ELEMENTARNE ČESTICEGRAĐA ATOMA

AUTOR: TARIK ARNAUTOVIĆ

Istorijski osvrt

Još prije 2 500 godina grčki filozofi su se pitali, do koje mjere setvar može usitnjavati na sve manje imanje čestice.• Demokrit (470. do 380. godine prijenove ere) je prihvatio Leukipovo učenje oatomima, razvio ga i zaključio da sve tvarimoraju biti izgrađene od najmanjih čestica koje se dalje ne mogu dijeliti i nazvao ih je atomi.

(grčki atomo = nedjeljiv)

Autor: Tarik Arnautović

Naravno Demokrit u svoje vrijeme nije mogao dokazati tu tvrdnju.

Prvu prihvatljivuatomsku teorijudao je 1803.godine engleskihemičarJohn Dalton.

Daltonovatablica hemijskihelemenata injihovih simbola.

Dalton je na osnovu mnogobrojniheksperimenata došao do zaključka da su sve tvari izgrađene od vrlo malih čestica – atoma.• Tokom hemijske reakcije atomi se necijepaju i ne nestaju.• Svaki se hemijski element sastoji odnjemu svojstvenih i jednakih atoma.• Atomi različitih elemenata imaju različite mase

Autor: Tarik Arnautović

Od atoma do kvarkova

Atomi i subatomske čestice su mnogo manji nego talasna dužina vidljive svjetlosti.

Zato ih stvarno ne možemo “vidjeti”. Svi crteži dolaze iz umjetničke mašte.

Da bismo više saznali o subatomskim strukturama, trebaju nam akceleratori čestica.

Koliko su mali najmanji sastavni dijelovi materije?

~ 10-10 m~ 10-14 m

~ 10-15 m

<10-18 m

<10-1 8

m

Autor: Tarik Arnautović

Elementarne česticeAtom je znači složena tvorevina i može se razgraditi na još manje čestice. One

se zovu elementarne čestice.Poznat je veliki broj subatomskih čestica

koje čine materiju .Današnja fizika poznaje tri vrste

elementarnih čestica i preko tristotine pojedinih elementarnih čestica.

Subatomska čestica je čestica koja izgrađuje atom. To su protoni (p), 

elektroni (e) i neutroni (n). Protoni i neutroni se sastoje od još manjih čestica

nazvanih kvarkovi.Također postoje i fotoni, kao osnovni 

kvanti energije, no otkriveno je i još na stotine čestica.

Izraz subatomske čestice strogo uzevši nije baš najispravniji jer mase nekih

čestica višestruko prelaze mase atoma pojedinih hemijskih elemenata. Naziv

subatomske čestice zadržao se do današnjih dana kao sinonim za čestice

bez obzira na složenost i masu.

Građa atomaU središtu atoma je pozitivno nabijena jezgrakoja se sastoji od protona i neutrona.• Oko pozitivno nabijene jezgre nalaze senegativno nabijeni elektroni koji čineelektronski omotač.• U neutralnom atomu broj protona u jezgrijednak je broju elektrona u elektronskomomotaču.• Promjer jezgre atoma je oko 10 000 puta manji od promjera atoma• Elektronje čestica jediničnog negativnog naboja• Protonje čestica jediničnog pozitivnog naboja.• Neutronje čestica bez električnog naboja.

Autor: Tarik Arnautović

Protoni su pozitivno nabijene čestice smještene u jezgri atoma zajedno s neutronima koji su čestice iste veličine kao i protoni, ali nemaju električni naboj. Protoni i neutroni se zajedničkim imenom zovu nukleoni. U normalnom stanju atom ima jednak broj protona i elektrona. Masa elektrona je otprilike 1836 puta manja od mase protona odnosno neutrona, pa se često zanemaruje kod proračuna.Svi atomi bez obzira na broj protona i elektrona imaju otprilike isti promjer i to je otprilike 10-10 metara. Jezgre atoma imaju promjer od otprilike1–10 x 10-15 metara. Iz tih brojki se vidi da je većim dijelom atom zapravo prazan prostor.

Od atoma najjednostavniji je atom vodonika. On ima jezgro oko kojeg kruži samo jedan elektron. Ako zamislimo da je taj atom veličine kao nogometni stadion, tada bi njegova jezgra bila kao novčić u centru tog stadiona, a elektron bi bio još manji i kružio bi oko tribina. Znači da je atom svojim najvećim dijelom u stvari prazan prostor.

Atom Vodonika

Autor: Tarik Arnautović

Neutroni Neutroni su subatomske čestice koje se nalaze u jezgri atoma i nemaju električni naboj. Njihova masa je približno jednaka masi protona. Broj neutrona je približan broju protona, što je inače zavisno od svakog konkretnog atoma. Atomi koji imaju jednak broj protona, a različit broj neutrona nazivaju se izotopima. Izotopi istog elementa imaju jednaka hemijska, ali različita fizička svojstva. James Chadwick je 1932 otkrio neutron.Kada je otkriven neutron, činilo se da su elektron, proton i neutron jedini dijelovi atoma.

ElektroniGodine 1897. elektron je postao prva poznata čestica manja od atoma (subatomska čestica), a otkrio ju je J.J. Thompson. Elektroni su kako smo to već rekli, negativno nabijene čestice koje kruže oko jezgre atoma i oko 1700 puta su lakše od protona odnosno neutrona. Elektroni kruže oko jezgre u takozvanom elektronskom omotaču ili ljusci. Atom može imati od jedne do sedam elektronskih ljuski koje imaju svoja imena po slovima: K,L,M,N,O,P,Q.Atom u svom električki stabilnom stanju ima jednak broj protona i elektrona. Kad primi ili izgubi elektron atom postaje električki nabijen i u tom stanju naziva se ion. Atom koji ima više protona nego elektrona je pozitivno nabijen i naziva se kation. Anion je atom koji ima više elektrona nego protona, pa je zbog toga negativno nabijen.

Prije 1930. kao elementarne čestice poznate

su samo proton, elektron i foton. Elektron je

1897. identifikovao Thomson, a foton je

1905. definisao Einstein (Ajnštajn).

Foton je elementarna čestica, kvant

elektromagnetnog zračenja, koji se u

vakuumu kreće brzinom svjetlosti, nema

masu, a sadrži energiju.  To je čestica

bez mase  Naelektrisanje fotona je jednako

nuli. 

Thompson je uspio izmjeriti omjer električnog naboja i mase elektrona. Pokazalo se da je elektron 1700 puta lakši od protona. Takođe je utvrdio da atom nije nepomičan i nedjeljiv kakvim ga je Demokrit zamišljao,

Foton je prvobitno od strane Alberta Ajnštajna nazvan „svetlosnim kvantom“

Sudaranjem u golemim akceleratorima otkrivene su stotine drugih subatomskih čestica. Takva su otkrića značajna za razumijevanje prirode materije zato što je ona građena od subatomskih čestica.

Još ćemo samo spomenuti neke subatomske čestice koje se najčešće pominju:

Neutrino (simbol u), elementarna čestica koja je bez mase. Proizvodi se u veoma velikim količinama kod fuzije jezgri u unutarnjem dijelu sunca i drugih zvijezda. On se u ekstremno malim količinama apsorbira od materije.

Pozitron ili poziton, (pozitivno nabijena) antičestica od elektrona, sa istom masom, ali sa suprotnim električnim i magnetskim osobinama. 

 Izobari su izotopi različitih elemenata s jednakim masenim brojevima (npr. 54Cr i 54Fe, 112Cd i 112Sn).

HVALA NA PAŽNJI

Autor: Tarik Arnautović VII/6

O.Š. 6.MART Hadžići