原子は宇宙のすべてを構成しています。そのため、科学者が原子構造を理解することが重要です。最大の星から最小の単細胞生物まで、すべての存在は原子の独自の配置に基づいて存在しています。原子は、どんな化学的方法でも分割できない物質の最小単位です。
それらを亜原子粒子に分解することはできますが、安全に行う方がよいでしょう。原子を分裂させると、核エネルギーが大量に放出されます。これらの粒子を構成するものは何ですか?原子構造と原子の歴史を見てみましょう。さらに、これらの小さな粒子が何であるかを理解することが非常に重要である理由を学びましょう.
アトムの歴史
人間は宇宙の起源について推測してきました。私たちが意識的な思考を形成している限り、宇宙は構成要素です。紀元前 5 世紀にさかのぼると、2 人の古代ギリシャの科学者が、物質はアトモスと呼ばれる分割できないビルディング ブロックで構成されていると理論付けました。
古代ギリシャ語のアトモスという言葉は、「不可分」を意味します。科学者が原子構造について積極的に理論化を開始したのは 1661 年でした。ジョン・ダルトンという英国の化学者が著書「A New System of Chemical Philosophy」を出版したのはその頃です。 」ダルトンは現在、最初の実行可能な原子理論を作成したとされていますが、人々は 19 世紀の終わりまで彼の研究をほとんど無視していました.
ダルトンは、単一元素のすべての原子が同一であるという事実のように、現在私たちが真実として受け入れている多くのことを理論化しました.古代ギリシャ人と同じように、ダルトンも原子は破壊できないという理論を立てました — 少なくとも化学的手段では.
1934 年、すべての原子を構成する 3 つの異なる亜原子粒子を発見した後、イタリアの物理学者エンリコ フェルミは初期の粒子加速器を使用して中性子を原子に衝突させ、放射性同位体を作成しました。 4年後、ドイツのオットー・ハーンとフリッツ・シュトラスマンが同じ方法で最初のウラン原子を分割しました。彼らは核分裂の最初の例を作成しました。
彼らが言うように、残りは歴史です。中性子が原子を分裂させる魔法の杖になったのはなぜですか?その質問に答えるには、すべての原子を構成する 3 つの亜原子粒子を詳しく調べる必要があります。原子の部分を理解することは、解決策を見つけるのに役立ちます。
陽子
陽子は、原子核を構成する 2 つの亜原子粒子の 1 つです。アーネスト・ラザフォードは、1911 年の金箔実験中にこれらの粒子を発見しました。この実験中に、彼はアルファ粒子 (ヘリウム原子の原子核) を金箔の薄いシートに送りました。
正のアルファ粒子はそらされ、負の電荷または電荷を持たないものは通過しました。この実験により、ラザフォードは陽子の存在を理論化することができました。彼はまた、これらの粒子が正電荷を保持していることも発見しました.
中性中性子
中性子は、陽子に加えて、すべての原子の原子核に存在する他の亜原子粒子です。中性子は正の陽子に対して反対の電荷を持っている代わりに、電荷をまったく持っていません。
フォールアウト ゲーム フランチャイズで人気のあるジョークがあります。中性子がバーに足を踏み入れ、バーテンダーに 1 杯いくらかかるか尋ねます。バーテンダーは彼を見て言います。
中性子は、ジェームズ・チャドウィックによって 1932 年まで発見されませんでした。彼は透過放射線で原子を攻撃することによって粒子を検出しました。これらの粒子の中立性は、エンリコ フェルミの原子分割法に最適であった理由も説明しています。中性子は電荷を持たないため、正に帯電した陽子や負に帯電した電子に反発されません。したがって、それらは妨げられずに原子核に直接通過できます。
負の電子
素粒子に関して言えば、電子は最も初期の発見です。ジョン・ジョセフ・トムソン卿は、1897 年に陰極線を使った実験中にそれらを発見しました。彼は、彼が使用していた陰極線が負の電荷を持っていて、それらが原子核の一部ではないことを突き止めました.
代わりに、電子は、特定の数の粒子しか保持できないシェル内の原子核を周回します。 1913 年、ニールス ボーアは電子殻を含む原子のモデルを開発しました。彼はまた、電子が内殻から外殻に移動するには、エネルギーを吸収する必要があるという理論をまとめました。逆に、原子核に近づくにはエネルギーを放出する必要があります。
原子の外殻は、原子価殻として知られています。ほとんどの場合、これは最も反応性の高い電子がたむろする場所です。原子結合を作成するのは、原子価殻間で電子を交換することです。
この情報は、宇宙を構成する素粒子のごく一部にすぎません。これら 3 つのコンポーネントは、よく知られている原子を構成している可能性がありますが、さらに小さい数十の原子が存在します。これらを理解することは、宇宙を理解するのに役立つかもしれません.
原子構造の重要性
科学者にとって、原子の部分を理解することはなぜそれほど重要なのですか?
宇宙のすべてを構成するだけでなく、結合力、磁気特性、電気伝導度、さらにはさまざまな元素の融点/沸点など、さまざまなことを決定します。化学者はこの情報を使用して、化学反応速度と、反応が進む方向を予測できます。
物理学者は、原子を使用して放射線のスペクトルを監視し、特定のアプリケーションに対してどの元素が安全であるかを確認します。また、適切な安全装置がなければ危険になるものを指示することもできます.
それは本質的に、化学、物理学、およびそれらに関連するすべての分野の基礎です。これらの元素が原子レベルでどのように機能するかを理解することで、特定の状況下でそれらがどのように反応するかを包括的に把握することができます.
原子のパーツを使って私たちの世界を研究する
原子は私たちの周りのすべてを作成します。その構造と働きを理解することは、中学校の理科の試験に合格する以上に必要です。この知識は、化学者や物理学者が世界がその核心でどのように機能するかを理解するのに役立ちます。
