اتم

اَتُم  (به انگلیسی: Atom) واژه ای است یونانی به معنی «ناگسستنی» (من تقسیم نمیشوم) [۲] اَتُم  ، اتم واحد تشکیل دهنده تمام مواد (یا تک تک عناصر شیمیایی) است که متشکل از یک هسته مرکزی است که محاطه شده با ابر الکترونی با بار منفی. تعریف دیگری آن را به عنوان کوچکترین واحدی در نظر میگیرد که ماده را میتوان به آن تقسیم کرد بدون اینکه اجزاء بارداری از آن خارج شود.

اتم

از ویکیپدیا، دانشنامهٔ آزاد

اَتُم(به انگلیسی: Atom) واژه ای است یونانی به معنی «ناگسستنی» (من تقسیم نمیشوم) [۲] ، اتم واحد تشکیل دهنده تمام مواد (یا تک تک عناصر شیمیایی) است که متشکل از یک هسته مرکزی است که محاطه شده با ابر الکترونی با بار منفی. تعریف دیگری آن را به عنوان کوچکترین واحدی در نظر میگیرد که ماده را میتوان به آن تقسیم کرد بدون اینکه اجزاء بارداری از آن خارج شود. [۳]اتم ابری الکترونی، تشکیلشده از الکترونهابا بار الکتریکیمنفی، که هستهٔ اتم را احاطه کردهاست. هسته نیز خود از پروتونکه دارای بار مثبتاست و نوترونکه از لحاظ الکتریکی خنثی است تشکیل شدهاست. زمانی که 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 یونمینامند که میتواند دارای بار الکتریکیمثبت یا منفی باشد. اتمها با توجه به تعداد پروتونها و نوترونهای آنها طبقهبندی میشوند. تعداد پروتونهای اتم مشخص کننده نوع عنصر شیمیایی و تعداد نوترونها مشخصکننده ایزوتوپعنصر است. [۴]

نظریه مکانیک کوانتومیتصویر پیچیدهای از اتم ارائه میدهد و این پیچیدگی

دانشمندان را مجبور میکند که جهت توصیف خواص اتم بجای یک تصویر متوسل به تصاویر شهودی متفاوتی از اتم شوند. بعضی وقتها مناسب است که به الکترون به عنوان یک ذره 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 نحوه دسته بندی این مدارها معین میشود. [۳]

ذرات زیراتمی[ویرایش]

نوشتار اصلی: ذرات زیراتمی

با وجود اینکه منظور از اتمذرهای تجزیه ناپذیر بود، امروز میدانیم که اتم از ذرات کوچکتری تشکیل شدهاست. الکترونها، پروتونهاو نوترونهاذراتتشکیل دهندهٔ اتم هستند. الیته یون هیدروژنبدون الکترون و نیز هیدروژن-۱بدون نوترون است.

در مدل استاندارد، الکترونها ذرات بنیادی، یعنی بدون ساختار داخلی، پنداشته میشوند؛ در حالی که پروتونها و نوترون از ذرات دیگری به نام کوارکتشکیل شدهاند.

هسته[ویرایش]

نوشتار اصلی: هسته اتم

هسته دارای نوترون و پروتون است. پروتون دارای بار مثبت (+) و نوترون بدون بار است.

ابر الکترونی[ویرایش]

این مدل پیشنهاد شده تنها از یک شخص منتشر نشده و ایده چندین دانشمند و محقق در سال 1935میباشد در این مدل مانند مدل بور (منظومه شمسی) هسته عمده جرم اتم را تشکیل میدهد و در مرکز ، الکترون با انرژی مختلف به دور هسته در گردش میباشد و الکترونها در لایه ای با انرژی معینی وجود دارند .

مدلهای اتمی[ویرایش]

مدل اتمی دموکریت[ویرایش]

دموکریت در ۵۰۰سال قبل از میلاد اوّلین تحقیقها را در رابطه با اتم انجام داد. البته نتایج آزمایشها او امروزه هیچ کدام مورد قبول نیست اما اصلی ترین گام در راستای تحقیق در رابطه با اتم بود. نام اتم به معنای تجزیه ناپذیر را نیز او انتخاب کرد. نظریه های او بسیار ابتدایی بود اما باید توجه داشت که تا زمانی که نمیتوان اتم را به چشم دید صحبت در رابطه با آن نیز تنها حدس است. او بر این عقیده بود که:

• ·ماده ساختار ذرّهای دارد یعنی از ذرّهها بسیار کوچکی ساخته شدهاست که خود آن را میتوان تجزیه ناپذبر نامید.
• ·اتم مواد مختلف در شکل بایکدیگر متفاوت است. برای مثال مواد تیز و برنده یا ترش دارای اتمی با لبههای تیز به شکلهایی چون مثلث هستند یا مواد نرم و شیرین دارای شکلی دایرهای.(البته این مورد در نظرات بعدی کاملا رد شد.)

مدل اتمی دالتون[ویرایش]

نظریهٔ اتمی دالتون: دالتوننظریه اتمیخود را با اجرای آزمایش در هفت بند بیان کرد.

• ·مادهاز ذرههای تجزیه ناپذیریبه نام اتم ساخته شدهاست.
• ·همهٔ اتمهای یک عنصر، مشابه یکدیگرند.
• ·اتمها نه به وجود میآیند و نه از بین میروند.
• ·همهٔ اتمهای یک عنصر جرم یکسان و خواص شیمیایی یکسان دارند.

• ·اتمهای عنصرهای مختلف به هم متصل میشوند و مولکولهارا به وجود میآورند.
• ·در هر مولکول از یک ماده مرکب معین، همواره نوع و تعداد نسبی اتمهای سازندهی آن یکسان است.
• ·واکنشهای شیمیایی شامل جابه جایی اتمها و یا تغییر در شیوهٔ اتصال آنها است.

نظریههای دالتون نارساییهاو ایرادهایی دارد و اما آغازی مهم بود. مواردی که نظریهٔ دالتون نمیتوانست توجیه کند:

• ·پدیدهٔ برقکافت(الکترولیز) و نتایج مربوط به آن
• ·پیوند یونی-فرق یونبا اتم خنثی
• ·پرتو کاتدی
• ·پرتوزاییو واکنشهای هستهای
• ·مفهوم ظرفیتدر عناصر گوناگون
• ·پدیدهٔ ایزوتوپی

قسمت اول نظریهٔ دالتون تأیید فیلسوف یونانی (دموکریت) بود.

نظریهٔ دالتون از سه قسمت اصلی (قانون بقای جرم-قانون نسبتها معین-قانون نسبتهای چندگانه) میباشد.

مطالعهٔ اتمها و ذرات ریزتر فقط به صورت غیرمستقیم و از روی رفتار (خواص) امکان پذیر است.

اولین ذرهٔ زیراتمی شناخته شده الکتروناست. مواردی که به کشف و شناخت الکترون منجر شد:

• ·الکتریسیتهٔ ساکنیا مالشی
• ·پدیدهٔ الکترولیز (برقکافت)
• ·پرتو کاتدی
• ·۴پدیدهٔ پرتوزایی

مدل اتمی جوزف تامسون انگلیسی[ویرایش]

مدل اتمی تامسون (کیک کشمشی، مدل هندوانهای یا ژله میوه دار)

• ·الکترون با بار منفی، درون فضای ابرگونه با بار مثبت، پراکنده شدهاند.
• ·اتم در مجموع خنثی است. مقدار بار مثبت با بار منفی برابر است.
• ·این ابر کروی مثبت، جرمی ندارد و جرم اتم به تعداد الکترون آن بستگی دارد.
• ·جرم زیاد اتم از وجود تعداد بسیار زیادی الکترون در آن ناشی میشود.

مدل اتمی ارنست رادرفورد نیوزلندی[ویرایش]

۱)هر اتم دارای یک هسته کوچک است که بیشتر جرم اتم در آن واقع است.

۲)هسته اتم دارای بار الکتریکی مثبت است.

۳)حجم هسته در مقایسه با حجم اتم بسیار کوچک است زیرا بیشتر حجم اتم را فضای خالی تشکیل میدهد.

۴)هسته اتم بوسیله الکترونها محاصره شدهاست.

مدل اتمی نیلز بور[ویرایش]

او یکی از محققان موفق در این راه بود که با وجود اشتباه بودن مدل او بازهم در خیلی مکانها مانند انرژی اتمی از آن استفاده میشود.

• ·اتم دارای هسته کوچک اما سنگین با بار مثبت است
• ·هسته در اتم در حجم کمی قرار دارد که اطراف آن الکترونها بر روی مدارهایی مانند منظومه شمسی به دور آن میچرخند.

اطلاعات جدیدی اضافه شد:

همچنین ایشان بر این باور بودند که الکترونها بر روی مدارهایی به دور هستهٔ اتم پیوسته در حال گردش اند و این نظریه علاوه بر نارسا بودن اطلاعات

سودمندی در رابطه با ساختار اتم میدهد , منطور از نارسا بودن این است که شکلهای الکترونها به صورت ناقص ترسیم شده میباشد در حالی که امروزه میدانیم

نظریه کامل تری با نام مد لایهای عرضه شدهاست.

مدل اتمی جیمز چادویک[ویرایش]

قطعا مدل اتمی بور با نقص قابل توجهی رو به رو بود،آن هم نبود نوترون یا ماده ای که دافعه ای که بین پروتون ها در مرکز هسته را از بین ببرد وجود نداشت و بنابر این چادویک بر درستی مدل منظومه شمسی نیلز بور تاکیید کرد اما نقص آن را با توضیح وجود نوترون در هسته ی اتم کامل کرد و از آن به بعد اصلاحات دیگری بر روی هسته ی اتم انجام نشده است ولی البته دانشمندان بزرگی همچون اروین شرودینگر هم بعد از او نیز نظریات اتمی زیادی دادن ولی هنوز هم کاملترین نظریه متعلق به جیمز چادویک (در رابطه با هسته اتم)است.

مدل اتمی لایهای[ویرایش]

یک مدل اتمی است که امروزه پذیرفته شدهاست ولی هنوز از مدل اتمی بور برای نمایش اتم استفاده میشود در این مدل مانند مدلبور هسته که عمدهٔ جرم اتم را تشکیل داده در مرکز اتم قرار دارد و الکترونها با انرژیهای مختلف به دور هسته در حال گردش هستند با این تفاوت که در این مدل الکترونها به شکل ابری که ابر الکترونی نامیده شدهاست در اطراف هسته اتم ودر فضای بسیار بزرگی که قطر آن ۱۰۰۰۰برابر قطر هستهٔ اتم است در حرکتند

شنیده شدن صدای اتم[ویرایش]

ﻣﺤﻘﻘﺎﻥ ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﺻﻨﻌﺘﯽ ﭼﺎﻟﻤﺮﺯ ﺳﻮﺋﺪ ﺑﺮﺍﯼ ﻧﺨﺴﺘﯿﻦ ﺑﺎﺭ ﺍﺯ ﺻﻮﺕ ﺑﺮﺍﯼ ﺑﺮﻗﺮﺍﺭﯼ ﺍﺭﺗﺒﺎﻁ ﺑﺎ ﯾﮏ ﺍﺗﻢ ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﮐﺮﺩﻧﺪ .تعامل بین اتم و نور پدیده ای شناخته شده است و به طور ﻭﺳﯿﻌﯽ ﺩﺭ ﺩﺍﻧﺶﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽﺑﻪ ﮐﺎﺭ ﻣﯽﺭﻭﺩ، ﺑﺎ ﺍﯾﻦ ﺣﺎﻝ ﺩﺳﺘﯿﺎﺑﯽ ﺑﻪ ﻫﻤﺎﻥ ﻣﯿﺰﺍﻥ ﺗﻌﺎﻣﻞ ﺑﺎ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺍﺯ ﺍﻣﻮﺍﺝ ﺻﻮﺗﯽ ﻓﺮﺁﯾﻨﺪﯼ ﭼﺎﻟﺶﺑﺮﺍﻧﮕﯿﺰﺗﺮ ﺍﺳﺖ. ﻫﻢﺍﮐﻨﻮﻥ، ﻣﺤﻘﻘﺎﻥ ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﭼﺎﻟﻤﺮﺯ ﻣﻮﻓﻖ ﺑﻪ ﺟﻔﺖﮐﺮﺩﻥ ﺍﻣﻮﺍﺝ ﺻﻮﺗﯽ ﺑﺎ ﯾﮏ ﺍﺗﻢ ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﺷﺪﻩﺍﻧﺪ ﻭ ﺍﯾﻦ

ﻣﻮﻓﻘﯿﺖ ﺑﺎ ﻫﻤﮑﺎﺭﯼ ﻓﯿﺰﯾﮑﺪﺍﻧﺎﻥ ﻧﻈﺮﯼ ﻭ ﺗﺠﺮﺑﯽ ﺣﺎﺻﻞ ﺷﺪﻩ ﺍﺳﺖ . «ﭘﺮ ﺩﻟﺴﯿﻨﮓ» ، ﺭﻫﺒﺮ ﺗﯿﻢ ﺗﺤﻘﯿﻘﺎﺗﯽ ﺗﺠﺮﺑﯽ، ﺩﺭ ﺍﯾﻦ ﺑﺎﺭﻩ ﮔﻔﺖ: ﺑﺎ ﺻﺤﺒﺖﮐﺮﺩﻥ ﻭ ﮔﻮﺵﺩﺍﺩﻥ ﺑﻪ ﺍﺗﻢﻫﺎ ﺩﺭﯾﭽﻪ ﺟﺪﯾﺪﯼ ﺭﺍ ﺑﻪ ﺟﻬﺎﻥ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﮔﺸﻮﺩﻩﺍﯾﻢ. ﻫﺪﻑ ﺑﻠﻨﺪﻣﺪﺕ ﻣﺎ ﻣﻬﺎﺭﮐﺮﺩﻥ ﻓﯿﺰﯾﮏ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﺍﺳﺖ ﺑﻪ ﻃﻮﺭﯼ ﮐﻪ ﺑﺘﻮﺍﻧﯿﻢ ﺍﺯ ﻗﻮﺍﻧﯿﻦ ﺁﻥ ﻧﻬﺎﯾﺖ ﺍﺳﺘﻔﺎﺩﻩ ﺭﺍ ﺑﻪ ﻃﻮﺭ ﻣﺜﺎﻝ، ﺩﺭ ﺳﺎﺧﺖ ﺭﺍﯾﺎﻧﻪﻫﺎﯼ ﺑﯽﻧﻬﺎﯾت ﭘﺮﺳﺮﻋﺖ ﺑﺒﺮﯾﻢ. ﻣﺎ ﺍﯾﻦ ﮐﺎﺭ ﺭﺍ ﺑﺎ ﺧﻠﻖ ﻣﺪﺍﺭﻫﺎﯼ ﺍﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﺍﻧﺠﺎﻡ ﻣﯽﺩﻫﯿﻢ ﮐﻪ ﺍﺯ ﻗﻮﺍﻧﯿﻦ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﻃﺒﻌﯿﺖ ﻣﯽﮐﻨﺪ . ﻭﯼ ﺍﺩﺍﻣﻪ ﺩﺍﺩ: ﯾﮏ ﺍﺗﻢ ﻣﺼﻨﻮﻋﯽ ﻣﺜﺎﻟﯽ ﺍﺯ ﭼﻨﯿﻦ ﻣﺪﺍﺭ ﺍﻟﮑﺘﺮﯾﮑﯽ ﮐﻮﺍﻧﺘﻮﻣﯽ ﺍﺳﺖ ﻭ ﺩﺭﺳﺖ ﻣﺎﻧﻨﺪ ﯾﮏ ﺍﺗﻢ ﻃﺒﯿﻌﯽ ﻣﯽﺗﻮﺍﻥ ﺁﻥ ﺭﺍ ﺑﺎ ﺍﻧﺮﮊﯼ ﺷﺎﺭﮊ ﮐﺮﺩ . ﺍﯾﻦ ﺍﻧﺮﮊﯼ ﻣﻌﻤﻮﻻ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ﯾﮏ ﺫﺭﻩ ﺳﺎﻃﻊ ﻣﯽﺷﻮﺩ ﮐﻪ ﺍﯾﻦ ﺫﺭﻩ، ﻣﻌﻤﻮﻻ ﯾﮏ ﺫﺭﻩ ﻧﻮﺭ ﺍﺳﺖ. ﺑﺎ ﺍﯾﻦ ﺣﺎﻝ، ﺍﺗﻢ ﻣﻮﺟﻮﺩ ﺩﺭ ﺁﺯﻣﺎﯾﺶ ﺩﺍﻧﺸﻤﻨﺪﺍﻥ ﺩﺍﻧﺸﮕﺎﻩ ﭼﺎﻟﻤﺮﺯ ﺑﺮﺍﯼ ﺳﺎﻃﻊﮐﺮﺩﻥ ﻭ ﺟﺬﺏﮐﺮﺩﻥ ﺍﻧﺮﮊﯼ ﺩﺭ ﺷﮑﻞ ﺻﻮﺕ ﻃﺮﺍﺣﯽ ﺷﺪﻩ ﺑﻮﺩ . ﺟﺰﺋﯿﺎﺕ ﺍﯾﻦ ﻣﻮﻓﻘﯿﺖ ﻋﻠﻤﯽ ﺩﺭ ﻣﺠﻠﻪ Scienceﻣﻨﺘﺸﺮ ﺷﺪ