Молекулы и атомы для детей: Мультфильм Развлечеба 1 сезон 20 серия
❗❓Наука для детей — Молекулы и атомы | Смешарики Пинкод
Подписывайся на канал TVSmeshariki: youtube.com/c/smeshariki и не забудь НАЖАТЬ НА КОЛОКОЛЬЧИК 🔔 Каждую ПЯТНИЦУ на нашем канале TVSmeshariki премьерные серии НОВОГО сезона мультсериала Смешарики Пин-код и Смешарики Спорт! Не пропустите!
#Смешарикивернулись
ПИНКОД (сезон гуманитарных технологий) — Все серии: goo.gl/vahwfD
Пин-код. Смешарики | Познавательные мультики для детей — 1 сезон: goo.gl/nzj76y
Пин-код. Смешарики | Познавательные мультики для детей — 2 сезон: goo.gl/FTTAFS
Пин-код (2017 год) + Смешарики Спорт: goo.gl/RJKJVf
Плейлист для выходных: goo.gl/qFucmE
Смешарики 2D. Все серии подряд | HD: goo.gl/6Q62F2
Смешарики Новые приключения : goo.gl/54Bvc9
Смешарики 2009 года : goo.gl/3WC17H
Смешарики. Сборники : goo.gl/6osQFm
Лучшие мультфильмы: goo.gl/sf7FqY
Смотрите также:
Смешарики — Азбука здоровья youtu.be/pMfeKQgfwTo
Смешарики — Умный дом youtu.be/jvtWyKYckI0
Смешарики 2D — Чистый спорт youtu.be/oWfOqQkM5JM
Смешарики — Шуша youtu.be/T2tNCm7yPRE
Смотрите также свои любимые серии про:
Лосяша : goo.gl/RwUjtc
Копатыча : goo.gl/8Jz5GA
Карыча : goo.gl/fnvKNV
Пина : goo.gl/eMYexH
Ёжика : goo.gl/NRsTLe
Бараша : goo.gl/D7Q3Vv
Нюшу : goo.gl/ULC6fi
Кроша : goo.gl/dGGLJ8
Совунью : goo.gl/EXyEgQ
В преддверии наступления Нового года Бараш ищет чуда. С помощью Шаролета он уменьшается до размеров молекул и атомов и изучает их изнутри, чтобы найти то, куда ученые еще не смогли добраться. Найдет ли Бараш чудо для себя внутри молекул и атомов?
Наука для детей — Смешарики Пин-Код — интересные факты о растениях, о технике, передаче информации, о человеке, о Земле, физических и химических явлениях. Наука для школьников может показаться скучной, но с эпизодами Пин-Кода от Смешариков учиться легко и интересно. Эпизоды из серий подойдут также и для маленьких детей. Ведь все научные факты сопровождаются занимательным анимационным видеорядом. Физика для детей от Смешариков — это весело и познавательно!
Ссылка на серию: youtube.com/watch?v=L8EKfH_7rI…
Мы в социальных сетях!
Группа Вконтакте: vk.com/smeshariki
Мы в Инстаграм instagram.com/smeshariki_offic…
Мы на Фейсбуке: facebook.com/TVSmeshariki/?ref…
Мы в Одноклассниках: ok.ru/smeshariki
Следи за нами в Твиттере twitter.com/TVSmeshariki
Все мультклипы подряд goo.gl/ZCJv2v
Смотреть Смешарики онлайн все серии подряд на русском языке вы можете в хорошем качестве совершенно бесплатно без регистрации. Приятного просмотра!
Сказка про молекулу: физика для детей
Начать объяснять ребенку, как устроен мир можно с самого детства. Почему бы не знакомить кроху с физикой еще до школы? Поможет в этом сказка про молекулу. Вы можете выдумать ее самостоятельно, к примеру, за ужином рассказать ребенку о том, чем вода отличается ото льда и пара. Интересно то, что в некоторых школах детям дают творческие задания – придумать интересные приключения молекулы в сказочной форме. Таким образом, воспринимать физику становится намного интереснее. Что ж, давайте сегодня на ночь вместо обычных волшебных героев, познакомим своего ребенка с молекулой воды, которая живет в стакане или бутылке воды.
Сказка про молекулу: физика ближе к ребенку
Привет, меня зовут Синди. Вам может показаться, что все молекулы воды одинаковы и имена нам ни к чему. Если посмотреть на людей с космоса, они также могут казаться совершенно одинаковыми, на самом же деле каждый индивидуален и прекрасен по-своему. Так и мы – молекулы, хоть и очень похожи, но все же у каждого есть свое имя, а если нас поставить на огонь кто-то из нас превратиться в пар первым и улетит высоко, кто-то же до последнего будет метаться по кастрюле, как кипяток.
У людей есть органы, я тоже состою из атомов. Но если у людей в системе много органов, у меня все намного проще. Я состою всего лишь из трех атомов – одного кислорода и двух водорода. Когда-то мы стояли на складе, была зима, это было очень грустное для нас время. Мы прижимались друг к другу, не могли ходить, даже говорить было трудно. Но мы быстро адаптируемся к любим условиям, да и ждать долго не пришлось. Вскоре нас принесли в одну семью, которая состояла из двух человек. Мы сразу поняли, раз людей, которые будут пользоваться нами, мало, мы еще долго пробудем в этой десятилитровой банке.
Каждый день кого-то из нас забирали, я знала когда-то придет и мой черед. Мне было очень интересно, что же со мной произойдет. Нальют ли меня в чашку и отправят ли путешествовать по телу человека. Тогда бы я узнала много интересного о внутреннем мире людей. Ну а затем исследовала бы трубы, потекла куда-то вниз. Другой альтернативой могла бы быть лишь плита. Мною бы залили овощи или кашу, подо мной бы включили огонь, я бы начала бегать по кастрюле с другими молекулами. А потом бы я смогла познать мир. Полететь высоко в небо. Да, я бы превратилась в пар, я бы попрощалась со своими подругами, мы разлетелись бы в разные стороны, каждая бы познавала мир по-своему. И кто-то бы улетел до тучи, а кто-то бы остался на стекле, а затем стек по нему вниз.
Но догадки о своем будущем я строила не часто. Я пыталась наслаждаться моментом, как обычно этого учат сказки про молекулы. Я общалась с подружками, и они рассказывали мне о том, где они уже бывали. Кто-то был частью огромного океана, кто-то был спасением для странника в пустыне, кто-то стал частью ливня и урагана, затапливающего целые селения. Я же делилась тем, как питала корни деревьев, поднималась по стебелькам, попадала в листочки, а затем попадала в рот лани. Жаль, я не могла помнить много о своих путешествиях. Атом кислорода, два атома водорода. Там не было места для того, чтобы хранить много воспоминаний. Мы помнили мало и казалось, что наши воспоминаниях хранятся не в нас, а летают где-то рядом, как большая и великая память всей Земли. Мы очень любили нашу родину – прекрасную голубую планету Землю.
Как-то раз в одно утро человек нажал на кнопку, и под давлением я полилась в кастрюлю. Мною залили овсяную крупу. И вот я уже на огне. И вот начинается моя новая жизнь, новые приключения.
Автор — Маргарита Сурженко
Ми створили більше 300 безкоштовних казок на сайті Dobranich. Прагнемо перетворити звичайне вкладання спати у родинний ритуал, сповнений турботи та тепла. Бажаєте підтримати наш проект? Будемо вдячні, з новою силою продовжимо писати для вас далі!
ПІДТРИМАТИ
Атомы и молекула (игра для детей)
Игра «Атомы и молекулы» идеально подойдёт детям постарше. Её правила достаточно интересны и увлекательны, поэтому они с удовольствием в неё поиграют. Играть в «Атомы и молекулы» можно как на улице, так и в спортивном зале или дома.
Что развивает?
Игра «Атомы и молекулы» развивает логику и внимание, а также способствует развитию ловкости и быстроты реакции.
Для игры понадобятся:
- Площадка для игры
Как играть (правила)
Шаг 1.
Объясните детям, что такое атомы и молекулы (если они этого не знают). Скажите, что атомы могут превращаться в молекулы, и в одной молекуле может быть несколько атомов. |
Шаг 2.
Расскажите детям правила игры и объясните, что такое реакция.
|
Шаг 3.
Дайте команду, например: «Реакция по три!». После неё атомы должны разбиться в команду по три человека. Таким образом, они создадут молекулу. |
Шаг 4.
Вторая ваша команда: «Реакция окончена!» — послужит сигналом к распаду атомов.
|
Важно помнить!
Перед игрой, особенно для детей младшего возраста, необходима небольшая настройка. Детей просят закрыть глаза и представить, что каждый из них – маленький атом, а если соединить их вместе, они превратятся в молекулы. Потом вы можете сказать: «Сейчас вы откроете глаза и начнёте беспорядочное движение в пространстве». Далее следует объяснить правила, и тогда игра пройдёт весело и интересно.
Наши дети познают этот мир и проходят важные этапы развития – через игру. Так формируются мыслительные процессы, память, логика, воображение. А еще мальчики и девочки, играя, учатся существовать в команде, взаимодействовать, быть терпимей и мудрей.
Здорово, когда и родители включены в этот процесс, помогают малышам и детям постарше в том, как научиться правильно играть. И, конечно, совместные часы активностей – это отличное времяпрепровождение для всей семьи, когда разные поколения всё лучше «узнают» особенности друг друга, учатся понимать и слушать.
Из всех вариаций игр – подвижных, уличных, для маленьких и больших компаний, для взрослых и малышей – выбирайте ту, которая по душе. Например, игра «Атомы и молекула» станет отличным поводом провести время с пользой. Узнайте, что нужно для игры «Атомы и молекула», каковы правила игры и какие качества она развивает.
Играйте вместе, учите детей и узнайте правила новых полезный активностей!
Леонид Евсеев: «Человек — Вселенная, это не метафора, а голимая правда» |
Мы — дети звезд, наномашины, собранные из триллионов атомов в молекулы в результате самосборки. Инструкция по такой самосборке хранится в ДНК.
Как и все дети, моя внучка иногда задает такие вопросы, на которые сразу и не ответишь.
Например, глядя на то, как я измеряю давление электронным тонометром, она выдала:
— Ты смотришь, сколько жизни осталось?
В другой раз после фильма-сказки о Вселенной она заявила, что звездочки — это люди, когда-то жившие на планете, но они ушли и оказались на Небе.
Сейчас она учится во втором классе и вспоминает то время, когда она «была маленькой». Теперь ее вопросы более серьезные:
— А что такое атомы?
— Ну, это такие малипусенькие частички, из которых состоит весь мир.
— И мы тоже?
— Да, и мы тоже
— Значит, атомы живые?
— Думаю, что да, но наука пока не знает. (Некоторые ученые предполагают, что атомы все-таки записывают информацию, в том числе и о человеке, в котором они «живут», атомы «запоминают» эмоции, переживания и это «запоминание» никуда не девается).
Звездочки — люди — всего лишь образ детского восприятия мира, но при более глубоком размышлении приходишь к выводу, что этот образ имеет место быть во Вселенной. Нет, конечно, ушедшие люди не стали звездочками, но атомы, из которых они состояли вернулись во Вселенную, и скорее всего с информацией о каждом человеке.
Возраст любого атома вашего тела — миллиарды лет. Водород, самый распространённый элемент во вселенной и основная часть нашего тела, был создан во время Большого Взрыва около 13,7 миллиардов лет назад. Более тяжёлые атомы, такие как углерод и кислород, образовались в звёздах 7-12 миллиардов лет назад и были выброшены в космос, когда звёзды взрывались. Некоторые из взрывов были настолько сильны, что они произвели элементы тяжелее железа. Это значит, что состав вашего тела по-настоящему древний. Мы — звёздная пыль — дети звезд, часть звездного вещества. Звезды, «посеяли» по Вселенной барионную материю, (нейтроны, протоны, электроны), атомы тяжелых элементов, из которых впоследствии формировалось все сущее, неживое и живое, в том числе и все мы. «Например, наличие железа в нашем организме, которое определяет цвет нашей крови (и цвет поверхности Марса тоже), является результатом производства железа внутри звёзд, которое высвобождается после их гибели. Спектральный анализ вещества внутри звёзд и галактик показывает, что все тела во Вселенной состоят из одинакового набора элементов, составляющих таблицу Менделеева, а все живые организмы, включая растительный мир, имеют единого предка (a common ancestor), т. е. они появились из одного и того же корня дерева жизни. Само дерево жизни состоит из трёх основных частей (eukarya, archaea, bacteria) и лишь две ветки «eukarya» включают в себя весь растительный и животный миры. (И. Гулькаров. Чикаго)
Барионной материи, из которой состоим мы и окружающий нас мир, во всей видимой Вселенной всего 5%. Остальные 95% — это темная материя (23%) и темная энергия (72%), о которых мы ничего не знаем и лишь строим догадки о сущности той и другой.
Нет, вы только подумайте, мы, скорее, исключение во Вселенной, которая «выделила» на галактики, звездные скопления, планеты и пр. материю, в том числе и на человечество, и, возможно, на другие разумные существа жалкие 5%! Но как выделила! По сути, подстроила все параметры под человека еще в момент своего возникновения, то есть 14,5 млрд лет назад. Подстройка произошла тончайшая! Изменись фундаментальные мировые константы (скорость света, масса протона, гравитационная постоянная и т. д., всего сегодня открыто около 70 констант) на сотые доли процента и не то, что жизнь, а и вся наша Вселенная вряд ли бы появилась, но именно благодаря этим фундаментальным параметрам на нашей планете такое разнообразие жизни.
Не исключено, что жизнь существует и вне Земли. А ничего себе планчик, с заглядом на 14,5 миллиардов лет вперед! Само наше появление на свет — чудо.
Вероятность такого появления ничтожна мала, но, тем не менее, мы — есть! Наша родословная уходит своими корнями в глубокое прошлое, как миниум, она насчитывает 3,7 млрд лет, когда в архейскую эпоху появились первые живые организмы (возможно, они были занесены из космоса). То, что вы читаете эту публикацию говорит об одном — ваша родословная не прерывалась ни разу за 3,7 млрд лет, несмотря на всяческие катаклизмы, которым подвергалась наша планета, в противном случае вас бы просто не было. Ничего страшного, что нашим предком была архейская бактерия, прекрасно обходившаяся без кислорода. Видимо, в благодарность за жизнь, человек является обиталищем жизни для 40 триллионов бактерий, их столько, сколько и клеток в нашем организме (Рон Зендер (Ron Sender) из Института науки Вейцманна в Реховоте).
Мы познаем этот мир. Кстати, о познании. За него отвечает хромосома № 2, которая «работает» всего на 8%, но каких процентов! Благодаря этой хромосоме, которая, по мнению ученых, была «встроена» искусственно на этапе эволюции человека, формируется «колонка кортекса» нашего мозга, отвечающая за формирование способности осознавать происходящее, сострадание, логику мышления и т. д.
Атомы, взятые «взаймы» у Вселенной для отдельного человека, вновь возвращаются во Вселенную, чтобы стать… «кирпичиками» для построения живой и неживой материи. И до рождения каждого из нас они уже существовали. Сколько в каждом из нас атомов из периода, когда по земле бродили динозавры, сколько атомов, когда на месте нашей планеты было только газо-пылевое облако? Много, миллионы и миллиарды. Мы дышим атомами ушедших поколений. Атомы и великих гениев, и великих преступников свободно обращаются в окружающем нас мире и так же свободно обретаются в нас. «Живое существо есть «гостиница» атомов, везде только одни живые атомы: они и в пылающих солнцах и в горячей глубине планет, и в холодных туманностях, и на дне океанов, и в воздушных высотах. Они и в животных, и в растениях, и в камнях, и в огне — так написал К. Циолковский в своей работе «Приключения атома».
Человек — это чудо! Как из неживого появилось живое — загадка, есть теории, предположения, но тайна живой клетки, состоящей из миллионов структур, способной делиться и поддерживать жизнь, остается тайной. Человек состоит из триллионов живых клеток, они работают взаимосогласованно, а клеток насчитывается 220 типов! Клетки сердца «понимают» клетки мозга, клетки печени обмениваются информацией с клетками почек, причем, обмен информацией происходит мгновенно, 1 млрд метров — такова протяженность нервных волокон в нашем теле. Суммарная длина всех 46 молекул ДНК в одной клетке равна приблизительно 2 м, они содержат около 3,2 млрд пар нуклеотидов. Общая длина ДНК во всех клетках человеческого тела составляет 1011 км, что почти в тысячу раз больше расстояния от Земли до Солнца. Разве это не чудо?!
Самая большая в природе молекула находится в нашем теле. Ею является первая хромосома. Первая хромосома — самая большая и состоит из около 10 миллиардов атомов, что позволяет ей хранить большое количество генов.
Далее, на каждом из нас почти 5,5 кв. м. кожи, каждый глаз имеет 120 фоторецепторов, голосовые связки певца за один концерт вибрируют 1,5 млн раз, в каждом легком более 300 млн алвеол с толщиной стенок в 1 клетку! 10 млн рецепторов носа распознают с каждым вдохом 10 тыс запахов. Капилляры, вены, артерии — 96 тысяч км. И во всем этом хозяйстве поддерживает жизнь 280 граммовое сердце! Если сложить силу дневных сокращений сердца ее хватит чтобы поднять легковой автомобиль на 9 м.
А вот «электронный формат» человека: Каждая клетка содержит 1,5 гигабайта нашего генетического кода. Таким образом, один человек хранит около 60 секстибайт (1 секстибайт=1024 экзабайт=1 180 591 620 717 411 303 424 байта) информации. Это невероятно большой объем данных. По словам Veritasium, в 2020 году объем хранящейся во всем мире информации достигнет только 40 секстибайт. Теперь можно понять, как много информации записано в одном человеке и выражение — «Человек — это Вселенная» отнюдь не метафора.
«Оцифровка» одного человека современными носителями заняла бы тысячи лет, но с появлением квантового компьютера этот процесс пойдет намного быстрее, а то, что он пойдет, ясно уже сегодня. И тогда появятся наши клоны — virtual populis, живущие только в виртуальном мире. Физическая сущность человека уже не будет иметь никакого значения. Эмоции, любовь, гнев — все будет там, в виртуале. Для поддержания такой жизни будет достаточно солнечного света, перерабатываемого в электричество. И пока будет светить Солнце — будет «кипеть» виртуальная жизнь. Эти земные города энергии — industria urbis не будут похожи на нынешние. Полусферы из высокопрочного материала, усваивающего свет, будут разбросаны по Земле. В каждой — миллиарды виртуальных людей, создающих для себя любую среду, любой мир, передвигающихся со скоростью света. Возможно, кто-то предпочтет не покидать свою физическую оболочку, но истощаемые ресурсы планеты, умирающий мир насекомых, млекопитающих, климатические и другие катаклизмы заставят людей уйти в виртуальный мир. Трудно сказать какие там будут законы, формы управления, кто будет иметь доступ к «рубильнику»? Возможно, эта будущая, ни на что не похожая цивилизация будет построена по принципу пчелиной семьи, или семьи муравьев, с сохранением индивидуальности каждого человека? Кто его знает. Нет предела разуму человека. Нынешний человек и виртуальный человек будущего вряд ли поймут друг друга.
Жизнь станет вечной. «Ни болезни, ни печали, ни воздыхания». И даже тогда, когда наше Солнце начнет испепелять Землю, превращаясь в красного гиганта, города энергии спокойно отправятся к другим солнцам, по пути извлекая энергию из вакуума. Это будет покруче «Матрицы».
По сравнению с жизнью человека атомы, из которых он состоит, могут жить 1035 лет. Это экспериментальное нижнее ограничение на период полураспада протона. Поскольку протоны входят в состав всех ядер, то примерно таким является «максимальное гарантированное» экспериментальной физикой время жизни атомов, стабильных по отношению к другим видам радиоактивности. То есть, может быть, они живут и дольше, но уж никак не меньше. Творец, создавая «кирпичики» бытия, сделал их почти вечными и необычайно прочными. Между частицами атома действует сила в 150 тысяч ньютонов, это вес 15-тонного груза. Представляете, какой колоссальной энергией обладает человек! Атомная активность со смертью не прекращается, тогда, что же происходит с этими атомами, когда человек отправляется в мир иной?
Атомы, входящие в каждую из ваших клеток, даже кальций, из которого состоят кости, редко остаются в вашем теле надолго. Они также разбиваются, выводятся в кровоток, фильтруются печенью и почками, выходят из организма, а другие атомы попадают в него и выстраиваются в новые молекулы и клетки. Если бы вы сравнили свое нынешнее тело со своим телом через год, вы бы обнаружили, что 99,999% ваших атомов были заменены. Но в любой отдельно взятый момент ваше тело примерно состоит из:
1,7×1027 атомов кислорода;
8,4×1026 атомов углерода;
4,3×1027 атомов водорода;
7,7×1025 атомов азота.
И меньше 1% составляет все остальное, вместе взятое, во главе с кальцием, фосфором, серой, натрием, калием и хлором. Вот из такого набора сформирован «Царь природы». Ничего особенного! Человек — это «мыслящая» вода, воздух и…. пустота, точнее, виртуальные частицы в пустоте, порождаемые вакуумом. Взрослый человек состоит из около 7 000 000 000 000 000 000 000 000 000 (7 октиллионов) атомов. Если из атомов, которые составляют всех людей на нашей планете, удалить пустоту, то все человечество сжалось бы до размеров яблока.
Атомов в человеке так много, что если бы производили подобные расчеты для воздуха, который в настоящее время у вас в легких, мы бы обнаружили, что примерно один атом в легких каждого из нас был в легких Цезаря (Ленина, Вашингтона или Александра Дюма) во время их последнего вздоха. Подумайте об этом в следующий раз, когда сделаете глубокий вдох или выпьете воды. На уровне атомов мы связаны круче, чем может предположить правило пяти, семи или ста тридцати пяти рукопожатий. Атом доказывает вечность жизни. Но еще круче мы связаны с миром природы на квантовом уровне. На этом уровне каждый придорожный камень, каждая травинка, каждое облако, насекомое или животное нам братья и сестры. Мы — одно целое. Утрачивая это понимание мира, в котором мы живем, мы можем утратить и себя.
Долгие годы наука считала, что у клеток отсутствует индивидуальность. Предполагалось, что они должны действовать в группе, как нити в материи. Тем не менее, последние открытия профессора Брайена Форда, биолога и президента Кембриджского исследовательского сообщества, говорят о другом. Его работа раскрывает тот факт, что каждая отдельная клетка человека является целостным существом с интеллектом, которое сообщает и делится информацией. С такой точки зрения, каждая клетка, состоящая из молекул и атомов, является целостным организмом, в действительности способным принимать решения.
Через 4 миллиарда лет наша галактика Млечный Путь столкнется с ближайшей к нам галактикой Андромедой. До Андромеды от нас по прямой 2,5 миллиона световых лет, или примерно 23,6 квинтиллиона километров (23651826181452000000 км). И вот на таком расстоянии наш невооруженный глаз способен разглядеть небольшое пятнышко света у горизонта (если мысленно провести под углом в 30 градусов линию от Полярной звезды к созвездию Пегаса). Это и есть Андромеда. Разве возможности нашего зрения не удивляют? Фотоны света, которые вы увидите, начали своё путешествие ещё тогда, когда человека не было. Людям ещё предстояло эволюционировать. Мы способны видеть невообразимо далеко и смотреть в прошлое на 2,5 миллиона лет назад. Человеческий глаз, если сравнивать его с фотокамерой, обладает разрешающей способностью в 500 мегапикселей (самый дорогой фотоаппарат Hasselblad h5D 200MS имеет разрешение в 200 мегапикселей, но это весьма условный подход, так как глаз, несомненно, обладает большими возможностями, различая миллионы цветов, он способен уловить всего 1(!) фотон! Глаз настолько сложная оптическая система, что трудно представить его формирование в процессе эволюции. Поневоле прислушаешься к Соломону: «Ухо слышащее и глаз видящий — и то и другое создал Господь (Притчи 20:12)
Мы часто удивляемся окружающему миру, но главное удивление и тайна — это мы сами, скорее исключение во Вселенной, нежели закономерность.
Строение вещества — урок. Физика, 7 класс.
Мельчайшей частицей вещества, которая определяет все свойства данного вещества, является молекула.
Молекула состоит из атомов. Число атомов и их распределение в молекуле является различным. В природе существует немногим более сотни атомов различного вида. Элементы обобщены и расположены в периодической таблице химических элементов, им даны наименования, например: водород, азот, углерод.
Рис. \(1\). Таблица Менделеева
Молекулы одного и того же вещества одинаковы.
Например, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода.
Рис. \(2\). Молекула
Молекулы вещества находятся в непрерывном движении.
Движение частиц вещества называют тепловым движением.
Чем выше температура вещества, тем быстрее движение молекул.
Твёрдые вещества
В твёрдых веществах атомы или молекулы расположены близко друг к другу, и в результате их взаимодействия могут происходить только колебательные движения около определённой точки.
Рис. \(2\). Расположение молекул в твёрдых телах
В твёрдых кристаллических веществах атомы расположены в определённом порядке и образуют кристаллическую решётку. Кристаллическим веществом является поваренная соль (атомы натрия — красного цвета, атомы хлора — синего).
Рис. \(3\). Кристаллическая решётка
В твёрдых аморфных веществах атомы расположены беспорядочно. Аморфными веществами являются смола, янтарь.
В жидкостях расстояние между молекулами больше, чем в твёрдых веществах, и движение молекул свободнее.
Рис. \(4\). Расположение молекул воды
Молекулы газа находятся на больших расстояниях друг от друга. Поэтому взаимодействие молекул газа не учитывается. Пространство между молекулами позволяет сильно сжимать газы.
Рис. \(5\). Молекулы водяного пара
Другие видеоуроки по школьной программе смотрите на InternetUrok.ru
Газ не имеет своей формы. Газ заполняет весь предоставленный объём, легко смешивается с другими газами. Энергия газа заключена в скорости движения его молекул. Каждая молекула пролетает большое расстояние, прежде чем столкнётся с другой молекулой или стенкой сосуда. Если молекулы находятся на очень большом расстоянии, то силы между ними уже не действуют.
Интересное видео «Взаимодействие молекул»:
Другие видеоуроки по школьной программе смотрите на InternetUrok.ru
Источники:
Рис. 3. Кристаллическая решётка. © ЯКласс.
Рентген — БУЗОО Городская поликлиника №9
Режим работы кабинета рентгенодиагностики
Рентгеновские снимки проводятся с 8-00 до 11-00;
Флюорографические снимки с 8-30 до 13-00 и с 15-00 до 18-00;
График работы Кабинета флюорографии с ПН по ПТ первая смена с 8-30 до 13-00, вторая смена 15-00 до 18-00.
Выходной СБ, ВС.
Рентгенологическое обследование: типы обследований, дозы облучения, безопасность и риски рентгенологического обследования.
Рентгенологические обследования являются одними из наиболее распространенных в современной медицине. Рентгеновское излучение используется для получения простых рентгеновских снимков костей и внутренних органов, флюорографии, в компьютерной томографии, в ангиографии и пр.
Исходя из того рентгеновское излучение относится к группе радиационных излучений, оно (в определенной дозе) может оказывать негативное влияние на здоровье человека. Проведение большинства современных методов рентгенологического обследования подразумевает облучение обследуемого ничтожно малыми дозами радиации, которые совершенно безопасны для здоровья человека.
Рентгенологические методы обследования используются гораздо реже в случае беременных женщин и детей, однако даже у этих категорий больных, в случае необходимости, рентгенологическое обследование может проведено, без существенного риска для развития беременности или здоровья ребенка.
Что представляют собой волны рентгеновские лучи и какое влияние они оказывают на организм человека?
Рентгеновские лучи являются видом электромагнитного излучения, другими формами которого являются свет или радиоволны. Характерной особенностью рентгеновского излучения является очень короткая длина волны, что позволяет этому виду электромагнитных волн нести большую энергию и придает ему высокую проникающую способность. В отличие от света, рентгеновские лучи способны проникать сквозь тело человека («просвечивать его»), что позволяет врачу рентгенологу получить изображения внутренних структур тела человека.
По сути дела рентгеновские лучи «это очень сильный свет», который не видим для глаз человека, но может «просвечивать» даже такие плотные предметы, как металлические пластины.
Медицинские исследования рентгеновскими лучами (рентгенологические исследования) во многих случаях предоставляют важную информацию о состоянии здоровья обследуемого человека и помогают врачу поставить точный диагноз в случае целого ряда сложных заболеваний.
Рентгенологическое исследование позволяет получить изображения плотных структур организма человека на фотографической пленке (рентгенография), либо на экране (рентгеноскопия).
Большая проникающая способность и энергия рентгеновских лучей делают их довольно опасными для организма человека. Рентгеновское излучение является одним из наиболее распространенных видов радиации. Во время прохождения через организм человека рентгеновские лучи взаимодействуют с его молекулами и ионизируют их. Говоря проще, рентгеновские лучи способны «разбивать» сложные молекулы и атомы организма человека на заряженные частицы и активные молекулы. Как и в случае других видов радиации, опасным считается только рентгеновское излучение определенной интенсивности, которое воздействует на организм человека в течение достаточно долгого промежутка времени. Подавляющее большинство медицинских обследований в рамках которых применяется рентгенологическое излучение, используют рентгеновские лучи с низкой энергией и облучают тело человека очень малые промежутки времени в связи с чем, даже при их многократном повторении они считаются практически безвредными для человека.
Дозы рентгеновского излучения, которые используются в обычном рентгене грудной клетки или костей конечностей не могут вызвать никаких немедленных побочных эффектов и лишь очень незначительно (не более чем на 0,001%) повышают риск развития рака в будущем.
Измерение дозы облучения при рентгенологических обследованиях
Как уже было сказано выше, влияние рентгеновских лучей на организм человека зависит от их интенсивности и времени облучения. Произведение интенсивности излучения и его продолжительности представляет дозу облучения.
Единица измерения дозы общего облучения человеческого тела это миллиЗиверт (мЗв). Также, для измерения дозы рентгеновского излучения используются и другие единицы измерения, включая рад, рем, Рентген и Грей.
Разные ткани и органы организма человека обладают различной чувствительностью к облучению, в связи с чем, риск облучения различных частей тела в ходе рентгенологического обследования значительно варьирует.
Термин эффективная доза используется в отношении риска облучения всего тела человека. Например, при рентгенологическом обследовании области головы, другие части тела практически не подвергаются прямому воздействию рентгеновских лучей. Однако, для оценки риска представленного здоровью пациента рассчитывается не доза прямого облучения обследуемой зоны, а определяется доза общего облучения организма – то есть, эффективная доза облучения. Определение эффективной дозы осуществляется с учетом относительной чувствительности разных тканей, подверженных облучению. Также, эффективная доза позволяет провести сравнение риска рентгенологических исследований с более привычными источниками облучения, такими как, например, радиационный фон, космические лучи и пр.
Расчет дозы облучения и оценка риска рентгенологического облучения
Ниже представлено сравнение эффективной дозы радиации, полученной во время наиболее часто используемых диагностических процедур, использующих рентгеновское излучения с природным облучением, которому мы подвергаемся в обычных условиях в течение всей жизни. Необходимо отметить, что указанные в таблице дозы являются ориентировочными и могут варьировать в зависимости от используемых аппаратов и методов проведения обследования.
Процедура
|
Эффективная доза облучения
|
Сопоставимо с природным облучением, полученным за указанный промежуток времени
|
Рентгенография грудной клетки
|
0,1 мЗв
|
10 дней
|
Флюорография грудной клетки
|
0,3 мЗв
|
30 дней
|
Компьютерная томография органов брюшной полости и таза
|
10 мЗв
|
3 года
|
Компьютерная томография всего тела
|
10 мЗв
|
3 года
|
Внутривенная пиелография
|
3 мЗв
|
1 год
|
Рентгенография – верхний желудка и тонкого кишечника
|
8 мЗв
|
3 года
|
Рентгенография толстого кишечника
|
6 мЗв
|
2 года
|
Рентгенография позвоночника
|
1,5 мЗв
|
6 месяцев
|
Рентгенография костей рук или ног
|
0,001 мЗв
|
Менее 1 дня
|
Компьютерная томография – голова
|
2 мЗв
|
8 месяцев
|
Компьютерная томография позвоночника
|
6 мЗв
|
2 года
|
Миелография
|
4 мЗв
|
16 месяцев
|
Компьютерная томография органов грудной клетки
|
7 мЗв
|
2 года
|
Микционная цистоуретрография
|
5-10 лет: 1,6 мЗв
Грудной ребенок: 0,8 мЗв
|
6 месяцев
3 месяца
|
Компьютерная томография черепа и околоносовых пазух
|
0,6 мЗв
|
2 месяца
|
Денситометрия костей (определение плотности костей)
|
0,001 мЗв
|
Менее 1 дня
|
Галактография
|
0,7 мЗв
|
3 месяца
|
Гистеросальпингография
|
1 мЗв
|
4 месяца
|
Маммография
|
0,7 мЗв
|
3 месяца
|
*1 рем = 10 мЗв
Учитывая последние данные о риске радиационного облучения для здоровья человека, количественная оценка риска проводится только в случае получения дозы радиации выше 5 рем (50 мЗв) в течение одного года (для взрослых у детей), либо в случае получения дозы облучения выше 10 рем на протяжении всей жизни, дополнительно к природному облучению.
Существуют точные медицинские данные относительно риска, связанного с высокими дозами облучения. В случае, если общая доза облучения ниже 10 рем (включая природное облучение и облучение на рабочем месте) риск нанесения ущерба здоровью либо слишком низкий для того, чтобы его можно было точно оценить, либо не существует вообще.
В результате эпидемиологических исследований среди людей, подверженных относительно высоким дозам облучения (например, люди, выжившие после взрыва атомной бомбы в Японии в 1945 году) не было выявлено побочных эффектов на состояние здоровья людей, получивших низкие дозы облучения (менее 10 рем) на протяжении многих лет.
Природное облучение
Рентгенологические исследования являются далеко не единственным источником радиации для человека. Люди подвергаются постоянному воздействию радиоактивного излучения (в том числе и в виде рентгеновских лучей) происходящего из различных источников, например, таких как радиоактивные металлы в почве и космическая радиация.
Согласно современным подсчетам, облучение от одного рентгена грудной клетки примерно равняется количеству радиации, получаемой в обычных жизненных условиях за 10 дней.
Уровень безопасности рентгеновских лучей
Как и многие другие медицинские процедуры, рентгеновское исследование не представляет опасности, при осторожном и рациональном использовании. Врачи рентгенологи обучены использовать минимальную дозу облучения, необходимую для получения нужного результата. Количество радиации, используемой в большинстве медицинских обследований очень маленькое, а польза от обследования практически всегда значительно превышает риск данной процедуры для организма.
Рентгеновские лучи действуют на организм человека только в момент включения переключателя аппарата. Длительность «просвечивания» рентгеновскими лучами в случае обычной рентгенографии не превышает нескольких миллисекунд.
Собирательное облучение рентгеновскими лучами на протяжении всей жизни
Решение о проведение рентгенологического исследования должно иметь медицинское обоснования и может быть принято только после сравнения вероятной пользы от исследования и потенциального риска связанного с облучением.
В случае медицинских исследований с низкой дозой облучения принятие решения о рентгенологическом исследовании, как правило, довольно простая задача. В случае исследований с использованием более высоких доз облучения, как например компьютерная томография, а также в случае процедур, включающих контрастные материалы, такие как барий или йодин, рентгенолог может принять во внимание тот факт подвергался ли пациента рентгеновскому излучению ранее, и если да, то в каком количестве.
Если вы подвергались частым рентгенологическим исследованиям и часто меняете место проживания или лечащего врача, записывайте всю историю ваших медицинских исследований.
Рентгенологические обследования во время беременности и кормления грудью
Ограничение использования рентгенологических исследований во время беременности связано с потенциальным риском негативного воздействия дополнительной радиации на развитие плода.
Хотя подавляющее большинство медицинских процедур, использующих рентгеновские лучи, не подвергают развивающегося ребенка критическому облучению и значительному риску, в некоторых случаях может существовать небольшая вероятность негативного влияния рентгеновской радиации на плод. Риск проведения рентгенологического обследования зависит от таких факторов, как срок беременности и тип проводимой процедуры.
При рентгенологических исследованиях области головы, рук, ног или грудной клетки с использованием специальных защитных фартуков для беременных женщин, как правило, ребенок не подвергается прямому воздействию рентгеновских лучей и, следовательно, процедура обследования для него практически безопасна.
Только в редких случаях, во время беременности возникает необходимость провести рентгенологическое обследование области живота или таза, однако даже в такой ситуации врач может назначить особенный вид обследования или, по возможности, ограничить количество обследований и область облучения.
Считается, что стандартные рентгенологические обследования живота не представляют серьезного риска для развития ребенка. Такие процедуры как КТ области живота или таза подвергают ребенка большему количеству радиации, однако также исключительно редко приводят к отклонениям в развитии ребенка.
В связи с тем, что подавляющее большинство рентгенологических обследований у беременных женщин проводятся по жизненным показаниям (например, необходимость исключения туберкулеза или пневмонии) риск проведения данных исследований для матери и будущего ребенка всегда несравнимо ниже возможного вреда, которое может принести им обследование.
Любые процедуры с использование рентгеновского излучения (обычный рентген, флюорография, компьютерная томография) безопасны для кормящих матерей. Рентгеновские лучи не влияют на состав грудного молока. При необходимости проведения рентгенологического обследований у кормящей матери нет никакой необходимости прерывать грудное вскармливание или сцеживать молоко.
В случае кормящих матерей определенную опасность представляют только рентгенологические обследования, которые предполагают введение в организм радиоактивных веществ (например, радиоактивный йод). Перед такими обследованиями кормящим матерям необходимо сообщить врачам о лактации, так как некоторые лекарственные препараты, используемые в ходе проведения обследования, могут попасть в молоко. Для того чтобы избежать воздействия радиоактивных веществ на организм ребенка, врачи, скорее всего, порекомендуют матери на короткое время прервать кормление, в зависимости от типа и количества используемого радиоактивного вещества (радионуклида).
Рентгенологические обследования детей
Несмотря на то, что дети значительно чувствительнее к действию радиации, чем взрослые, проведение большинства типов рентгенологических обследований (даже многократных сеансов в случае необходимости), но в общей дозе ниже 50 мЗв в год не представляет серьезной опасности для здоровья ребенка.
Как и в случае беременных женщин, рентгенологическое обследование в детском возрасте проводится по жизненным показаниям и его риск практически всегда гораздо ниже возможного риска болезни, по поводу которой проводится обследование.
Как вывести радиацию из организма?
В природе существует большое количество источников радиации, носителями которых являются различные физические феномены или химические вещества.
В случае рентгеновского излучения, носителем радиации являются электромагнитные волны, которые исчезают сразу после выключения рентгеновского аппарата и не способны накапливаться в организме человека, как это происходит в случае различных радиоактивных химических веществ (например, радиоактивный йод). В связи с тем, что действие рентгеновского излучения на организм человека заканчивается сразу после завершения обследования, а сами по себе лучи не накапливаются в организме человека и не приводят к образованию радиоактивных веществ, никаких процедур или лечебных мероприятий для «вывода радиации из организма» после рентгена проводить не нужно.
В случае, когда пациент был подвержен обследованию с использованием радионуклидов, следует уточнить у врача, какое именно вещество было использовано, каков период его полураспада и каким путем оно выводится из организма. На основе данной информации врач посоветует план мероприятий по выводу радиоактивного вещества из организма.
Ученые впервые засняли на видео химическую связь между двумя атомами металлов — Наука
ТАСС, 17 января. Ученые из Великобритании и Германии впервые сняли на видео то, как возникает связь между двумя атомами тяжелого металла рения. Также на видео попало то, как она разрывается или деформируется под действием соседних молекул. Снимки опубликовал научный журнал Science Advances.
«Насколько мы знаем, мы впервые проследили и сняли на видео формирование, эволюцию и разрушение химической связи на уровне отдельных атомов. Изучение связей между атомами тяжелых металлов крайне важно для химии, особенно для понимания магнитных, электронных и каталитических свойств тех материалов, в состав которых они входят», — прокомментировал результаты работы один из ее авторов, профессор Ноттингемского университета (Великобритания) Андрей Хлобыстов.
Почти все молекулы во Вселенной состоят из атомов, которые связаны между собой тремя разными путями. Они могут быть соединены прочными ковалентными или ионными связями, которые основаны на «обобществлении» или «экспроприации» электронов между двумя атомами, а также слабыми водородными связями.
Структура и свойства этих связей химики теоретически изучили достаточно давно, их предсказания в целом совпадают с тем, как эти реакции происходят в реальности. С другой стороны, в последние годы ученые начали использовать атомно-силовые микроскопы и другие приборы для того, чтобы получать фотографии реальных связей между атомами и проверять эти расчеты на практике.
В частности, три года назад физики из Японии и Швейцарии смогли впервые «пощупать» и измерить силу водородной связи с помощью атомно-силового микроскопа, молекулы угарного газа и ароматических углеводородов. Эти опыты полностью подтвердили предсказания теоретиков и исключили, что в формировании этой связи участвуют какие-либо неизвестные науке силы.
Атом в нанопробирке
Хлобыстов и его коллеги изучали еще один тип химических связей, которые объединяют атомы всех чистых металлов. Ее называют металлической, в целом эта связь напоминает взаимодействия между ионами, однако в этом случае в ее формировании участвуют не атомы с положительным и отрицательным зарядом, а облака электронов и положительно заряженных атомов.
Металлические связи, как отметил химик, почти не изучали в прошлом, в том числе и потому, что за подобными цепочками атомов крайне тяжело наблюдать. Дело в том, что их свойства сильно меняются в зависимости от того, какие другие соединения или вещества их окружают. Авторы статьи нашли остроумное решение этой проблемы, упаковав два атома рения в своеобразную защитную оболочку из углеродных нанотрубок.
«Нанотрубки помогали нам вылавливать атомы или молекулы и располагать их там, где нужно. В данном случае мы захватили два атома рения и соединили их друг с другом, сформировав молекулу Re2. Рений можно легко увидеть в атомный микроскоп – он намного темнее окружающих его легких атомов благодаря его большому зарядовому числу», — пояснил Хлобыстов.
‘ Видео химической связи между атомами рения. Credit – University of Nottingham’
Поместив подобную молекулу в «пробирку» из нанотрубки, ученые начали обстреливать ее пучками электронов, наблюдая при помощи трансмиссионного электронного микроскопа за тем, где находились атомы рения, а также как была устроена связь между ними. В результате они смогли проследить за тем, как менялось ее устройство по мере движения рения через нанотрубку, как она несколько раз распалась и затем заново сформировалась, а также подсчитать число пар электронов, которые участвовали в ее формировании.
Как оказалось, в этом процессе участвует четыре пары частиц, которые образуют четверную связь между атомами рения. За несколько мгновений перед распадом молекулы эти электроны вели себя совсем не так, как предсказывала теория. Эти сведения, как отмечают исследователи, помогут их коллегам уточнить каталитические свойства рения и найти ему другие полезные применения.
атомов и молекул — Новости для детей
Атом — это основная единица, из которой все сделано. Есть много разных видов атомов с разными названиями, размерами и весом *.
Атомы очень маленькие. Самый большой из них будет примерно в 200 000 раз меньше ширины человеческого волоса. Поскольку они такие маленькие, атомы невозможно увидеть без специальных инструментов.
На данный момент ученым известно около 118 различных видов атомов. Такие атомы называются элементами.Вы, наверное, уже знаете о некоторых из них. Например, гелий, неон и золото состоят из одного атома. Это элементы.
Различные виды атомов, называемые «элементами», расположены в таблице.
Это называется «Периодическая таблица элементов».
(Источник: OpenStax University Physics, через Wikimedia Commons.)
Molecules
Молекулы образуются при соединении атомов. Например, вы могли слышать, как кто-то назвал воду «h3O».Это потому, что два атома водорода (H) и один атом кислорода (O) объединяются в молекулу воды.
Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода (h3O).
(Источник: Wikimedia Commons.)
Молекула — это наименьшее количество чего-то, что вы можете получить, не разбивая его на что-то другое. Например, если вы взяли одну молекулу воды и разбили ее, у вас больше не было бы воды. У вас есть водород и кислород.
Что составляет атом?
В центре атомов есть протоны и нейтроны.Электроны движутся снаружи.
На схеме показаны части атома лития. На самом деле атом так не выглядит.
(Источник: AG Caesar, Wikimedia Commons.)
Каждый атом состоит из трех видов меньших частей: протонов, (которые заряжены положительно), нейтронов, (не имеют заряда) и электронов, (которые заряжены отрицательно). Протоны и нейтроны тяжелее и остаются в середине атома. Их называют ядром.Они окружены облаком движущихся электронов, которые очень легкие и притягиваются к положительному заряду ядра.
У разных атомов разное количество протонов, нейтронов и электронов. Их подсчет покажет вам, из какого элемента находится атом. Например, у атома лития 3 протона, 3 или 4 нейтрона и 3 электрона.
* Ученые обычно предпочитают говорить «масса» вместо «вес».
атомов и молекул — химия для детей
Что такое атом?
Материю можно описать как любой объект, занимающий пространство, имеющий вес и массу.Он всегда находится в одном из трех состояний — твердом, жидком или газообразном, но независимо от того, в каком состоянии он находится, материя состоит из микроскопических частиц, называемых атомами. Атом — это частица, которая является самой основной единицей материи. Любое вещество, будь то твердое, жидкое или газовое, состоит из миллионов этих крошечных частиц.
Происхождение слова «Атом»
Слово «атом» происходит от греческого слова «атомос», означающего «неделимый».
Теория о том, что материя состоит из этих крошечных частиц, была выдвинута древними индийскими и греческими учеными.Однако эта теория не могла быть доказана из-за отсутствия технологий. Эти крошечные частицы настолько крошечные, что их можно наблюдать только с помощью очень мощного инструмента, называемого «сканирующий туннельный микроскоп». С его помощью ученые смогли наблюдать и регистрировать природу этой крошечной частицы.
Структура атома
Структура атома очень напоминает структуру яйца. У него есть ядро посередине, как у яичного желтка. Эта часть состоит из положительно заряженных протонов и нейтрально заряженных нейтронов.Вокруг ядра находятся отрицательно заряженные электроны, подобные белку яйца, которые вращаются вокруг ядра по фиксированным орбитам.
Что такое атомный номер?
Число протонов в атоме известно как атомный номер. Следовательно, если атом имеет атомный номер 8, это означает, что в ядре 8 протонов и что атом принадлежит к элементу Кислород. Вы также можете смело сказать, что у всех атомов кислорода будет 8 протонов.
Что такое молекула?
Когда два или более атома соединяются, они дают начало молекуле.Молекула может состоять из множества атомов одного и того же элемента, как в случае соединения двух атомов кислорода с образованием O2, или комбинации атомов разных элементов; где 2 атома водорода соединяются с одним атомом кислорода с образованием h3O (воды). Человечеству известно 112 элементов, так что можете ли вы представить себе различные перестановки и комбинации молекул, которые могут свободно существовать в природе или быть синтезированы в лаборатории?
Посетите раздел «Химия для детей», чтобы увидеть больше таких интересных видеороликов и интерактивных статей по химии.
Урок по науке об атомах и молекулах для детей
Урок науки: атомы
Когда-то ученые считали, что самым маленьким «строительным блоком» материи был атом , название происходит от греческого слова, означающего «неспособный разрезать». Позже было обнаружено, что хотя атом является самой маленькой единицей, обладающей химическими свойствами элемента , даже атомы состоят из более мелких частиц.Элементы — это простейшие вещества, встречающиеся в природе, и их невозможно расщепить обычными химическими средствами. На сегодняшний день обнаружено по крайней мере 92 встречающихся в природе элемента. Элементы организованы в периодическую таблицу в зависимости от их различных свойств.
Чтобы продемонстрировать идею атома как наименьшей единицы элемента, возьмите стопку канцелярских скрепок и разделите ее на две стопки, а затем снова разделите их пополам. Продолжайте делить, пока у вас не сложится одна скрепка.Первоначальная стопка представляла собой материю, и вы только что разделили материю до ее мельчайших единиц, которые все еще функционируют — одна скрепка все еще скрепляет отдельные листы. Разрежьте скрепку пополам. Он по-прежнему выполняет ту же работу, что и целая скрепка? Нет. Точно так же атом — это наименьшая часть элемента, который все еще функционирует как элемент.
Плотная центральная часть атома, называемая ядром , состоит из протонов и нейтронов . Протоны — это маленькие частицы с положительным электрическим зарядом.Число протонов в атоме, называемое атомным номером , определяет «идентичность» атома или его элемент. Например, все атомы меди состоят из 29 протонов. (Если вы посмотрите на таблицу Менделеева, вы увидите, что элементы упорядочены по атомному номеру.) Нейтроны , как следует из их названия, не имеют электрического заряда, но они значительно увеличивают массу тела человека. атом. Фактически, приблизительно атомных масс атома — это сумма масс протонов и нейтронов, сложенных вместе.(Атомная масса указана прямо под символом элемента в периодической таблице.) Хотя все атомы определенного элемента всегда будут иметь одинаковое количество протонов, иногда атомы этого элемента могут иметь разное количество нейтронов. В данном случае эти атомы называются изотопами.
Атом также содержит другие частицы, называемые электронами, , которые вращаются вокруг ядра . Они имеют настолько маленькую массу, что их игнорируют при вычислении атомной массы.Электроны имеют отрицательный электрический заряд, который уравновешивается положительным зарядом протона, образуя нейтральный атом. Однако при наличии достаточной энергии электроны могут иногда отскакивать от атома, нарушая электрический баланс и давая атому положительный заряд. Точно так же иногда атом может получить дополнительный электрон, придав ему отрицательный заряд. Атомы с несбалансированными электрическими зарядами, положительными или отрицательными, называются ионами . Положительные ионы — атомы, потерявшие электроны — немного меньше исходного атома, а отрицательные ионы, получившие электроны, немного больше.
Урок науки: связывание и молекулы
Вся материя состоит из крошечных атомов, так как же нам получить более крупную субстанцию, такую как вода, сахар или железо? Эти очень маленькие атомы могут соединяться в более крупные соединения: ионов или молекул .
Существуют разные типы облигаций, основанные на различных отношениях между элементами. Когда металлы и неметаллы соединяются, тип связи — , ионный, . Электрон от одного элемента на переходит на на внешний электронный уровень или на валентность другого элемента.Образованные таким образом соединения являются ионами, а не молекулами, потому что связанные атомы изменяют количество своих электронов и, таким образом, становятся электрически несбалансированными.
Молекулы, состоящие из неметаллов, соединены ковалентными связями ; их электроны разделяются на парами атомов, а не переносятся, поэтому связь между ними имеет тенденцию быть очень прочной.
В молекулах, состоящих из металлов, тип связи называется металлический . Название, которое ученые используют для объяснения электронных взаимоотношений в этих молекулах, называется теория «электрон-море» .Как и в молекулах с ковалентными связями, электроны разделены; но они являются общими для всех атомов вместе, а не между отдельными людьми. Валентные электроны (те, что находятся на внешнем электронном уровне) становятся «свободными» и мобильными в середине соединения, ограниченными положительными зарядами протонов соединенных атомов.
Молекулы имеют разную форму в зависимости от типов атомов, связанных вместе. Теория отталкивания электронных пар валентной оболочки (VSEPR) объясняет эту взаимосвязь тем, что молекул будут формировать любую форму, которая будет удерживать валентные электроны в центральном атоме как можно дальше друг от друга .
Соединения атомов могут существовать в трех различных состояниях. Твердые тела состоят из медленно движущихся молекул. Жидкости состоят из более быстро движущихся молекул; силы притяжения между атомами частично преодолеваются движением. В газах молекулы движутся очень быстро, и силы притяжения полностью преодолеваются. Тепло заставляет молекулы двигаться быстрее, поэтому твердый лед при нагревании тает в воду, жидкость. Если кипятить воду на плите, она испарится, когда нагреется, превратившись в газ.Обычно жидкости, состоящие из молекул с высоким атомным весом, кипятят дольше, потому что молекулам требуется больше времени, чтобы начать движение.
Чтобы помочь вам визуализировать, как атомы соединяются в молекулы, поэкспериментируйте с нашим набором молекулярных моделей.
Урок науки: модели атома
Древние думали, что все состоит из четырех элементов: земли, огня, воды и воздуха. Позже ученые пришли к выводу, что вся материя состоит из крошечных невидимых частиц. Они назвали эти частицы атомами , от греческого слова, означающего «неспособный разрезаться».Но как узнать о том, чего не видно? Перед учеными долгое время стояла трудная задача понять структуру атомов путем сбора косвенных свидетельств о них, поскольку они не могут видеть сами атомы. Выдвинутые ими теории называются атомными моделями.
Основы современных атомных моделей были заложены Джоном Далтоном в начале 1800-х годов. Его модель объясняет, что элементы состоят из мельчайших частиц, называемых атомами, что атомы разных элементов имеют разные размеры и свойства, что атомы одного элемента не могут быть преобразованы в атомы другого элемента и что атомы образуют соединения, соединяясь друг с другом.Имея очень мало информации, Дальтон начал пытаться определить массы атомов различных элементов.
Дальтон и другие долгое время считали атом неделимым, но в конце 19 века такие ученые, как Дж. Дж. Томпсон, экспериментируя с электричеством, обнаружил существование в атоме отрицательно заряженных частиц — электронов. Поскольку модель Дальтона не могла объяснить электроны, Томпсон создал новую модель атома. Он утверждал, что электроны существуют в положительно заряженном материале, который их окружает и уравновешивает заряды, делая атом нейтральным.При определенных обстоятельствах, предположил Томпсон, электроны могут быть удалены из атома. Эту атомную модель иногда называют моделью «сливового пудинга», поскольку изображение электронов в положительно заряженном материале скорее похоже на сливы в пудинге.
Модель
Томпсона вскоре перестала соответствовать свидетельствам, обнаруженным в 1911 году Эрнестом Резерфордом, который работал с радиоактивными элементами и положительно заряженными ионами, называемыми «альфа-частицами» (состоящими из двух протонов и двух нейтронов), которые испускались этими элементами.Резерфорд экспериментировал с направлением альфа-частиц на золотую фольгу. Большая часть альфа-частиц прошла прямо через фольгу, как и следовало ожидать от атомной модели Томпсона. Однако некоторые частицы отражались. Резерфорд пришел к выводу, что атомы должны иметь некоторую плотную центральную часть, которая была бы достаточно сильной, чтобы отражать направленные на них альфа-частицы. Он назвал это ядром , и определил, что в нем есть положительно заряженные частицы, называемые протонами , , которые уравновешивают отрицательные заряды электронов.
Однако электроны и протоны не могли объяснить всю массу атома, и в 1932 году Джеймс Чедвик идентифицировал нейтральные частицы, которые находятся в ядре: нейтроны. Таким образом, основываясь на открытиях других ученых, ученые пришли к выводу, что «неделимые» атомы на самом деле состоят из более мелких частиц.
Более поздние атомные модели, такие как модель Бора и квантовая модель, принимают присутствие электронов, протонов и нейтронов как факт. Эти модели фокусируются на размещении и поведении электронов, и они пытаются определить, как электроны движутся на разных уровнях атома.
Фактов об атомах — увлекательная химия для детей
Пожалуйста, напишите или поделитесь этой статьей!
Если разобраться, все в мире, и вселенная в этом отношении состоит из атомов. Атомы — это основные строительные блоки, которые используются для каждого типа материи в известной вселенной.
Атомы чрезвычайно малы и состоят из еще более мелких частиц.
Связано: Попробуйте нашу викторину по атомам, когда вы прочтете эти факты об атомах!
Эти основные частицы, составляющие структуру атома, известны как электроны, протоны и нейтроны.
У разных веществ разное количество этих трех частиц, что помогает изменить состав вещества.
Атомы соединяются вместе, чтобы создать материю. Чтобы создать что-нибудь, требуется тонна атомов. Это потому, что они такие невероятно маленькие.
Связанный: Факты о молекулах для детей
Возьмем, к примеру, человеческое тело. Количество атомов в человеческом теле настолько невероятно велико, что почти невозможно понять.
Даже в самом маленьком человеке, таком как младенец, есть триллионы и триллионы атомов.
В зависимости от того, на какой тип материи вы смотрите, будет разное количество атомов. Внутри одних и тех же атомов будет разное количество протонов, нейтронов и электронов.
Атомы могут существовать почти вечно. Они могут изменяться и вступать в различные химические реакции, в которых они делятся своими электронами с другими атомами.
Причина того, что атомы могут существовать так долго, заключается в том, что их ядро или центр атома очень трудно разбить на части.
Структура атома
В центре атома находится структура, называемая ядром. Внутри этого ядра вы найдете все протоны и нейтроны.
Электроны находятся вне ядра и постоянно вращаются вокруг него. И электроны, и протоны имеют заряд, который может быть отрицательным или положительным.
нейтронов, как можно догадаться по их названию («нейтральный»), не имеют заряда.
Если протонов больше, чем электронов, то говорят, что атом заряжен положительно.Если электронов больше, чем протонов, то говорят, что он заряжен отрицательно.
Если у атома одинаковое количество электронов и протонов, то атом имеет нейтральный заряд.
Протоны
Протоны, как следует из их названия, представляют собой положительно заряженные частицы, которые находятся в ядре атома. Каждый элемент, найденный в природе или созданный в лаборатории, имеет по крайней мере один протон.
электронов
Электроны — это отрицательно заряженные частицы, которые находятся вне ядра атома.Они постоянно вращаются вокруг ядра.
Они вращаются с такой высокой скоростью, что ученым может быть очень трудно их наблюдать. Электроны — самые маленькие частицы в атоме.
Их привлекает положительный заряд протонов, поэтому они вращаются вокруг ядра.
Нейтроны
Нейтроны не заряжены ни положительно, ни отрицательно. Напротив, они нейтральны по своей природе.
Количество нейтронов в ядре атома играет большую роль в определении его массы и радиоактивности.
Atom Quiz
А теперь проверьте свои знания об атоме, пройдя эту викторину по атомам!
Химия
Активность атомов и молекул — Playdough To Plato
Ищете забавный способ рассказать детям об атомах и молекулах ?! Мы вас прикрыли! Наш пакет мероприятий по атомам и молекулам включает в себя увлекательные практические занятия, которые знакомят с частями атома (ядро, протоны, электроны и нейтроны), а затем показывают, как несколько атомов группируются вместе, образуя молекулы.
Возьмите свой пакет действий с атомами и молекулами в нашем магазине или на сайте Teachers Pay Teachers! Затем, чтобы получить больше удовольствия от STEM для детей, купите наш набор Epic STEM Challenges в нашем магазине!
Этот пост содержит партнерские ссылки Amazon.
Бумажная тарелка Atoms
Для начала я взял бумажную тарелку, маркер, клей и три разных набора из 7 помпонов, чтобы Большой Брат (6,5 лет) смог сделать модель атома.
Мы говорили о ядре, которое содержит положительно заряженные протоны и нейтрально заряженные нейтроны.
Затем, поскольку на этот раз мы делали атом азота, он приклеил семь оранжевых протонов в центре пластины вместе с семью голубыми нейтронами. Этот сгусток протонов и нейтронов образовал его ядро.
Затем пришло время добавить наши отрицательно заряженные электроны, поэтому я показал Большому Брату, как электроны быстро вращаются вокруг ядра.
В атоме азота, подобном тому, который мы строили, есть два основных пути — внутренняя орбита с двумя электронами и внешняя орбита с пятью.
Он взял свой маркер и начертил круги по обеим орбитам. Мы использовали бумажные тарелки марки Chinet, на которых уже были вырезаны кольца для облегчения отслеживания — незапланированный, но ценный бонус. 😉
Большой Брат склеил два электрона по внутренней орбите и пять по внешней.
Альт! Наш атом бумажной тарелки был готов.
Молекулы Gumdrop
Сыграв в забавную игру «Загадочный элемент» с Периодической таблицей (входит в комплект упражнений), мы начали изучать, как атомы соединяются вместе, образуя такие молекулы, как вода и углекислый газ.
Взяв по одной карточке, я помог Старшему Брату прочитать общее название (например, вода) и название молекулы (h3O). Затем он вскочил и начал строить структурную формулу (рисунок) из зубочисток и леденцов.
Эти занятия сделали изучение атомов и молекул таким увлекательным и увлекательным! Их можно было бы использовать в в качестве научных центров, программ STEM или Makerpaces.
Возьми свой набор
Тоже готовы играть ?! Купите свой пакет действий с атомами и молекулами в нашем магазине или на сайте Teachers Pay Teachers! И не забудьте проверить наш набор Epic STEM Challenges в нашем магазине!
действительно ли все состоит из молекул?
Любопытные дети — это серия для детей всех возрастов, в которой «Разговор» просит экспертов ответить на вопросы детей.Приветствуются все вопросы: узнайте, как войти, внизу этой статьи.
Люди говорят, что все состоит из молекул. Чувства состоят из молекул? Звук состоит из молекул? — Клэр, шесть лет, Бристоль, Великобритания
Спасибо за вопрос, Клэр. Перво-наперво: когда люди говорят «все», они часто имеют в виду то, что ученые называют «материей». Материя — это то, к чему можно прикоснуться. Но чувства не имеют значения, и это тоже не звук.
Материя включает звезды, воздух, воду, столы, стулья, деревья, ваше тело, ваш мозг и почти все, что вы видите вокруг себя.
Все эти вещи состоят из молекул, но молекулы не являются самыми маленькими частями материи, потому что каждая молекула состоит из еще более мелких частей, называемых атомами.
А сами атомы состоят из еще более мелких частей. Один из самых крохотных частиц, из которых состоит материя, называется электроном.
Электроны и эмоции
Вещи, не имеющие значения, включают чувства, мысли и свет. Свет позволяет нам видеть все, что нас окружает, но он отличается от материи. Главное отличие в том, что он ничего не весит. Даже воздух имеет вес, а свет — нет.
Чувства и мысли тоже не имеют веса и не имеют значения. Но и они не легкие. Чувства и мысли живут в нашем мозгу.
То, как действует материя в нашем мозгу, влияет на наши чувства и мысли, а наши чувства и мысли могут влиять на то, как действует материя в нашем мозгу.
Чувства не имеют значения, важен ваш мозг.
Shutterstock.
Ученые еще не знают точно, как возникают мысли, но они знают, что это имеет какое-то отношение к тому, как эти мельчайшие частицы материи — электроны — перемещаются, создавая электрический сигнал, подобный сигналам, которые посылаются от выключатель света, чтобы включить свет.
Например, ученые выяснили, что ваш мозг хранит воспоминания, удерживая электроны в определенных местах.
Есть разные чувства. Есть чувства, о которых вам говорит ваше тело, например, когда вы обжигаете палец свечой или когда чувствуете голод. А есть чувства, которые мы называем эмоциями, например, когда вы грустите или взволнованы.
Оба типа чувств создаются в вашем мозгу, и оба они снова связаны с этими электронами, с тем, как они движутся и где они находятся в вашем мозгу.
Восприятие звука
Звук снова другое дело. Звук состоит из волн, но не совсем как волны в океане.Звуковые волны создаются, когда молекулы вокруг нас движутся определенным образом.
Представьте, что вы включаете громкую музыку через динамик. Если вы дотронетесь до передней части динамика во время воспроизведения музыки, вы должны почувствовать, как он покачивается.
Колебание динамика заставляет молекулы в воздухе вокруг него колебаться и сталкиваться друг с другом.
Это небольшое покачивание заставляет другие молекулы поблизости колебаться, и колебания переходят от одной группы молекул воздуха к другой, пока, наконец, не достигают молекул воздуха рядом с барабанной перепонкой.
Ваша барабанная перепонка очень чувствительна и может определять колебания молекул воздуха, поэтому посылает в ваш мозг особое сообщение. Ваш мозг получает сообщение и говорит: «Это музыка!» — и вот как вы слышите песню.
Итак, ни чувства, ни звук не состоят из молекул так, как материя. Но оба они имеют прямое отношение к тому, как движутся молекулы — и их меньшие части, атомы и электроны.
Здравствуйте, любопытные ребята! У вас есть вопрос, на который вы хотите дать ответ эксперта? Попросите кого-нибудь из взрослых прислать нам свой вопрос.Вы можете:
* Отправьте свой вопрос по адресу [email protected]
* Сообщите нам в Twitter, пометив @ConversationUK хэштегом #curiouskids или
* Напишите нам на Facebook.
CC BY-ND
Сообщите, пожалуйста, свое имя, возраст и город, в котором вы живете. Если хотите, вы также можете отправить аудиозапись своего вопроса. Отправляйте сколько угодно вопросов! Мы не сможем ответить на все вопросы, но сделаем все, что в наших силах.
Статьи More Curious Kids, написанные академическими экспертами:
фактов об атомах для детей
Факты для детей Атом гелия | |
---|---|
Иллюстрация атома гелия с изображением ядра (розовый) и распределения электронного облака (черный). Ядро (вверху справа) в гелии-4 на самом деле сферически симметрично и очень похоже на электронное облако, хотя для более сложных ядер это не всегда так.Черная полоса равна одному ангстрему (69 000000000000 10 −10 м или 69 000000000000 ♠ 100 пм). | |
Классификация | |
Наименьшее признанное деление химического элемента | |
Недвижимость | |
Диапазон масс | 6973167000000000000 ♠ 1,67 × 10 −27 до 6975452000000000000 ♠ 4,52 × 10 −25 кг |
Электрический заряд | ноль (нейтраль) или ионный заряд |
Диапазон диаметров | 62 pm (He) до 520 pm (Cs) (страница данных) |
Компоненты | Электроны и компактное ядро протонов и нейтронов |
Атомы — очень маленькие частицы материи.Есть много разных типов атомов, каждый со своим именем, массой и размером. Эти различные типы атомов называются химическими элементами. Химические элементы организованы в периодической таблице. Примеры элементов — водород и золото.
Атомы очень маленькие, но их точный размер зависит от элемента. Атомы имеют ширину от 0,1 до 0,5 нанометров. Один нанометр примерно в 100 000 раз меньше ширины человеческого волоса. Из-за этого атомы невозможно увидеть без специальных инструментов.Ученые узнают, как они работают и взаимодействуют с другими атомами с помощью экспериментов.
Атомы могут объединяться в молекулы: например, два атома водорода и один атом кислорода объединяются, образуя молекулу воды. Когда атомы соединяются вместе, это называется химической реакцией.
Атомы состоят из трех видов более мелких частиц: протонов, нейтронов и электронов. Протоны и нейтроны тяжелее и остаются в центре атома, который называется ядром. Ядро окружено облаком легких электронов, которые притягиваются к протонам в ядре электромагнитной силой, поскольку имеют противоположные электрические заряды.
Число протонов в атоме определяет, какой это химический элемент, это число иногда называют его атомным номером. Например, водород имеет один протон, а сера — 16 протонов. Поскольку масса нейтронов и протонов очень похожа, а масса электронов очень мала, мы можем назвать количество протонов и нейтронов в атоме его атомной массой.
Атомы движутся быстрее, когда они находятся в газовой форме (потому что они могут свободно двигаться), чем в жидкой форме и твердом веществе.В твердых материалах атомы плотно упакованы рядом друг с другом, поэтому они вибрируют, но не могут двигаться (нет места), как атомы в жидкостях.
История
Слово «атом» происходит от греческого (ἀτόμος) «atomos», неделимый , от (ἀ) -, не, и τόμος, разрез. Первое историческое упоминание слова «атом» произошло из работ греческого философа Демокрита около 400 г. до н. Э. Атомная теория оставалась в основном философским предметом, практически не подвергавшимся научным исследованиям или исследованиям, до развития химии в 1650-х годах.
В 1777 году французский химик Антуан Лавуазье впервые определил термин элемент . Он сказал, что элемент — это любое основное вещество, которое не может быть разложено на другие вещества химическими методами. Любое вещество, которое можно было расщепить, было соединением .
В 1803 году английский философ Джон Далтон предположил, что элементы представляют собой крошечные твердые шары, состоящие из атомов. Дальтон считал, что все атомы одного элемента имеют одинаковую массу.Он сказал, что соединения образуются, когда соединяются атомы более чем одного элемента. Согласно Дальтону, в определенном соединении атомы элементов соединения всегда сочетаются одинаковым образом.
В 1827 году британский ученый Роберт Браун рассмотрел пыльцевые зерна в воде под своим микроскопом. Зерна пыльцы, казалось, покачивались. Браун использовал атомную теорию Далтона для описания закономерностей их движения. Это называлось броуновским движением . В 1905 году Альберт Эйнштейн использовал математику, чтобы доказать, что кажущиеся случайными движения были вызваны реакциями атомов, и тем самым окончательно доказал существование атома.В 1869 году русский ученый Дмитрий Менделеев опубликовал первую версию таблицы Менделеева. В периодической таблице элементы группируются по их атомным номерам (сколько в них протонов. Обычно это то же самое, что и количество электронов). Элементы в одном столбце или периоде обычно имеют похожие свойства. Например, гелий, неон, аргон, криптон и ксенон находятся в одном столбце и имеют очень похожие свойства. Все эти элементы представляют собой газы, не имеющие цвета и запаха. Кроме того, они не могут соединяться с другими атомами с образованием соединений.Вместе они известны как благородные газы.
Физик Дж. Дж. Томсон был первым человеком, открывшим электроны. Это произошло, когда он работал с катодными лучами в 1897 году. Он понял, что они имеют отрицательный заряд, в отличие от протонов (положительный) и нейтронов (без заряда). Томсон создал модель сливового пудинга, в которой говорилось, что атом подобен сливовому пудингу: сушеные фрукты (электроны) застревают в пудинге (протонах). В 1909 году ученый по имени Эрнест Резерфорд использовал эксперимент Гейгера – Марсдена, чтобы доказать, что большая часть атома находится в очень маленьком пространстве, называемом атомным ядром.Резерфорд взял фотопластину и накрыл ее золотой фольгой, а затем выстрелил в нее альфа-частицами (состоящими из двух протонов и двух нейтронов, склеенных вместе). Многие частицы прошли через золотую фольгу, что доказало, что атомы в основном представляют собой пустое пространство. Электроны настолько малы, что составляют всего 1% от массы атома.
В 1913 году Нильс Бор представил модель Бора. Эта модель показала, что электроны движутся вокруг ядра по фиксированным круговым орбитам. Это было более точным, чем модель Резерфорда.Однако это все еще было не совсем правильно. С момента появления модели Бора в нее были внесены улучшения.
В 1925 году химик Фредерик Содди обнаружил, что некоторые элементы периодической таблицы имеют более одного вида атомов. Например, любой атом с двумя протонами должен быть атомом гелия. Обычно ядро гелия также содержит два нейтрона. Однако у некоторых атомов гелия есть только один нейтрон. Это означает, что они действительно являются гелием, потому что элемент определяется числом протонов, но они также не являются нормальным гелием.Содди назвал такой атом с другим числом нейтронов изотопом . Чтобы получить название изотопа, мы смотрим, сколько протонов и нейтронов он имеет в своем ядре, и добавляем это к названию элемента. Итак, атом гелия с двумя протонами и одним нейтроном называется гелием-3, а атом углерода с шестью протонами и шестью нейтронами называется углеродом-12. Однако, когда он разработал свою теорию, Содди не мог быть уверен, что нейтроны действительно существуют. Чтобы доказать, что они реальны, физик Джеймс Чедвик и группа других создали масс-спектрометр.Масс-спектрометр фактически измеряет массу и вес отдельных атомов. Этим Чедвик доказал, что нейтроны должны существовать, чтобы объяснить весь вес атома.
В 1937 году немецкий химик Отто Хан стал первым человеком, который создал ядерное расщепление в лаборатории. Он обнаружил это случайно, когда стрелял нейтронами в атом урана, надеясь создать новый изотоп. Однако он заметил, что вместо нового изотопа уран просто превратился в атом бария, атом меньшего размера, чем уран.Судя по всему, Хан «сломал» атом урана. Это была первая в мире зарегистрированная реакция ядерного деления. Это открытие в конечном итоге привело к созданию атомной бомбы.
Дальше в 20-м веке физики углубились в загадки атома. Используя ускорители частиц, они обнаружили, что протоны и нейтроны на самом деле состоят из других частиц, называемых кварками.
Самая точная модель основана на уравнении Шредингера. Шредингер понял, что электроны существуют в облаке вокруг ядра, которое называется электронным облаком.В электронном облаке невозможно точно знать, где находятся электроны. Уравнение Шредингера используется для определения вероятного местонахождения электрона. Эта область называется орбиталью электрона.
Конструкция и детали
Детали
Сложный атом состоит из трех основных частиц; протон, нейтрон и электрон. Изотоп водорода Водород-1 не имеет нейтронов, только один протон и один электрон. Протоны имеют положительный электрический заряд, а электроны — отрицательный.Положительный ион водорода не имеет электронов, только один протон. Эти два примера — единственные известные исключения из правила, согласно которому все остальные атомы имеют по крайней мере по одному протону, по одному нейтрону и по одному электрону.
Электроны являются самыми маленькими из трех атомных частиц, их масса и размер слишком малы, чтобы их можно было измерить с помощью современных технологий. У них отрицательный заряд. Протоны и нейтроны имеют одинаковый размер и вес, протоны заряжены положительно, а нейтроны не имеют заряда.Большинство атомов имеют нейтральный заряд; поскольку количество протонов (положительных) и электронов (отрицательных) одинаково, заряды уравновешиваются нулем. Однако в ионах (разное количество электронов) это не всегда так, и они могут иметь положительный или отрицательный заряд. Протоны и нейтроны состоят из кварков двух типов; вверх-кварки и вниз-кварки. Протон состоит из двух верхних кварков и одного нижнего кварка, а нейтрон состоит из двух нижних кварков и одного верхнего кварка.
Ядро
Ядро находится в центре атома.Он состоит из протонов и нейтронов. Обычно в природе две вещи с одинаковым зарядом отталкиваются или стреляют друг от друга. Поэтому долгое время для ученых оставалось загадкой, как положительно заряженные протоны в ядре остаются вместе. Они решили эту проблему, найдя частицу под названием глюон . Его название происходит от слова клей , поскольку глюоны действуют как атомный клей, склеивая протоны вместе с помощью сильной ядерной силы . Именно эта сила удерживает вместе кварки, из которых состоят протоны и нейтроны.
Диаграмма, показывающая основную трудность ядерного синтеза, тот факт, что протоны, которые имеют положительный заряд, отталкиваются друг от друга, когда их объединяют.
Число нейтронов по отношению к протонам определяет, является ли ядро стабильным или подвергается радиоактивному распаду. Когда нейтронов или протонов слишком много, атом пытается сделать числа такими же, избавляясь от лишних частиц. Он делает это путем испускания излучения в форме альфа-, бета- или гамма-распада. Ядра могут измениться и другими способами.Ядерное деление — это когда ядро разделяется на два меньших ядра, высвобождая много накопленной энергии. Это высвобождение энергии делает ядерное деление полезным для создания бомб и электричества в форме ядерной энергии. Другой способ изменения ядер — это ядерный синтез, когда два ядра соединяются или сливаются, образуя более тяжелое ядро. Этот процесс требует огромного количества энергии, чтобы преодолеть электростатическое отталкивание между протонами, поскольку они имеют одинаковый заряд. Такие высокие энергии чаще всего встречаются у таких звезд, как наше Солнце, которое превращает водород в топливо.
Электронов
Электроны вращаются вокруг ядра или вращаются вокруг него. Их называют электронным облаком атома . Они притягиваются к ядру из-за электромагнитной силы. Электроны имеют отрицательный заряд, а ядро всегда имеет положительный заряд, поэтому они притягиваются друг к другу. Вокруг ядра одни электроны находятся дальше, чем другие, в разных слоях. Их называют электронных оболочек . У большинства атомов первая оболочка имеет два электрона, а все последующие — восемь.Исключения редки, но они случаются, и их трудно предсказать. Чем дальше электрон от ядра, тем слабее ядро притягивает его. Вот почему более крупные атомы с большим количеством электронов легче реагируют с другими атомами. Электромагнетизм ядра недостаточно силен, чтобы удерживать свои электроны, и атомы теряют электроны из-за сильного притяжения более мелких атомов.
Радиоактивный распад
Основная статья: Радиоактивный распад
Некоторые элементы и многие изотопы имеют так называемое нестабильное ядро .Это означает, что ядро либо слишком велико, чтобы удерживаться вместе, либо имеет слишком много протонов или нейтронов. Когда это происходит, ядро должно избавиться от избыточной массы или частиц. Это происходит за счет излучения. Атом, который делает это, можно назвать радиоактивным . Нестабильные атомы продолжают оставаться радиоактивными до тех пор, пока они не потеряют достаточно массы / частиц, чтобы стать стабильными. Все атомы с атомным номером выше 82 (82 протона, свинец) радиоактивны.
Есть три основных типа радиоактивного распада; альфа, бета и гамма.
- Альфа-распад — это когда атом выстреливает частицу, имеющую два протона и два нейтрона. По сути, это ядро гелия. В результате получается элемент с атомным номером два меньше, чем раньше. Так, например, если атом бериллия (атомный номер 4) прошел через альфа-распад, он стал бы гелием (атомный номер 2). Альфа-распад происходит, когда атом слишком велик и ему нужно избавиться от некоторой массы.
- Бета-распад — это когда нейтрон превращается в протон или протон превращается в нейтрон.В первом случае атом выбрасывает электрон. Во втором случае это позитрон (как электрон, но с положительным зарядом). Конечным результатом является элемент с атомным номером на один больше или на один меньше, чем раньше. Бета-распад происходит, когда в атоме слишком много протонов или слишком много нейтронов.
- Гамма-распад — это когда атом испускает гамма-луч или волну. Это происходит при изменении энергии ядра. Обычно это происходит после того, как ядро уже прошло альфа- или бета-распад.Нет никаких изменений в массе, атомном номере или атоме, только в запасе энергии внутри ядра.
Каждый радиоактивный элемент или изотоп имеет так называемый период полураспада . Вот сколько времени требуется половине любого образца атомов этого типа, чтобы распасться, пока они не станут другим стабильным изотопом или элементом. Поэтому большие атомы или изотопы с большой разницей между числом протонов и нейтронов будут иметь длительный период полураспада, потому что они должны потерять больше нейтронов, чтобы стать стабильными.
Мария Кюри открыла первую форму излучения. Она нашла элемент и назвала его радием. Она также была первой женщиной-лауреатом Нобелевской премии.
Фредерик Содди провел эксперимент по наблюдению за распадом радия. Он поместил образец в электрическую лампочку и подождал, пока он не распадется. Внезапно в колбе появился гелий (содержащий 2 протона и 2 нейтрона), и в этом эксперименте он обнаружил, что у этого типа излучения есть положительный заряд.
Джеймс Чедвик открыл нейтрон, наблюдая продукты распада различных типов радиоактивных изотопов.Чедвик заметил, что атомный номер элементов был меньше общей атомной массы атома. Он пришел к выводу, что электроны не могут быть причиной дополнительной массы, потому что у них почти нет массы.
Энрико Ферми использовал нейтроны, чтобы стрелять ими по урану. Он обнаружил, что уран распадается намного быстрее, чем обычно, и производит много альфа- и бета-частиц. Он также считал, что уран превратился в новый элемент, который он назвал гесперием.
Отто Хан и Фриц Штрассманн повторили эксперимент Ферми, чтобы увидеть, действительно ли был создан новый элемент гесперий.Они обнаружили две новые вещи, которых не заметил Ферми. При использовании большого количества нейтронов ядро атома расщепляется, производя много тепловой энергии. Также уже были обнаружены продукты деления урана: торий, палладий, радий, радон и свинец.
Затем Ферми заметил, что при делении одного атома урана вылетает больше нейтронов, которые затем расщепляют другие атомы, создавая цепные реакции. Он понял, что этот процесс называется ядерным делением и может создавать огромное количество тепловой энергии.
Именно это открытие Ферми привело к разработке первой ядерной бомбы под кодовым названием «Тринити».
Детские картинки
Атомы и молекулы, изображенные в книге Джона Далтона A New System of Chemical Philosophy vol. 1 (1808)
Модель атома Бора, в которой электрон совершает мгновенные «квантовые скачки» с одной орбиты на другую с усилением или потерей энергии. Эта модель электронов на орбитах устарела.