Положительный заряд - протон
Cтраница 2
Опыт Милликена с каплей масла и ряд других экспериментов показали, что в природе электрические заряды состоят из дискретных зарядов постоянной величины. Эта величина обозначается через е и является зарядом электрона. Мы уже отмечали, что позитрон обладает в точности таким же количеством электричества. Еще более замечательным фактом является точное равенство зарядов всех других заряженных частиц - равенство по величине, например, положительного заряда протона и отрицательного заряда электрона. [16]
 |
Схема строения атома алюминия. [17] |
Атом меди содержит 29 электронов и такое же количество протонов. Электроны атомов меди расположены вокруг ядра на четырех оболочках. На первой находятся два электрона, на второй - восемь, на третьей - восемнадцать, на четвертой, наиболее удаленной от ядра, - один электрон. Число электронов, расположенных на наиболее удаленной от ядра оболочке, совпадает с номером группы данного элемента в периодической системе Д. И. Менделеева, а общий отрицательный заряд электронов атома равен положительному заряду протонов, содержащихся в ядре. Равные по величине положительные и отрицательные заряды по отношению к внешней среде электрически уравновешиваются - взаимно нейтрализуются. В результате этого атомы вещества в обычном состоянии электрически нейтральны. [18]
Чад-вика об открытии им новой ядерной частицы - нейтрона, с массой, почти равной массе протона, но электрически нейтральной. В апреле 1932 г. советский физик Д. Д. Иваненко впервые высказал гипотезу - ныне общепринятую - что атомные ядра состоят из протонов и нейтронов. Согласно этой модели, в ядре атома с массовым числом А и атомным номером Z содержится Z протонов и Л - Z нейтронов. Например, в ядре атома висмута содержится 83 протона и 126 нейтронов. Положительный заряд протонов компенсируется отрицательным зарядом 83 электронов, находящихся в оболочках. Ядра разных изотопов одного и того же элемента содержат, очевидно, равное количество протонов, но различное число нейтронов. Например, ядро водорода - это один протон, в ядре тяжелого изотопа водорода - дейтерия, кроме протона, имеется один нейтрон. [19]
В результате было надежно установлено, что в природе любые электрические заряды состоят из дискретных порций определенной величины. Такая величина обозначается через е и называется элементарным электрическим зарядом. Его числовое значение равно 1 602 - 10 - 19 Кл. Точно таким же положительным зарядом обладает позитрон. Еще более замечательным фактом является равенство по величине заряда электрона и положительного заряда протона. Последнее равенство было проверено в очень тонких экспериментах, которые заключались в исследовании электронейтральности атома водорода и молекулы водорода. [20]
Ко времени поступления Фейнмана в МТИ структура атома и его поведение в соответствии как с квантовой механикой, так и со специальной теорией относительности были поняты достаточно хорошо за исключением нескольких досадных мелочей. Электрон был открыт в 1890 - х годах британским физиком Дж. Томсоном, роль протона должным образом оценили к началу 1920 - х, а нейтрон открыли в 1932 году. Этой комбинации частиц было достаточно для объяснения структуры атомов. Каждый атом содержит ядро - шар, состоящий из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, удерживаемых вместе ( несмотря на стремление положительных зарядов протонов к взаимному отталкиванию) на очень малом расстоянии силой притяжения, называемой сильным взаимодействием. Кроме того, ядро каждого атома окружено электронным облаком из расчета один отрицательно заряженный электрон на каждый протон в ядре; это облако остается на своем месте, благодаря взаимному притяжению отрицательного заряда электронов и суммарного положительного заряда ядра. В бета-распаде участвует четвертый вид взаимодействия ( после гравитации, электромагнетизма и сильного взаимодействия), который окрестили слабым взаимодействием. [21]
Первая стадия ( 69а) должна протекать мгновенно, так как здесь происходит реакция первичной кислоты с первичным основанием. Вторая стадия ( 696) будет протекать медленно, так как образование С С связи не дает достаточной энергии для одновременного разрыва С - Н и С О связей. Третья стадия ( 69в) будет, очевидно, протекать быстрее, так как разрыву двойной связи способствует Т - эффект гидроксильнои группы, и к тому же ионная энергия связи С-Вг ( образующаяся связь) равна 294 ккал, тогда как соответствующая энергия Вг-Вг ( разрывающаяся связь) составляет только 236 ккал. Вслед за этим, очевидно, удаляется протон, образуя НВг; эта стадия также экзотермическая. Таким образом, вторая стадия определяет скорость реакции. Указанному здесь таутомерному смещению способствует положительный заряд катализирующего протона, а возникновение координационной связи А - с атомом водорода метильной группы дает необходимую дополнительную энергию, которая требуется для осуществления данной стадии. Эти соображения делают совершенно понятным каталитический эффект кислоты НА. [22]
Все вещества образуются из атомов - чрезвычайно малых химически неделимых частиц. Строение и процессы расщепления атомов составляют предмет изучения другой науки - ядерной физики. Однако химические свойства атомов определяются строением его внешней электронной оболочки и некоторыми его характеристиками. Атом состоит из ядра и окружающего это ядро электронного облака. Ядро атома включает протоны ( частицы с единичным положительным зарядом) и почти одинаковой с ними массы электронейтральные нейтроны. Вокруг состоящего из протонов и нейтронов ядра движутся отрицательно заряженные электроны. Наиболее простым по своей структуре является атом водорода: его ядро состоит из одного протона, вокруг которого вращается один электрон. Положительный заряд протона и отрицательный заряд электрона имеют одинаковую величину, и атом водорода является нейтральной частицей. [23]
Страницы: 1 2