ه‍.ش. ۱۳۸۸ آبان ۵, سه‌شنبه

اَتُم

از: دانشنامه‌ی آریانا

اَتُم


فهرست مندرجات
شيمیملکول

اَتُم (به انگلیسی: Atom)، «کوچک‌ترین واحد تشکیل‌دهنده‌ی یک عنصر شیمیایی است که خواص منحصر به‌فرد آن عنصر را حفظ می‌کند». تعریف دیگری، آن را به‌عنوان کوچک‌ترین واحدی در نظر می‌گیرد که ماده را می‌توان به آن تقسیم کرد بدون این‌که اجزای بارداری از آن خارج شود. اتم ابری الکترونی، تشکیل‌شده از الکترون‌ها با بار الکتریکی منفی، که هسته‌ی اتم را احاطه کرده ‌است. هسته نیز خود از پروتون که دارای بار مثبت است و نوترون که از لحاظ الکتریکی خنثی است تشکیل شده است. زمانی‌که تعداد پروتون‌ها و الکترون‌های اتم با هم برابر هستند اتم از نظر الکتریکی در حالت خنثی یا متعادل قرار دارد در غیر این صورت، آن را یون می‌نامند که می‌تواند دارای بار الکتریکی مثبت یا منفی باشد. اتم‌ها با توجه به تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های آن‌ها طبقه‌بندی می‌شوند. تعداد پروتون‌های اتم مشخص‌کننده‌ی نوع عنصر شیمیایی و تعداد نوترون‌ها مشخص‌کننده‌ی ایزوتوپ عنصر است.

نظریه‌ی فیزیک کوانتم تصویر پیچیده‌ای از اتم ارائه می‌دهد و این پیچیدگی دانشمندان را مجبور می‌کند که جهت توصیف خواص اتم به‌جای یک تصویر متوسل به تصاویر شهودی متفاوتی از اتم شوند. بعضی وقت‌ها مناسب است که به الکترون به‌عنوان یک ذره‌ی متحرک به دور هسته نگاه کرد و گاهی مناسب است به آن‌ها عنوان ذراتی که در امواجی با موقعیت ثابت در اطراف هسته (مدار: orbits) توزیع شده‌اند نگاه کرد. ساختار مدارها تا حد بسیار زیادی روی رفتار اتم تأثیر گذارده و خواص شیمیایی یک ماده توسط نحوه‌ی دسته‌بندی این مدارها معین می‌شود.


واژه‌شناسی

واژه‌ی «اتم» از کلمه‌ی یونانی atomos، غیر قابل تقسیم، که از پیشوند a-، به‌معنای «غیر» و tomos، به‌معنای «برش»، ساخته شده است. معمولاً به‌معنای اتم‌های شیمیایی یعنی اساسی‌ترین اجزای مولکول‌ها و عناصر (مواد ساده) می‌باشد.


ویژگی‌ها
اَتُم

تمام مواد جهان از ذرات بسیار ریزی تشكیل شده‌اند كه آن‌ها را «اتم» می‌نامند. اتم بسیار كوچك‌تر از آن است كه بتوان آن را دید. دیدن آن حتی با قوی‌ترین میكروسكوپ‌ها هم ممكن نیست. انسان نمی‌تواند با هیچ‌یك از حواس پنجگانه خود، اتم را حس كند. با وجود این، دانشمندان دانش زیادی درباره‌ی اتم كسب كرده‌اند. آن‌ها اتم را چنین توصیف می‌كنند: اتم یك ذره‌ی مركزی و درونی به‌نام هسته، و ذرات كوچك دیگری به‌نام الكترون دارد كه با سرعت سرسام‌آوری به دور هسته می‌چرخند. مسیر چرخش الكترون‌ها به دور هسته را مدار می‌گویند.

در عناصری كه تعداد زیادی الكترون دارند، الكترون‌ها در لایه‌های گوناگونی به دور هسته می‌چرخند. هسته‌ی اتم به‌طور عمده از دو نوع ذره به‌نام پروتون و نوترون تشكیل شده است. هرچه ذرات كوچك هسته بیشتر باشد، اتم سنگین‌تر است.

سبك‌ترین اتم، اتم هیدروژن است، که تنها یك پروتون دارد و فقط یك الكترون در مداری به دور آن می‌چرخد. هر یك از انواع اتم‌ها را می‌توان به كمك تعداد ذره‌های‌شان از یكدیگر تشخیص داد. ماده‌ای را كه فقط از یك نوع اتم ساخته شده باشد، عنصر می‌نامند.


پیشینه‌ی تاریخی

از دير باز، انسان می‌دانست که تمام مواد طبيعت از عناصر شیمیایی ساخته شده‌اند. سرانجام، بشر در نتيجه‌ی آزمایش و تجربه دريافت که عناصر نيز متشکل از ذراتی ريز (اتم‌های گسسته) است. وجود چنین ذراتی برای اولین‌بار توسط فیلسوفان یونانی مانند دموکریتوس (Democritus)، لئوسیپوس (Leucippus) و اپیکورینز (Epicureanism) پیشنهاد شد، اما بدون ارائه یک راه حل واقعی برای اثبات آن. سپس این مفهوم مسکوت ماند تا زمانی که در قرن ۱٨ راجر بسکوویچ (Rudjer Boscovich) آن‌را احیأ کرد و پس از آن توسط جان دالتون (John Dalton) در شیمی به‌کار برده شد.

در سال ۱٧۵٨ ميلادی، راجر بسکوویچ نظریه خود را بر مبنای مکانیک نیوتنی قرار داد و آن‌را در کتابی زير نام، “Theoria philosophiae naturalis redacta ad unicam legem virium in natura existentium” منتشر نمود.

براساس نظریه‌ی بسکوویچ، اتم‌ها نقاط بی‌اسکلتی هستند که بسته به فاصله‌ی آن‌ها از یکدیگر، نیروهای جذب‌کننده و دفع‌کننده بر یکدیگر وارد می‌کنند.

پيش‌ از ارنست رادرفورد (Ernest Rutherford)، چند دانشمند درباره‌‌ی ساختار اتم‌ تحقيقاتی‌ انجام‌ داده‌ بودند؛ اما رادرفورد به‌همه‌ نظريه‌ها جامه‌ عمل‌ پوشاند و آن‌ها كامل‌ نمود.

او معتقد بود كه‌ يك‌ هسته‌ در مركز اتم‌ وجود دارد. بيشترين‌ جرم‌ و تمام‌ بار مثبت‌ اتم‌ در هسته ‌متمركز است‌. هسته‌ شامل‌ پروتون‌ها و نيوترون‌هايی‌ است‌ كه‌ هم‌ جرم‌ هسته‌ را در بر دارند و هم‌ بار هسته‌ ناشی‌ از پروتون‌های‌ آن ‌است‌. او بر اين‌ ايده‌ بود كه‌ هسته‌ درون‌ اتم ‌دارای‌ بار مثبت‌ است‌ كه‌ توسط الكترون‌ها محاصره‌ شده‌ و به‌خاطر وجود فضای‌ خالی‌ زياد درون‌ اتم‌ حجمش‌ كم‌ می‌باشد.

رادرفورد با كشف‌ هسته‌ اتم‌، در سال ۱۹۱۱ میلادی، راه‌ را برای ‌دانشمندان‌ آينده‌‌ی خود هموار كرد. دانشمندان‌ با توجه‌ به‌ مجموعه‌ آزمايش‌های ‌رادرفورد به‌ اين‌ نتيجه‌ رسيدند كه‌ اتم‌ها برخلاف ‌نام‌شان‌ از اجزای‌ كوچك‌تری‌ هم‌ تشكيل‌ شده‌اند.

جان دالتون از نظریه‌ی اتمی برای توضیح چگونگی ترکیب گازها در نسبت‌های ساده، استفاده نمود. در اثر تلاش آمندو آواگادرو (Amendo Avogadro) در قرن ۱۹، دانشمندان توانستند تفاوت میان اتم‌ها و مولکول‌ها را درک نمایند. در عصر مدرن، اتم‌ها، به‌صورت تجربی مشاهده شدند.[*]


اندازه‌ی اتم

اتم‌ها، از طرق ساده، قابل تفکیک نیستند، اما باور امروزه بر این است که اتم از ذرات کوچکتری تشکیل شده است. قطر یک اتم، معمولاً میان ١٠pm تا ١٠٠pm متفاوت است و اندازه‌ی آن فقط ١ میلیونم میلی‌متر است. به سخن دیگر، اگر ١٠٠ میلیون اتم در کنار هم قرار گیرند، فقط ١ سانتی‌متر جا می‌گیرند.

هر یک از سلول‌های انسان دارای حدود ۴٠ میلیون اتم است و پروتئین‌های بزرگی که در سلول وجود دارند، هر یک شامل تقریباً ۵٠٠ هزار اتم می‌باشد.


ذرات درونی اتم

در آزمایش‌ها مشخص گردید که اتم‌ها نیز خود از ذرات کوچک‌تری ساخته شده‌اند. در مرکز یک هسته کوچک مرکزی مثبت متشکل از ذرات هسته‌ای (پروتون‌ها و نوترون‌ها) و بقیه اتم فقط از پوسته‌های متموج الکترون تشکیل شده است. معمولاً اتم‌های با تعداد مساوی الکترون و پروتون، از نظر الکتریکی خنثی هستند.


ساختار

تقريباً ٧۵ سال پيش «ارنست رادرفورد» در انگلستان مطلبی را كشف كرد كه فيزيك اتمی جديد را بنيان گذارد. اين فيزيكدان بريتانيايی يك ورق نازك طلايی را مورد اصابت ذرات آلفا قرار داد تا درون اتم‌ها را شناسايی كند.

اگر مواد در يك چنين ورق فلزی به‌طور متناسب و يكنواخت پخش می‌بود، ذرات آلفا در همان مسير پرواز خود به‌حركت ادامه می‌داد، اگر چه در اين حالت كمی از سرعت ذرات آلفا كاسته می‌شد. تمام «ذرات آلفا» تقريباً به‌همين شكل رفتار كردند. البته تعداد كمی نيز كاملاً از مسير خود منحرف شدند درست مثل اين‌كه به‌يك گلوله كوچك اما خيلی سنگين برخورد كرده باشند. «رادرفورد» از اين آزمايش چنين نتيجه‌گيری كرد كه تقريباً تمام جرم اتم طلا در يك هسته بسيار كوچك و ناچيز تمركز يافته است.

هسته اتم كشف شده بود. امروزه ما دقيقاً می‌دانيم ساختار اتم چيست. «اتم مانند يك منظومه شمسی كوچك است». در مركز اتم يك هسته بسيار كوچك قرار دارد كه از نظر الكتريكی دارای بار مثبت است و تقريباً تمام جرم اتم را تشكيل می‌دهد به دور اين هسته ذرات كوچك و بسيار سبكی كه دارای بار الكتريكی منفی هستند يعنی الكترون‌ها در حركت هستند.

اتم‌های سنگين‌ترين فلزات در واقع دارای «ساختمانی اسفنجی» هستند و تقريباً فقط از فضای خالی تشكيل شده‌اند. اگر هسته اتم را به برزگی يك گيلاس فرض كنيم، ساختمان اتم با مدارهای اكترونی خود تقريباً به‌بزرگی «كليسای دم» در شهر كلن خواهد بود.

قطر هسته‌ی اتم تقريباً برابر ١/١٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠٠ سانتی‌متر يا ١٢−١٠ سانتی‌متر می‌باشد. به‌عبارت ديگر، ١٠٠ ميليارد هسته اتم در كنار هم زنجيری به‌طول يك ميلی‌متر خواهند ساخت.

ساده‌ترين اتم، هيدروژن است. در اين اتم فقط يك الكترون به‌دور هسته‌ی بسيار كوچكی می‌گردد. در شرايط عادی اين الكترون فقط پنج ميليارددم سانتی‌متر يا ۵×١٠−٩ سانتی‌متر از هسته فاصله دارد. اما اين الكترون می‌تواند روی مدارهای دورتری نسيت به هسته نيز قرار گيرد و در اين‌جاست كه متاسفانه وجه تشابه بين اتم و منظومه‌ی شمسی از بين می‌رود.

حركت الكترون فقط روی مدارهای ويژه و معين يا به‌‌سخن ديگر «تراز انرژی» مشخصی امكان‌پذير می‌باشد. در حالی‌كه سياره‌‌ها در هر فاصله دلخواهی از خورشيد می‌توانند حركت كنند. مثلاً، اگر يك الكترون از يك مدار داخلی يا به‌عبارت ديگر از يك‌تراز پرانرژی‌تر به يك مدار داخلی يا يك تراز كم‌انرژی‌تر منتقل شود، مقدار انرژی به‌شكل يك ذره يا «كوانت نوری» يا «فوتون» رها می‌شود. چون فقط مدارها يا ترازهای انرژی كاملاً معينی وجود دارد، در نتيجه فقط ذره‌های نوری يا انرژی كاملاً معينی نيز منتشر خواهند شد و به‌عبارت ديگر، در نمودار موجی طول موج‌های كاملاً معينی پديدار می‌شوند كه انسان ار روی آن‌ها می‌تواند در تمام كيهان يك انم هيدروژن را بازشناسايی كند.

اين مطلب برای ساير عناصر شيميايی نيز صادق است و زيربنای علم «طيف‌نگاری و طيف‌شناسی» می‌باشد كه به‌كمك آن مثلاً می‌توان تشخيص داد چه نوع اتم‌هايی در آتمسفر خورشيد وجود دارند.


جرم اتمی

اتم‌ها ذرات بسیار کوچکی هستند که تک تک آن‌ها را نمی‌توان وزن کرد. یک جنبه بسیار مهم از کار دالتون کوشش او برای تعیین جرم‌های نسبی اتم‌ها بود. دالتون سیستم سنجش خود را برمبنای اتم هیدروژن گذاشت و جرم همه اتم‌های دیگر را با جرم اتم هیدروژن مقایسه کرد.

  • دالتون و تعیین جرم اتمی اکسیژن از آب: آب ماده مرکبی است که از لحاظ جرمی ٨٨،٨ ٪ هیدروژن و ۱۱،٢ ٪ اکسیژن دارد. دالتون بطور نادرست پذیرفته بود که آب از یک اتم اکسیژن با یک اتم هیدروژن ترکیب شده است. براین مبنا، نسبت جرم یک اتم اکسیژن تنها به‌یک اتم هیروژن تنها، ٨٨.٨ یعنی تقریباً ٨ به ۱ می‌شد. با تخصیص جرم اختیاری ۱ به اتم هیدروژن، جرم نسبی ٨ برای اتم اکسیژن به‌دست می‌آید. فرمولی را که دالتون برای آب بکار گرفته بود، نادرست بود. در واقع یک اتم اکسیژن با دو اتم هیدروژن ترکیب می‌شود. بنابراین جرم یک اتم اکسیژن تقریبا ٨ برابر جرم دو اتم هیدروژن است. اگر به یک اتم هیدروژن جرم ۱ اختصاص داده شود، جرم دو اتم هیدروژن ٢ خواهدشد، و بر این مقیاس جرم نسبی یک اتم اکسیژن ٨ برابر ٢ یعنی ۱٦ می‌شود.

  • وزن اتمی: گرچه دالتون در تعیین جرم‌های نسبی اشتباه کرده بود، اما اعتبار معرفی این مفهوم و تشخیص اهمیت آن را باید از آن دالتون بدانیم. این مقادیر را وزن‌های اتمی نامیده‌اند. این واژه از لحاظ معنی درست نیست، زیرا باید جرم ارجاع شود نه وزن، اما بر اثر کاربرد طولانی مجاز شمرده می‌شود.

  • واحد جرم اتمی: هرگونه مقیاس برای جرم اتمی نسبی باید بنابر مقداری اختیاری باشد که به‌یک اتم انتخابی استاندارد نسبت داده می‌شود. دالتون اتم هیدروژن را به‌عنوان اتم استاندارد انتخاب کرد و مقدار یک را به آن نسبت داد. در سال‌های بعد شیمی‌دانان اکسیژن طبیعی را به‌عنوان استاندارد انتخاب کردند و وزن اتمی آن را دقیقاً ۱٦ در نظر گرفتند. استانداردی که امروزه به‌کار می‌رود، اتم ٦۱٢C است. واحد جرم اتمی (که نماد SI آن U است) به‌عنوان یک دوازدهم جرم اتم ٦۱٢C تعریف می‌شود. بنابراین با این مقیاس جرم اتم ٦۱٢C دقیقا ۱٢U است. اما جرم یک اتم را نمی‌توان با این مقادیر محاسبه کرد. به استثنای ۱۱H (که هسته آن تنها یک پروتون دارد)، حاصل جمع جرم‌های ذراتی که یک هسته را می‌سازند، همواره بیشتر از جرم واقعی هسته است.

  • انرژی اتصال هسته: انیشتین نشان داد که جرم و انرژی هم‌ارز هستند. این تفاوت‌های جرمی، برحسب انرژی، آنچه را که انرژی اتصال هسته نامیده می‌شود، توجیه می‌کند. اگر جداکردن اجزای هسته ممکن باشد انرژی اتصال، انرژی لازمه برای چنین کاری است. عکس این فرایند یعنی متمرکز شدن نوکلئون‌ها در یک هسته، موجب آزاد شدن انرژی اتصال می‌شود که همراه با کاهش جرم است.

  • تعیین جرم‌های اتمی با استفاده از طیف‌سنج جرمی: جرم‌های اتمی با استفاده از طیف سنج جرمی معین می‌شود. غالبا عناصر موجود در طبیعت مخلوطی از ایزوتوپ‌ها هستند. در این موارد، با طیف سنج جرمی می‌توان مقدارنسبی هر ایزوتوپ موجود در عنصر و هم‌چنین جرم اتمی هر ایزوتوپ را معین کرد. داده‌های آزمایشی در مورد کلر نشان می‌دهد که این عنصر مرکب از ٧۵،٧٧ ٪ اتم‌های ۱٧٣۵Cl (باجرم ٣۴،٩٦٩ u) و ٢۴،٢٣ ٪ اتم‌های ۱٧٣۵Cl (با جرم ٣٦،٢٦٦ u) است. هر نمونه از کلر که از یک منبع طبیعی به‌دست آمده باشد، شامل این دو ایزوتوپ با همین نسبت است.

  • جرم اتمی ایزوتوپ‌های طبیعی: وزن اتمی عنصر کلر میانگین جرم‌های اتمی توزین شده ایزوتوپ‌های طبیعی این عنصر است. این میانگین را نمی‌توانیم با جمع کردن جرم‌های ایزوتوپ‌ها و تقسیم کردن آن بر ٢ به دست بیاوریم. مقداری که به این طریق به‌دست می‌آید تنها در صورتی درست است که عنصر کلر شامل تعدادی مساوی از اتم‌های دو ایزوتوپ باشد. برای به‌دست آوردن میانگین وزنی باید جرم اتمی هر ایزوتوپ را در کسر فراوانی آن ضرب کنیم و مقادیر حاصله را با هم جمع کنیم. کسر فراوانی معادل اعشاری در صد فراوانی است. مقدار پذیرفته‌شده برای کلر ٣۵،۴۵٣±٠،٠٠۱U است. هیچ اتم کلری، جرم ٣۵،۴۵٣ u ندارد، اما فرض چنین اتمی آسان‌تر است.

    در طبیعت چند نوع اتم کربن وجود دارد. اتم کربن ۱٢، که به‌عنوان استاندارد برای وزن‌های اتمی به‌کار گرفته می‌شود، فراوان‌ترین نوع آن است. هرگاه درصدها و جرم‌های همه انواع کربن را به‌حساب آوریم، جرم نسبی میانگین برای کربن موجود در طبیعت ۱٢،٠۱۱ می‌شود و این مقداری است که به‌عنوان وزن اتمی کربن ثبت می‌شود.[*]


طبقه‌بندی اتم‌ها

اتم‌ها عموماً برحسب عدد اتمی که متناسب با تعداد پروتون‌های آن اتم می‌باشد، طبقه‌بندی می‌شوند. برای مثال، اتم‌های کربن اتم‌هایی هستند که دارای شش پروتون می‌باشند. تمام اتم‌های با عدد اتمی مشابه، دارای خصوصیات فیزیکی متنوع یکسان بوده و واکنش شیمیایی یکسان از خود نشان می‌دهند. انواع گوناگون اتم‌ها در جدول تناوبی لیست شده‌اند.

اتم‌های دارای عدد اتمی یکسان اما با جرم اتمی متفاوت (به‌علت تعداد متفاوت نوترون‌های آن‌ها)، ایزوتوپ نامیده می‌شوند.


ساده‌ترین اتم

ساده‌ترین اتم، اتم هیدروژن است که عدد اتمی یک دارد و دارای یک پروتون و یک الکترون می‌باشد. این اتم در بررسی موضوعات علمی، خصوصاً در اوایل شکل‌گیری نظریه‌ی کوانتوم، بسیار مورد علاقه بوده است.


واکنش شیمیایی اتم‌ها

واکنش شیمیایی اتم‌ها به‌طور عمده‌ای وابسته به اثرات متقابل میان الکترون‌های آن می‌باشد. خصوصاً الکترون‌هایی که در خارجی‌ترین لایه‌ی اتمی قرار دارند، به‌نام الکترون‌های ظرفیتی، بیشترین اثر را در واکنش‌های شیمیایی نشان می‌دهند. الکترون‌های مرکزی (یعنی آن‌هایی که در لایه خارجی نیستند) نیز موثر می‌باشند، ولی به‌علت وجود بار مثبت هسته اتمی، نقش ثانوی دارند.


پیوند میان اتم‌ها

اتم‌ها تمایل زیادی به تکمیل لایه‌ی الکترونی خارجی خود و (یا تخلیه‌ی کامل آن) دارند. لایه‌ی خارجی هیدروژن و هلیم جای دو الکترون و در همه‌ی اتم‌های دیگر طرفیت هشت الکترون را دارند. این عمل با استفاده مشترک از الکترون‌های اتم‌های مجاور و یا با جدا کردن کامل الکترون‌ها از اتم‌های دیگر فراهم می‌شود. هنگامی که الکترون‌ها در مشارکت اتم‌ها قرار می‌گیرند، یک پیوند کووالانسی میان دو اتم تشکیل می‌گردد. پیوندهای کووالانسی قوی‌ترین نوع پیوندهای اتمی می‌باشند.


يون

هنگامی که به‌وسیله اتم، یک یا چند الکترون از یک اتم دیگر جدا می‌گردد، یون‌ها ایجاد می‌شوند. یون‌ها اتم‌هایی هستند که به‌علت عدم تساوی تعداد پروتون‌ها و الکترون‌ها، دارای بار الکتریکی ویژه می‌شوند. یون‌هایی که الکترون‌ها را برمی‌دارند، آنیون (anion) نامیده شده و بار منفی دارند. اتمی که الکترون‌ها را از دست می‌دهد کاتیون (cation) نامیده شده و بار مثبت دارد.


پیوند یونی

کاتیون‌ها و آنیون‌ها به‌علت نیروی کولمبیک (coulombic) میان بارهای مثبت و منفی، یکدیگر را جذب می‌نمایند. این جذب پیوند یونی نامیده می‌شود و از پیوند کووالانسی ضعیفتر است.


مرز ميان انواع پیوندها

همان‌طور که بیان گردید، پیوند کوالانسی در حالتی ایجاد می‌شود که در آن الکترون‌ها به‌طور یکسان میان اتم‌ها به اشتراک گذارده می‌شوند، در حالی‌که پیوند یونی در حالی ایجاد می‌گردد که الکترون‌ها کاملاً در انحصار آنیون قرار می‌گیرند. به‌جز در موارد محدودی از حالت‌های خیلی نادر، هیچ‌کدام از این توصیف‌ها کاملاً دقیق نیست. در بیشتر موارد پیوندهای کووالانسی، الکترون‌ها به‌طور نامساوی به اشتراک گذارده می‌شوند، به‌طوری که زمان بیشتری را صرف گردش به‌دور اتم‌های با بار الکتریکی منفی‌تر می‌کنند که منجر به ایجاد پیوند کووالانسی با بعضی از خواص یونی می‌گردد.

به‌طور مشابهی، در پیوندهای یونی، الکترون‌ها اغلب در مقاطع کوچکی از زمان به‌دور اتم با بار الکتریکی مثبت‌تر می‌چرخند که باعث ایجاد بعضی از خواص کووالانسی در پیوند یونی می‌گردد.


مدل‌های اتمی

یکی از موضوعات مهم در شیمی، موضوع مدل‌های اتمی است که از جمله‌ی آن‌ها می‌توان به مدل اتمی دموکریت، مدل اتمی دالتون، مدل اتمی جوزف تامسون، مدل اتمی ارنست رادرفورد، مدل اتمی نیلز بور، مدل اتمی جیمز چادویک، مدل اتمی لایه‌ای و مدل کوانتومی (شرودینگری) اشاره کرد.


انرژی اتمی

انرژی اتمی از اتم به‌دست می‌آید. در هر ذره‌ای از اتم، منبعی از انرژی به‌شمار می‌رود و هنگامی که اتم را بشکافند، این انرژی رها می‌شود. برای شکافتن اتم عملاً دو راه وجود دارد: گداختن و شکفتن.

  • گداختن: بر اثر عمل گداختن، دو اتم چنان به‌هم می‌آمیزند که تشکیل یک اتم می‌دهند. از گدازش اتم‌ها مقدار فوق‌العاده زیادی انرژی، به‌صورت حرارت، رها می‌شود. قسمت بیشتر انرژی‌ای‌که از خورشید به‌دست می‌آید، بر اثر گدازشی است که در آن رخ می‌دهد.

  • شکفتن: نوعی دیگر از انرژی اتمی بر اثر عمل شکافتن پدید می‌آید. یعنی یک اتم را شکفته، به‌دو جز تقسیم‌اش می‌کنند، و این به‌وسیله بمباران کردن اتم به‌کمک اجزای خود آن، نیوترون، صورت می‌گیرد (نیوترون یکی از اجزایی است که اتم را به‌وجود می‌آورند). البته هر اتمی را نمی‌توان به‌مجرد بمباران کردن به‌وسیله نیوترون‌ها شکافت. اما اتم‌های اورانیوم و پلوتونیوم را در شرایط مناسبی می‌توان شگافت. نوعی اورانیوم وجود دارد که به‌اسم اورانیوم ٢٣۵ معروف بوده و آن‌را بدین‌گونه نشان می‌دهند «٢٣۵ u-» (که این به‌عنوان ایزوتوپ اورانیوم، شناخته شده است).

    اورانیوم ٢٣۵ را می‌توان با بمباران به‌وسیله نیوترون‌ها، به دو جز تقسیم کرده و بدین‌گونه آن‌را شگافت. در این هنگام، انرژی که حدود نیم کیلو اورانیوم می‌دهد، یک میليون برابر بیشتر از انرژی است که نیم کیلو زغال سنگ، تولید می‌کند.

    یک تکه اورانیومی که به‌اندازه سنگریزه بسيار کوچک باشد، قادر است کشتی را در دریا، یا هواپیما را در هوا، و یا حتی یک دستگاه مولد برق را به‌حرکت درآورد. بنابراین، انرژی اتمی، منبع بسیار خوبی برای بشر، در آینده، به‌شمار می‌رود.[*]


[] يادداشت‌ها




[] پيوست‌ها

منظور از شکستن اتم چیست
...


[] پی‌نوشت‌ها

...



کلمه اتم از زبان یونانی گرفته شده است و معنای آن در واقع ناگستنی یا تقسیم‌ناپذیر است.
امروز دانشمندان می‌توانند اتم‌ها را بشکنند و آن‌ها را تقسیم کنند. اما اگر به‌طور مثال اتم آهن را تقسیم کنند و آن را بشکافند، اعضای شکسته‌شده‌ دیگر آهن نیستند و خصوصیات آهن را هم ندارند. به‌این دلیل در خیلی از کتاب‌های شیمی (کيميا) تعریف زیر در مورد کلمه اتم آورده شده است.
«یک اتم کوچک‌‌ترین سنگ‌بنای یک عنصر شیمیایی است که کلیه‌ی خصوصیات ویژه‌ی آن عنصر را دارد. در صورت تقسیم آن به اعضای کوچک‌تر تمام این خصوصیات را از دست می‌دهد»
اتم، دانشنامه‌ی رشد

اتم، دانشنامه‌ی رشد
همان‌جا
همان‌جا

جرم اتمی چيست؟، باشگاه دانشجويان دانشگاه پيام نور
اتم چيست و چه ساختاری دارد؟، باشگاه دانشجويان دانشگاه پيام نور








[] جُستارهای وابسته

آب (H2O)




[] سرچشمه‌ها







[] پيوند به بیرون

[۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]
[۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]

رده‌ها:شیمیشیمی نظریفیزیک اتمیمفاهیم بنیادین فیزیک