Altın ve demir atomlarındaki protonlar, nötronlar ve elektronlar aynı mıdır?
Altın ve demir farklı değerlere sahip metallerdir, ancak çocuklar bile altının daha pahalı olduğunu bilir, aksi halde bir inç zamanın bir inç altının olmadığını nasıl söyleyebiliriz? İki değer arasında çok büyük bir fark vardır, ancak gerçek doğalarında çok fazla fark yoktur çünkü altın atomları ile demir atomlarını oluşturan nötronlar ve elektronlar arasında hiçbir fark yoktur!
Maddeden yapılan nedir?
Elektron, atomun içinde keşfedilecek ilk parçacık olmalıdır. Cambridge Üniversitesi Cavendish Laboratuvarı'ndan Joseph Thomson tarafından 1897'de Hertz'in deneyini tekrarlarken keşfedildi, ancak 1899'da Thomson fotoelektrik etki deneyini yapıyordu ve Termiyonik emisyon deneyi, yalnızca önceki katot ışını aynı yük-kütle oranına sahip olduğunda onaylandı. İnsanlar tarafından keşfedilen ilk temel parçacıktır
Çekirdeğin keşfi
Rutherford tarafından 1909 yılında alfa parçacıkları saçıldığında atom çekirdeği dağıldı. Parçacıkların çoğunun altın folyodan geçtiği ve sadece birkaç parçacığın sapıp geri döndüğü keşfedildi.Bu saçılma açısına göre Rutherford, atomda bir kutup olduğunu tahmin etti. Küçük ama son derece büyük, neredeyse tüm atom kütlesini kaplıyor, ancak boyutu inanılmaz derecede küçük.
Protonların keşfi
1815 gibi erken bir tarihte William Prout, çeşitli gazların yoğunluğunun hidrojenin tam sayı katı olduğunu keşfetti, bu nedenle tüm atomların hidrojen atomlarından yapıldığına inanıyordu. Argümanı yanlış olsa da, bunu söylemek zorunda kaldı Fikir gerçekten doğru. Protonların gerçek keşfi, 100 yıldan daha uzun bir süre sonra, 1919 yılına kadar Rutherford, hidrojen çekirdeğini keşfetmek için alfa parçacıklarının nitrojenle çarpışmasını kullanarak protonları keşfetene kadar değildi.
Nötronların keşfi
Rutherford, protonların keşfinden sonra nötron olasılığını önerdi. Tahminleri atom ağırlığı ve atom numarası arasındaki farktan geldi. On yıldan fazla bir süre sonra öğrencisi Chadwick, nitrojen elde etmek için bor-10 çekirdeğini alfa parçacıklarıyla bombaladı. 13 Atom çekirdeği ve yeni bir tür radyasyon Bu yeni radyasyonun, protonlara benzer bir kütleye sahip nötr bir parçacık olduğuna inandı ve teorisini doğrulamak için deneyler tasarladı. Bu tür bir nötr parçacık daha sonra nötron olarak adlandırıldı.
Elbette nötronlar ve protonlar hala bölünebilir, ancak altın, gümüş, bakır ve demirin yeterli olduğunu göstermek yeterlidir!
Çeşitli elementler nasıl üretilir?
Elementlerin bileşimi aslında oldukça basittir, yani nötronların ve protonların kombinasyonu elementlerin sınıflandırmasını belirler.Çekirdekteki protonların sayısı element özelliklerini, nötronların sayısı neyin izotopunu ve dış elektronlar kimyasal özelliklerinin olup olmadığını belirler. Canlı, üç tanıdık parçacık tüm dünyayı oluşturur.
Hidrojen elementi 1: Bir proton, hidrojenin izotopudur, protium, bir proton ve bir nötron döteryumdur ve bir proton ve iki nötron trityumdur.Dünyada en bol olanı döteryumun% 0,02'sini oluşturan protiumdur. Trityum bozunur. Eser miktardır.
İki numaralı helyum elementi: iki proton ve bir nötron helyum üç, iki proton ve iki nötron helyum dört ve dünyadaki tüm helyum dört.
3 numaralı lityum element: Üç proton ve dört nötron, piller için kullanılan lityum olan lityum-7, üç proton ve üç nötron, nötronlar tarafından bombardımana tutulduğunda trityum üretmek için hidrojen bombalarında yaygın olarak kullanılan lityum-6'dır. Veya bir füzyon reaktöründe trityum üretmek için fazla nötron kullanın.
26 no'lu demir element: Demir element 26 proton ve 30 nötron olup, izotopu demir-56'dır. Demirin de birçok izotopu vardır, ancak demir-56'nın çekirdeği en kararlı olanıdır.Aşağıda detaylı olarak açıklayacağız.
........
79 numaralı altın element: Altın element, altın-197 olarak adlandırılan 79 proton ve 118 nötrondur. Ayrıca izotopları da olabilir, ancak hepsi yapaydır! Altın element, doğadaki en istikrarlı elementlerden biridir.
Protonların nötronlara en basit oranı, evrendeki en karmaşık maddeyi oluşturur.Evrendeki tüm maddeler bu maddelerden oluşur.Elbette, sadece nötronlu ve protonsuz bir dünya vardır, çünkü tek bir nötron olacaktır. Bozulma, yani nötron yıldızı bu 0 numaralı elementtir.
Öğeler nasıl ortaya çıkıyor?
Söylemesi çok basit, ancak üretimi zor, çünkü proton çekirdeğini, yani iki protonu birleştirmek çok zordur ve hatta güneşin üzerindeki sıcaklık bile bir şekilde eksiktir. Gamow'un protonların olduğu çıkarımı olmasaydı Coulomb itme bariyerini aşmanın kuantum mekaniği formülü, kuantum tünelleme etkisidir. Herkes hala şaşkınlıkla güneşe bakıyor!
Proton zincir reaksiyonu
Ancak güneşin protium füzyonu bile hala çok yavaş, döteryuma kaynaşma olasılığının milyarda biri kadar, bu olasılık gerçekten çok düşük, neyse ki güneşin içinde bu tür birçok fırsat var, bu yüzden güneşin fırsatları var. Boşa harcanabilir, ancak insanlar için çok zordur ve gereksinimleri karşılayamazlar ve insanlar hala en düşük döteryum ve trityumu kullanır.
Spesifik bağlanma enerjisi hakkında
Çekirdeğin bağlanma enerjisinin nükleon sayısına oranı, spesifik bağlanma enerjisidir.Normal şartlar altında, çekirdeğin nükleon sayısını okumak, bağlanma enerjisi o kadar büyük olur, ancak protium bir istisnadır, çünkü bir protonun döteryum olmak için enerjiyi emmesi ve bir nötron haline gelmesi gerekir. Yani ilk adım özellikle zordur.Döteryum ve trityum söz konusu olduğunda çok daha kolaydır, çünkü nötron uyumu vardır, ancak daha sonra zorlaşmaya başlar.Öğelerin özgül bağlanma enerjisi aşağıdaki gibidir.
Elemana özgü bağlanma enerjisi eğrisi
Öyleyse element üretimi çok basit gibi görünüyor, bu sadece bir proton ve nötron yığınıdır.Ancak, birleşik güçlü kuvvetleri etkisini gösterene kadar protonlar arasındaki güçlü Coulomb itmesinin üstesinden gelmek son derece zordur. Ancak yüksek baskı altında başarılabilir, şimdiye kadar en başarılı olanı yıldızlar.
Altın ve demir nasıl ortaya çıktı?
Aslında, güneşin dayanma yeteneği hala çok sınırlıdır, çünkü gelecekteki füzyon sınırı yalnızca güneşin sıcaklığında karbon ve oksijene ulaşabilir, ancak evrende güneşten çok daha büyük yıldızlar vardır, bu nedenle nükleer füzyonları hidrojenden demire kadar uzanabilir. :
Protium Döteryum Helyum-3 Helyum-4 Berilyum-8 Karbon-12 Oksijen-16 Neon-20 Magnezyum-24 Silikon-28 Kükürt - 32 Argon - 36 Kalsiyum-40 Titanyum-- 44 krom-48 demir-52 nikel-56
Yani yıldız füzyonunun son unsuru nikel-56 olacak, ancak tekrar demire dönüşecek, ancak yıldız çekirdeği demire kaynaştığında yıldızın sonu gelecek.Demir çekirdek artık enerji üretmiyor ve radyasyon basıncı sağlayamıyor. Çökecek ve bir süpernovanın patlamasına neden olacak, bu nedenle gelecekte daha ağır elementler, bu süreçte patlayan nötron akışındaki hızlı nötron yakalama sürecinde daha ağır elementleri sentezleyecek.
Hızlı ve yavaş nötron yakalama
Hızlı nötron yakalama demir esaslı çekirdekler gerektirir. Süreç aslında karmaşık değildir. Çekirdekler daha fazla nötron yakaladığında bozunur ve kararsız hale gelir. Yani bir nötron bozunup protona dönüştüğünde, element numarası +1 olur ve süpernova hızla patlar. Nötron akışında kaç nötron yakalandığı ve hangi elementin bozulma ile kararlı olduğu kadere bağlıdır, ancak çekirdek sayısı ne kadar yüksekse olasılık o kadar düşüktür, bu nedenle altının kıymeti anlam kazanır!
Nötron yakalama ile oluşturulan ağır elementlerin şematik diyagramı
Başka bir yol da kırmızı dev yıldızın içindeki yavaş nötron yakalama yöntemidir.İlke aynıdır, ancak ağır elementlerin üretimi daha yavaştır, ancak neyse ki, kırmızı dev yıldız süper uzun (süpernova için), bu nedenle ağır elementlerin yarısından fazlasını da üretebilir. .
Nötron yıldızı birleşmesi
Tabii ki, nötron yıldızları (yıldızların sonlarından biri, genellikle güneş kütlesinin 8-20 katı aralığında yıldızların son oluşumu) çok sayıda ağır element oluşturmak için çarpışan, çünkü bunların hepsi nötronlar ve çarpışmadan sonra nötron yıldızlarının durumunu kaybedenler tarafından popüler hale getirilmiş olmalısınız. Sonra bu nötronlar birbiri ardına çürümeye başladı ve oluşan ağır elementlerin oranı son derece yüksekti, bu nedenle nötron yıldızları gerçek altın madenleri.
En kararlı altın ve en kararlı demir
Altın kimyasal olarak en kararlı metallerden biridir, binlerce yıldır toprağa gömülüdür ve yüzen toprak hala altındır.Paslanmak neden kolay değildir? Yukarıda elektronlardan bahsettik, çünkü elektron katmanının düzenlenmesi, elementin kimyasal özelliklerinin kararlılığı ile büyük bir ilişkiye sahiptir.Teorik olarak, altının elektron katman dağılımı 28 1832181, daha sonra en dış katmanındaki elektronlar Kaybetmesi kolay olan tek bir tane var, ama nasıl istikrarlı olabilir?
Altın elementin çekirdeği dışındaki elektronların dizilişi 5d106s1'dir, yani altının çekirdeği dışında 6 elektron tabakası vardır ve en dış tabakada sadece bir elektron vardır, ancak dış tabakadaki ve üçüncü tabakadaki elektronlar da onun kimyasal özelliklerini etkiler. Bu nedenle, altın element kimyasal bir reaksiyona girecekse, sadece en dıştaki elektronları değil, ikinci dış elektronları da kaybetmek gerekir.Elektronların bu kısmını kaybetmek için çok fazla enerji absorbe etmesi gerekir.Bu seviyeye ulaşılmadığında altın Elementler kendi yöntemleriyle hareket ediyor, bu yüzden bin yıl sonra hala altın olacak.
Ancak bu, altının gerçekten değişmeden kalabileceği anlamına gelmez.Aqua regia'da (3: 1 hacim oranında konsantre hidroklorik asit (HCl) ve konsantre nitrik asit (HNO) karışımı) işe yaramayacağı için doğrudan çözün.
En sağlam demir?
Demir en kararsız element olmalıdır.Her yerde paslanır.Diğer metallerle özel bir alaşım oluşturmadıkça paslanması kolay değildir.Dolayısıyla demir stabildir 100 kişinin itiraz edeceği tahmin edilmektedir. Aslında demir böyle bir erdemdir, ama bahsettiğimiz şey demirin kimyasal özellikleri değil, çekirdeğinin stabilitesidir, özgül bağlanma enerjisinin zirvesindedir, yani toplanması ve bölünmesi en zor olanıdır. Atom çekirdeği teorik olarak fisyon olabilir, ancak demirden önce teorik olarak kaynaştırılabilir.Demir, bu çukurun hemen dibindedir, bu nedenle element demir geldikten sonra ne füzyon ne de fisyon mümkün olur. Bu nedenle, demir en kararlı olanıdır. Karşı çıkın!
Bununla birlikte, yukarıda belirtildiği gibi, demir hızlı nötronlar tarafından daha yüksek numaralı bir element haline getirilebilir, ancak bu onun en kararlı element haline gelmesini etkilemez, aksi takdirde dünyamız yalnızca en değerli demire sahip olacaktır.
Altın ve demir atomlarındaki protonlar, nötronlar ve elektronlar arasında bir fark var mı?
Önceki makalede, elementlerin giriş ve çıkışlarını zaten anladık, bu yüzden sonunda altın atomlarındaki elektronlar ile demir atomlarındaki elektronlar arasında hiçbir fark olmadığını ve protonlarının da nötronlarla aynı olduğunu doğruladık.Tabii ki, altın ve demirden bahsetmeye gerek yok. Yani, evrendeki tüm görünür maddenin elektronları aynıdır.
Burada görünür maddeden bahsediyoruz ve bunlara karşılık gelenler karanlık madde ve karanlık enerjidir.Bu konuda kafamız karıştı.Sadece karanlık maddenin yerçekimsel ve zayıf etkileşime sahip olduğunu, karanlık enerjinin itme ürettiğini anlıyoruz.Ayrıca, bunun gibi Bilim adamları, bu iki maddenin neyden yapıldığına dair sadece omuz silkebiliyorlar, bu da onların da çaresiz olduklarını gösteriyor.
