρουν μια μονάδα αρνητικού ηλεκτρισμού με μάζα περίπου 1/1800 Amu, ή 0,0055 Amu. Όλα τα άτομα περιέχουν ένα ή περισσότερα ηλεκτρόνια που βρίσκονται στον εξωτερικό χώρο του ατομικού πυρήνα.

Τα ηλεκτρόνια είναι διατεταγμένα σε συγκεκριμένες περιοχές του ατόμου γνωστές ως ενεργειακά επίπεδα. Κάθε επίπεδο ενέργειας σε ένα άτομο μπορεί να περιέχει κάποιο μέγιστο αριθμό ηλεκτρονίων, από δύο έως το πολύ οκτώ.

4. Νετρίνα

Τα νετρίνα είναι άπιαστα υποατομικά σωματίδια που αποτελούνται από μερικές από τις πιο βασικές φυσικές διεργασίες του σύμπαντος. Όπως η διάσπαση των ραδιενεργών στοιχείων και οι αντιδράσεις σύντηξης που τροφοδοτούν τον Ήλιο, υποτέθηκαν αρχικά γύρω στο 1930 από τον Ελβετό φυσικό Wolfgang Pauli (1900-1958). Ο Πάουλι προσπαθούσε να βρει έναν τρόπο να εξηγήσει τη φαινομενική απώλεια ενέργειας που συμβαίνει κατά τη διάρκεια ορισμένων πυρηνικών αντιδράσεων.

5. Θετικόν ηλεκτρόνιο

Το ποζιτρόνιο είναι ένα υποατομικό σωματίδιο που είναι πανομοιότυπο από κάθε άποψη με ένα ηλεκτρόνιο εκτός από το ηλεκτρικό του φορτίο. Το ποζιτρόνιο φέρει μία μονάδα θετικού ηλεκτρισμού σε αντίθεση με μία μονάδα αρνητικού ηλεκτρισμού.

Το ποζιτρόνιο υποτέθηκε στα τέλη του 1900 από τον Βρετανό φυσικό Paul Dirac. (1902-1984) και παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Αμερικανό φυσικό Carl Anderson (1905-1991) σε ακτίνες κοσμικό λουτρό.

Το ποζιτρόνιο είναι το πρώτο αντισωματίδιο που ανακαλύφθηκε ότι είναι το πρώτο σωματίδιο που έχει ιδιότητες παρόμοιες με τα πρωτόνια, τα νετρόνια και τα ηλεκτρόνια, αλλά με μια ιδιότητα την ακριβώς αντίθετη από τη δική τους.

Έτσι έχει εξηγηθεί για Ορισμός χημικών υποατομικών σωματιδίων, μερών και τύπων (πλήρης), ελπίζουμε ότι μπορεί να προσθέσει τη διορατικότητα και τις γνώσεις σας. Σας ευχαριστούμε για την επίσκεψη και μην ξεχάσετε να διαβάσετε άλλα άρθρα.