Структура и заряд на ядрото на атома

Фактът, че всички елементи са съставени от елементарни частици, се предполага от учените от Древна Гърция. Но нито да докажем този факт, нито да опровергаем в онези дни, нямаше никаква възможност. Да, и свойствата на атомите в древността могат само да се досетят, въз основа на собствените си наблюдения на различни вещества.

За да се докаже, че всички вещества се състоят от елементарни частици, е възможно едва през 19-ти век и после непряко. В същото време физици и химици по целия свят се опитаха да създадат единна теория за елементарните частици, описваща тяхната структура и обяснявайки различни свойства, като например ядрен заряд.

Работата на много учени е посветена на изучаването на молекули, атоми и тяхната структура. Физиката постепенно премина в изследването на микровълните - елементарните частици, взаимодействията и свойствата им. Учените започнаха да се чудят какво атомно ядро, да изложим хипотези и да се опитаме да ги докажем, поне косвено.

В резултат на това основната теория е планетарната модел на структурата на атома, предложени от Ърнест Ръдърфорд и Нилс Бор. Според тази теория зарядът на ядрото на който и да е атом е положителен, докато орбитите му се въртят с отрицателно заредени електрони, което в крайна сметка прави атома електрически неутрален. С течение на времето тази теория е потвърдена многократно от различни видове експерименти, като се започне с експериментите на един от нейните съавтори.

Съвременната ядрена физика разглежда фундаменталната теория за Рудърфорд-Бор, всички изследвания на атомите и техните елементи се основават на нея. От друга страна, повечето от хипотезите, които са се появили през последните 150 години, почти не са потвърдени. Оказва се, че по-голямата част от ядрената физика е теоретична предвид изключително малките размери на изследваните обекти.

Разбира се, в днешния свят е много по-лесно да се определи зарядът на алуминиевото ядро, например (или всеки друг елемент), отколкото през 19 век и още повече в Древна Гърция. Но като правят нови открития в тази област, учените понякога стигат до изненадващи изводи. Опитва се да намери решение на проблем, физиката елементарни частици изправени пред нови предизвикателства и парадокси.

Първоначално теорията на Ръдърфорд казва, че химическите свойства на дадено вещество зависят от заряда на ядрото на неговия атом и вследствие на това броят на електроните, които се въртят по орбитите му. Съвременната химия и физика напълно потвърждават тази версия. Въпреки факта, че изследването на структурата на молекулите първоначално отблъснато от най-простия модел - водородният атом, чиято структура на ядрото е равна на 1, теорията напълно се прилага към всички елементи на периодичната таблица, включително редкоземни метали и радиоактивни вещества, получени изкуствено в края на последното хилядолетие.

Любопитно е, че много преди изследването на Ръдърфорд, английският химик, лекар по образование, Уилям Проут, отбеляза, че специфичното тегло на различните вещества е кратно на този индекс на водород. След това той предложи всички останали елементи да се състоят само от водород на най-просто ниво. Това, че например една азотна част е 14 такива минимални частици, 16 кислород и т.н. Ако считаме тази теория за глобална в съвременната интерпретация, тогава в общи линии е вярна.