اتم Flashcards
(35 cards)
ذرات بنیادی (Fundamental Particles)
ذراتی هستند که به عنوان سازنده‌های اصلی ماده و نیروهای پایه‌ای در طبیعت در نظر گرفته میشوند. این ذرات دیگر از ذراتی تشکیل نمی‌شوند و به طور بنیادی معرفی میشوند.
ذرات بنیادی (Fundamental Particles)
به چند دسته تقسیم میشوند؟
:ذرات بنیادی به دو دسته اصلی تقسیم میشوند
1.فرمیون‌ها (Fermions)
فرمیون‌ها ذراتی هستند که از اصل طرد پاولی پیروی می‌کنند. و دارای اسپین نیم‌صحیح هستند
.این دسته شامل کوارک‌ها و لپتون‌ها می‌شود
2.بوزون‌ها (Bosons)
بوزون‌ها ذراتی هستند که از اصل بوز پیروی می‌کنند و دارای اسپین صحیح هستند.
این دسته شامل
فوتون (Photon): حامل نیروی الکترومغناطیسی
بوزون‌های W و Z: حامل نیروی هسته‌ای ضعیف
گلوئون (Gluon): حامل نیروی هسته‌ای قوی
بوزون هیگز (Higgs Boson): مسئول دادن جرم به سایر ذرات بنیادی
- فرمیون‌ها (Fermions)
کوارک‌ها (Quarks)
کوارک‌ها ذرات بنیادی هستند که پروتون‌ها و
نوترون‌ها را تشکیل می‌دهند. شش نوع کوارک
:وجود دارد
کوارک بالا (Up)
کوارک پایین (Down)
کوارک افسون (Charm)
کوارک شگفت (Strange)
کوارک سر (Top)
کوارک ته (Bottom)
—————————————————
لپتون‌ها (Leptons)
لپتون‌ها ذراتی هستند که در واکنش‌های هسته‌ای قوی
:شرکت نمی‌کنند. شش نوع لپتون وجود دارد
الکترون (Electron)
میون (Muon)
تاو (Tau)
نوترینو الکترون (Electron Neutrino)
نوترینو میون (Muon Neutrino)
نوترینو تاو (Tau Neutrino)
- بوزون‌ها (Bosons)
بوزون‌ها ذرات حامل نیرو هستند و دارای اسپین صحیح (0، 1، 2 و غیره) هستند. بوزون‌ها نیروی‌های بنیادی طبیعت را منتقل می‌کنند. چهار نوع اصلی بوزون وجود دارد:
فوتون (Photon): حامل نیروی الکترومغناطیسی
بوزون‌های W و Z: حامل نیروی هسته‌ای ضعیف
گلوئون (Gluon): حامل نیروی هسته‌ای قوی
بوزون هیگز (Higgs Boson): مسئول دادن جرم به سایر ذرات بنیادی
ساختار اتم
پروتون ها/نوترون ها /الکترون ها
هسته اتم (Nucleus)
بخش مرکزی یک اتم است و تقریباً تمام جرم اتم را در خود جای می‌دهد. هسته شامل پروتون‌ها و نوترون‌ها است که به طور مشترک به عنوان نوکلئون‌ها شناخته میشوند.
پروتون ها (Protons)
ذراتی با بار مثبت هستند و تعداد آن‌ها مشخص کننده نوع عنصر و عدد اتمی آن عنصر
.است
پروتون‌ها از ذرات بنیادی به نام کوارک تشکیل شده‌اند که توسط نیروی هسته‌ای قوی به هم پیوند
.خورده‌اند
نیروی هسته‌ای قوی توسط ذراتی به نام گلئون‌ها
.میان کوارک‌ها منتقل می‌شود
پروتون‌ها به طور خاص از سه کوارک تشکیل
.شده‌اند: دو کوارک بالا و یک کوارک پایین
نوترون ها (Neutrons)
.ذراتی بدون بار (خنثی) هستند و به همراه پروتون‌ها، جرم اتم را تشکیل می‌دهند
نوترون‌ها، مانند پروتون‌ها، از سه ذره بنیادی به نام
.کوارک تشکیل شده‌اند
در مورد نوترون‌ها، این سه کوارک شامل دو
.کوارک پایین و یک کوارک بالا هستند
این کوارک‌ها توسط نیروی هسته‌ای قوی و توسط
.ذراتی به نام گلئون‌ها به یکدیگر پیوند خورده‌اند
الکترون ها (Electrons)
ذراتی با بار منفی هستند که در اطراف هسته در فضاهایی به نام اوربیتال‌ها حرکت می‌کنند. الکترون‌ها نسبت به پروتون‌ها و نوترون‌ها بسیار سبک‌تر هستند.
اوربیتال‌ها
در واقع، اوربیتال‌ها مناطقی در اطراف هسته اتم هستند که احتمال حضور الکترون‌ها در آن‌ها بیشتر است. به بیان ساده‌تر، اوربیتال‌ها نواحی در اطراف هسته هستند که با
.بیشترین احتمال می‌توان یک الکترون را در آن‌ها یافت
(توضیح اوربیتال در (مکانیک کوانتومی
در مکانیک کوانتومی، الکترون‌ها به عنوان ذرات نقطه‌ای با مسیرهای دقیق (مانند مدل بور) در نظر گرفته نمی‌شوند. بلکه به عنوان ابرهایی از احتمال در نظر گرفته میشوند. این ابرهای احتمال مناطقی هستند که الکترون ممکن است در آن‌ها حضور داشته باشد و این مناطق به عنوان اوربیتال‌ها شناخته میشوند.
انواع اوربیتال
اوربیتال s:
.کروی و متقارن حول هسته
اوربیتال p:
دو لوبی (شکل دمبلی) و در سه جهت مختلف قرار دارند.
(px, py, pz)
اوربیتال d و f:
شکل‌های پیچیده‌تری دارند و با انرژی‌های بالاتر مرتبط هستند.
(Z)عدد اتمی (Atomic Number)
تعداد پروتون‌ها در هسته، عدد اتمی را تعیین می‌کند و هویت عنصر شیمیایی را مشخص می‌کند.
عدد جرمی (Mass Number)
مجموع تعداد پروتون‌ها و نوترون‌های موجود در هسته است.
پیوند های شیمیایی
اتم‌ها می‌توانند از طریق پیوندهای شیمیایی با یکدیگر ترکیب شوند تا مولکول‌ها و ترکیبات شیمیایی جدیدی را تشکیل دهند
پیوند یونی (Ionic Bond):
.زمانی که یک اتم الکترون‌هایش را به اتم دیگر می‌دهد
پیوند کووالانسی (Covalent Bond):
زمانی که دو اتم الکترون‌هایشان را به اشتراک می‌گذارند.
اتم
اتم واحد بنیادی همه مواد است و از سه نوع ذره‌ی زیراتمی (پروتون، نوترون، الکترون) تشکیل شده است. تعداد این ذرات در هسته و اطراف آن، ویژگی‌های شیمیایی و فیزیکی عنصر را تعیین می‌کنند.
ایزوتوپ
ایزوتوپ‌ها انواع مختلف یک عنصر شیمیایی هستند که تعداد پروتون‌های یکسان اما تعداد نوترون‌های متفاوت دارند. این تفاوت در تعداد نوترون‌ها باعث می‌شود ایزوتوپ‌های یک عنصر جرم‌های متفاوتی داشته باشند، اما خواص شیمیایی آن‌ها تقریباً یکسان باقی می‌ماند.
ویژگی‌های ایزوتوپ‌ها
عدد اتمی یکسان: چون تعداد پروتون‌ها (عدد اتمی) در همه ایزوتوپ‌های یک عنصر یکسان است، ایزوتوپ‌ها همان عنصر شیمیایی را نشان می‌دهند.
عدد جرمی متفاوت: تفاوت در تعداد نوترون‌ها باعث می‌شود ایزوتوپ‌ها عدد جرمی متفاوتی داشته باشند.
شعاع اتمی (Atomic Radius)
شعاع اتمی به فاصله بین هسته اتم تا دورترین الکترون در پوسته خارجی اشاره دارد.
این اندازه‌گیری بسته به موقعیت الکترون و نوع پیوندهای شیمیایی متفاوت است.
شعاع کووالانسی (Covalent Radius)
زمانی که دو اتم با هم پیوند کووالانسی تشکیل می‌دهند، شعاع کووالانسی نیمی از فاصله بین هسته‌های دو اتم هم‌پیوند است.
*******
این شعاع برای تعیین اندازه مولکول‌ها و ترکیبات شیمیایی مهم است.
شعاع واندروالسی (Van der Waals Radius):
شعاع واندروالسی معیاری از اندازه اتم است که نشان می‌دهد چقدر اتم‌ها می‌توانند به یکدیگر نزدیک شوند بدون این که پیوند شیمیایی بین آن‌ها تشکیل شود.
به عبارت دیگر، شعاع واندروالسی به عنوان نیم فاصله بین مراکز دو اتم غیر هم‌پیوندی در نزدیکترین حالت تعریف می‌شود.
شعاع هسته اتم
شعاع هسته معمولاً بین 1 تا 10 فمتومتر است. به عنوان مثال، شعاع هسته هیدروژن (پروتون) حدود 1.75 فمتومتر است
نیروهای درون هسته اتم
نیروی هسته‌ای قوی (Strong Nuclear Force)
نیروی الکتروستاتیکی (Electrostatic Force):
