Katika miaka ya 20 ya karne ya 20, wanafizikia hawakuwa na shaka tena juu ya ugumu wa muundo wa nuclei ya atomiki iliyogunduliwa na Rutherford mnamo 1911. Ukweli huu ulionyeshwa na idadi kubwa ya majaribio tofauti yaliyofanywa na wakati huo, kama vile:
- ugunduzi wa uzushi wa radioactivity,
- uthibitisho wa majaribio wa mfano wa nyuklia wa atomi,
- kipimo cha uwiano e m kwa elektroni, chembe α na kwa chembe H, ambayo ni kiini cha atomi ya hidrojeni;
- ugunduzi wa mionzi ya bandia na athari za nyuklia,
- kipimo cha malipo ya viini vya atomiki na vingine vingi.
Je, viini vya atomi vinajumuisha chembe gani? Siku hizi, ni ukweli kwamba nuclei za atomi za elementi mbalimbali zinajumuisha aina mbili za chembe, yaani, neutroni na protoni. Ya pili ya chembe hizi ni atomi ya hidrojeni ambayo imepoteza elektroni yake pekee. Chembe kama hiyo tayari iligunduliwa katika majaribio ya J. Thomson mnamo 1907. Mwanasayansi aliweza kupima uwiano wake wa e m.
Ufafanuzi 1
E. Rutherford mwaka wa 1919 aligundua viini vya atomiki vya hidrojeni katika bidhaa za mgawanyiko wa nuclei ya atomiki ya idadi kubwa ya vipengele. Mwanafizikia aliipa chembe iliyopatikana jina protoni. Alipendekeza kuwa kiini chochote cha atomiki kina protoni.
Mpango wa majaribio ya Rutherford umeonyeshwa kwenye Mchoro 6. 5 . 1 .
Kielelezo cha 6. 5 . 1 . Mpango wa majaribio ya Rutherford juu ya kugundua protoni katika bidhaa za mtengano wa nyuklia. K ni chombo cha risasi chenye chanzo cha mionzi cha α-chembe, F ni karatasi ya chuma, E ni skrini iliyopakwa sulfidi ya zinki, M ni darubini.
Kifaa cha Rutherford kilikuwa na chumba kilichohamishwa na chombo kilichowekwa ndani yake KWA, ambapo chanzo kilikuwa α -chembe Foil ya chuma, iliyoonyeshwa kwenye takwimu kama F, ilizuia dirisha la kamera. Unene wa foil ulichaguliwa kwa njia ya kuzuia kupenya kwa njia hiyo α -chembe Nyuma ya dirisha kulikuwa na skrini iliyofunikwa na salfidi ya zinki, iliyoonyeshwa kwenye picha ya 6. 5 . 1 iliyotiwa alama E. Kwa kutumia darubini M, iliwezekana kuchunguza mwanga wa mwanga au, kama wanavyoitwa pia, scintillations katika pointi, kwenye pointi kwenye skrini ambapo chembe nzito za kushtakiwa hupiga.
Wakati chumba kilikuwa kikijazwa na nitrojeni ya shinikizo la chini, mwanga wa mwanga uligunduliwa kwenye skrini. Jambo hili lilionyesha ukweli kwamba chini ya hali ya majaribio kuna mtiririko wa chembe zisizojulikana ambazo zina uwezo wa kupenya kupitia mtiririko unaozuia kabisa. α - chembe za foil F. Kwa kusogeza skrini mbali na dirisha la kamera mara kwa mara, E. Rutherford aliweza kupima njia isiyolipishwa ya chembe zilizotazamwa hewani. Thamani iliyopatikana iligeuka kuwa takriban sawa na cm 28, ambayo iliambatana na makadirio ya urefu wa njia ya chembe za H zilizozingatiwa hapo awali na J. Thomson.
Kwa kusoma athari za uwanja wa umeme na sumaku kwenye chembe zilizotolewa kutoka kwa viini vya nitrojeni, data ilipatikana juu ya uchanya wa chaji yao ya msingi. Pia imethibitishwa kuwa wingi wa chembe hizo ni sawa na wingi wa viini vya atomi za hidrojeni.
Baadaye, majaribio yalifanywa na idadi ya vitu vingine vya gesi. Katika majaribio yote kama hayo yaliyofanywa, iligunduliwa kuwa kutoka kwa viini vyao α -chembe hugonga H-chembe au protoni.
Kwa mujibu wa vipimo vya kisasa, malipo mazuri ya protoni ni sawa kabisa na malipo ya msingi e = 1.60217733 · 10 - 19 K l. Kwa maneno mengine, katika modulus ni sawa na malipo hasi ya elektroni. Siku hizi, usawa wa malipo ya protoni na elektroni umethibitishwa kwa usahihi wa 10 - 22. Sadfa kama hiyo ya mashtaka ya chembe mbili ambazo hutofautiana sana kutoka kwa kila mmoja husababisha mshangao wa kweli na inabaki kuwa moja ya siri za kimsingi za fizikia ya kisasa hadi leo.
Ufafanuzi 2
Kulingana na vipimo vya kisasa, tunaweza kusema kwamba wingi wa protoni ni m p = 1.67262 10 - 27 kg Katika fizikia ya nyuklia, wingi wa chembe mara nyingi huonyeshwa katika vitengo vya molekuli ya atomiki (a.m.u.), sawa na wingi wa kaboni. atomi iliyo na nambari ya misa 12:
1 a. e.m = 1.66057 · 10 - 27 kg.
Ipasavyo, m p = 1.007276 a. kula.
Mara nyingi, kuelezea wingi wa chembe ni rahisi zaidi wakati wa kutumia maadili sawa ya nishati kulingana na formula ifuatayo: E = m c 2. Kwa sababu ya ukweli kwamba 1 e V = 1.60218 · 10 - 19 J, katika vitengo vya nishati misa ya protoni ni sawa na 938.272331 Me V.
Kwa hivyo, jaribio la Rutherford, ambalo liligundua hali ya mgawanyiko wa viini vya nitrojeni na vitu vingine vya jedwali la upimaji chini ya hali ya athari za chembe za α haraka, pia ilionyesha kuwa viini vya atomiki ni pamoja na protoni.
Kama matokeo ya ugunduzi wa protoni, baadhi ya wanafizikia walianza kudhani kwamba chembe mpya sio tu sehemu ya nuclei ya atomi, lakini ni vipengele vyake tu vinavyowezekana. Walakini, kwa sababu ya ukweli kwamba uwiano wa malipo ya kiini kwa wingi wake haubaki mara kwa mara kwa viini tofauti, kama ingekuwa hivyo ikiwa viini vina protoni tu, dhana hii ilitambuliwa kuwa haiwezi kutegemewa. Kwa nuclei nzito, uwiano huu unageuka kuwa mdogo kuliko mwanga, ambayo inafuata kwamba wakati wa kuhamia kwenye viini nzito, wingi wa kiini huongezeka kwa kasi zaidi kuliko malipo.
Mnamo mwaka wa 1920, E. Rutherford aliweka mbele dhana juu ya kuwepo katika viini vya jozi fulani ya kompakt iliyofungwa kwa nguvu inayojumuisha elektroni na protoni. Kwa uelewa wa mwanasayansi, kifurushi hiki kilikuwa muundo usio na kielektroniki kama chembe yenye misa karibu sawa na wingi wa protoni. Pia alikuja na jina la chembe hii ya dhahania; Rutherford alitaka kuiita nyutroni. Kwa bahati mbaya, wazo lililowasilishwa, licha ya uzuri wake, halikuwa sahihi. Ilibainika kuwa elektroni haiwezi kuwa sehemu ya kiini. Mahesabu ya mitambo ya quantum kulingana na uhusiano wa kutokuwa na uhakika yanaonyesha kuwa elektroni iliyowekwa ndani ya kiini, yaani, eneo la ukubwa wa R ≈ 10 - 13 cm, lazima iwe na nishati ya ajabu ya kinetic, ambayo ni maagizo mengi ya ukubwa zaidi kuliko nishati ya kuunganisha ya viini kwa kila chembe.
Wazo la kuwepo kwa chembe nzito isiyo na chaji kwenye kiini lilimvutia sana Rutherford. Mwanasayansi mara moja aligeukia kikundi cha wanafunzi wake wakiongozwa na J. Chadwick na pendekezo la kumtafuta. Baada ya miaka 12, mwaka wa 1932, Chadwick ilifanya uchunguzi wa majaribio wa mionzi iliyotengenezwa wakati berili ilimwagiwa na chembe za alpha. Katika mchakato huo, aligundua kuwa mionzi hii ni mkondo wa chembe zisizo na upande na wingi karibu sawa na wingi wa protoni. Kwa hivyo neutron iligunduliwa. Katika Kielelezo 6. 5 . Kielelezo cha 2 kinaonyesha mchoro uliorahisishwa wa usanidi wa kugundua neutroni.
Kielelezo cha 6. 5 . 2. Mchoro wa usanidi wa kugundua neutroni.
Katika mchakato wa kupiga bombarding beryllium na chembe za alpha iliyotolewa na polonium ya mionzi, mionzi yenye nguvu ya kupenya inaonekana, yenye uwezo wa kupita kwenye kizuizi kwa namna ya safu ya 10 - 20 ya risasi. Mionzi hii iligunduliwa karibu wakati huo huo na Chadwick na wenzi wa ndoa, binti ya Marie na Pierre Curie, Irene na Frederic Joliot-Curie, lakini walipendekeza kuwa hizi ni γ-rays zenye nguvu nyingi. Waliona kwamba ikiwa sahani ya parafini imewekwa kwenye njia ya mionzi ya berylliamu, uwezo wa ionizing wa mionzi hii huongezeka kwa ghafla. Wanandoa hao walithibitisha kuwa mionzi ya berili huondoa kiasi kikubwa cha protoni zilizopo kwenye dutu iliyo na hidrojeni kutoka kwa parafini. Kwa kutumia wastani wa njia ya bure ya protoni hewani, wanasayansi walikadiria nishati ya γ quanta, ambayo ina uwezo wa kutoa kasi inayohitajika kwa protoni chini ya hali ya mgongano. Thamani ya nishati iliyopatikana kama matokeo ya tathmini iligeuka kuwa kubwa - karibu 50 MeV.
Mnamo mwaka wa 1932, J. Chadwick alifanya mfululizo mzima wa majaribio yenye lengo la utafiti wa kina wa mali ya mionzi ambayo hutokea wakati beriliamu inawashwa na chembe za α. Katika majaribio yake, Chadwick alitumia njia mbalimbali za kusoma mionzi ya ionizing.
Ufafanuzi 3
Katika Kielelezo 6. 5 . 2 iliyoonyeshwa Geiger counter, kifaa kinachotumiwa kutambua chembe zinazochajiwa.
Kifaa hiki kina bomba la kioo lililowekwa ndani na safu ya chuma (cathode) na thread nyembamba inayoendesha kwenye mhimili wa tube (anode). Bomba linajazwa na gesi ya inert, kwa kawaida argon, kwa shinikizo la chini. Chembe iliyochajiwa katika mchakato wa kusonga kupitia gesi husababisha ionization ya molekuli.
Ufafanuzi 4
Elektroni za bure zinazotokana na ionization huharakishwa na uwanja wa umeme kati ya anode na cathode hadi nishati ambayo uzushi wa ionization ya athari huanza. Banguko la ioni linaonekana na mapigo mafupi ya kutokwa kwa sasa hupita kupitia kaunta.
Ufafanuzi 5
Chombo kingine cha umuhimu mkubwa kwa utafiti wa chembe ni chumba cha wingu, ambayo chembe iliyochajiwa haraka huacha alama au, kama inavyoitwa pia, wimbo.
Njia ya chembe inaweza kupigwa picha au kuzingatiwa moja kwa moja. Msingi wa hatua ya chumba cha Wilson, iliyoundwa mnamo 1912, ni jambo la kufidia ya mvuke iliyojaa juu ya ions ambayo huundwa kwa kiasi cha kufanya kazi cha chumba kando ya trajectory ya chembe iliyoshtakiwa. Kutumia chumba cha wingu, inakuwa inawezekana kuchunguza curvature ya trajectory ya chembe ya kushtakiwa katika mashamba ya umeme na magnetic.
Ushahidi 1
Katika majaribio yake, J. Chadwick aliona katika chemba ya wingu chemba za viini vya nitrojeni ambavyo viligongana na mnururisho wa berili. Kulingana na majaribio haya, mwanasayansi alikadiria nishati ya γ-quantum yenye uwezo wa kutoa kasi iliyoonekana katika jaribio kwa viini vya nitrojeni. Thamani iliyotokana ilikuwa 100 - 150 Me V. Quanta ya γ iliyotolewa na berili haiwezi kuwa na nishati kubwa kama hiyo. Kulingana na ukweli huu, Chadwick alihitimisha kuwa beriliamu inapofichuliwa kwa chembe α, si wingi wa γ quanta ambayo hutolewa, bali ni chembe nzito. Chembe hizi zilikuwa na nguvu nyingi za kupenya na hazikuweka gesi moja kwa moja kwenye kaunta ya Geiger ipasavyo, hazikuwa na upande wowote wa umeme. Kwa hiyo, kuwepo kwa neutron kulithibitishwa, chembe ambayo Rutherford alitabiri zaidi ya miaka 10 kabla ya majaribio ya Chadwick.
Ufafanuzi 6
Neutroni inawakilisha chembe ya msingi. Itakuwa vibaya kuiwakilisha kama jozi ya protoni-elektroni, kama Rutherford alidhani hapo awali.
Kulingana na matokeo ya vipimo vya kisasa, tunaweza kusema kwamba molekuli ya neutron m n = 1.67493 · 10 - 27 k g = 1.008665 a. kula.
Katika vitengo vya nishati, wingi wa neutroni ni sawa na 939.56563 MeV Uzito wa neutroni ni takriban molekuli mbili za elektroni kubwa kuliko wingi wa protoni.
Mara tu baada ya ugunduzi wa nyutroni, mwanasayansi wa Kirusi D. D. Ivanenko, pamoja na mwanafizikia wa Ujerumani W. Heisenberg, waliweka dhana kuhusu muundo wa protoni-neutroni wa nuclei ya atomiki, ambayo ilithibitishwa kikamilifu na utafiti uliofuata.
Ufafanuzi 7
Protoni na neutroni huitwa kwa kawaida viini.
Idadi ya nukuu huletwa ili kubainisha viini vya atomiki.
Ufafanuzi 8
Idadi ya protoni zinazounda kiini cha atomiki inaonyeshwa na ishara Z na inaitwa nambari ya malipo au nambari ya atomiki(hii ndio nambari ya serial kwenye jedwali la upimaji la Mendeleev).
Chaji ya kiini ni sawa na Z e, ambapo e ni malipo ya msingi. Idadi ya neutroni inaonyeshwa na ishara N.
Ufafanuzi 9
Jumla ya idadi ya nukleoni (yaani protoni na neutroni) inaitwa nambari ya molekuli ya kiini A:
Ufafanuzi wa isotopu
Viini vya vipengele vya kemikali vinateuliwa na ishara X Z A, ambapo X ni ishara ya kemikali ya kipengele. Kwa mfano,
H 1 1 - hidrojeni, He 2 4 - heliamu, C 6 12 - kaboni, O 8 16 - oksijeni, U 92 238 - urani.
Ufafanuzi 10
Idadi ya neutroni katika viini vya kipengele kimoja cha kemikali inaweza kuwa tofauti. Kernels kama hizo huitwa isotopu.
Vipengele vingi vya kemikali vina isotopu kadhaa. Kwa mfano, hidrojeni ina tatu kati yao: H 1 1 - hidrojeni ya kawaida, H 1 2 - deuterium na H 1 3 - tritium. Carbon ina isotopu 6, oksijeni ina 3.
Vipengele vya kemikali katika hali ya asili mara nyingi huwakilisha mchanganyiko wa isotopu. Kuwepo kwa isotopu huamua thamani ya molekuli ya atomiki ya kipengele cha asili katika jedwali la mara kwa mara la Mendeleev. Kwa hivyo, kwa mfano, misa ya atomiki ya kaboni asilia ni 12.011.
Ukiona hitilafu katika maandishi, tafadhali yaangazie na ubonyeze Ctrl+Enter
Kiini cha atomiki
Kiini cha atomiki
Kiini cha atomiki
- sehemu ya kati na ya kompakt sana ya atomi, ambayo karibu misa yake yote na malipo yote mazuri ya umeme hujilimbikizia. Kiini, kinachoshikilia elektroni karibu na yenyewe na nguvu za Coulomb kwa kiasi ambacho hufidia chaji yake chanya, huunda atomi ya upande wowote. Viini vingi vina umbo la karibu na spherical na kipenyo cha ≈ 10 -12 cm, ambayo ni amri nne za ukubwa ndogo kuliko kipenyo cha atomi (10 -8 cm). Msongamano wa dutu katika msingi ni kuhusu tani milioni 230 / cm 3.
Kiini cha atomiki kiligunduliwa mwaka wa 1911 kama matokeo ya mfululizo wa majaribio juu ya kutawanyika kwa chembe za alpha kwa karatasi nyembamba za dhahabu na platinamu, zilizofanywa huko Cambridge (Uingereza) chini ya uongozi wa E. Rutherford. Mnamo 1932, baada ya ugunduzi wa neutron huko na J. Chadwick, ilionekana wazi kuwa kiini hicho kina protoni na neutroni.
(V. Heisenberg, D.D. Ivanenko, E. Majorana).
Ili kuteua kiini cha atomiki, ishara ya kipengele cha kemikali cha atomi kilicho na kiini hutumiwa, na faharisi ya juu kushoto ya alama hii inaonyesha idadi ya nucleons (nambari ya molekuli) katika kiini hiki, na index ya chini kushoto inaonyesha idadi ya protoni ndani yake. Kwa mfano, kiini cha nikeli kilicho na nucleons 58, ambayo 28 ni protoni, imeteuliwa. Msingi huo huo pia unaweza kuteuliwa 58 Ni, au nikeli-58.
Kiini ni mfumo wa protoni zilizojaa na neutroni zinazosonga kwa kasi ya 10 9 -10 10 cm / sec na kushikiliwa na nguvu za nyuklia zenye nguvu na za muda mfupi za kuvutia pande zote (eneo lao la hatua ni mdogo kwa umbali wa ≈ 10-13 cm). Protoni na neutroni zina ukubwa wa sm 10 -13 na huchukuliwa kuwa hali mbili tofauti za chembe moja inayoitwa nucleon. Radi ya kiini inaweza kukadiriwa takriban kwa fomula R ≈ (1.0-1.1)·10 -13 A 1/3 cm, ambapo A ni idadi ya nucleoni (jumla ya idadi ya protoni na neutroni) katika kiini. Katika Mtini. Mchoro wa 1 unaonyesha jinsi msongamano wa maada unavyobadilika (katika vitengo vya 10 14 g/cm 3) ndani ya kiini cha nikeli, chenye protoni 28 na neutroni 30, kulingana na umbali r (katika vitengo vya sm 10 -13) hadi katikati. ya kiini.
Mwingiliano wa nyuklia (mwingiliano kati ya nucleons katika kiini) hutokea kutokana na ukweli kwamba nucleons kubadilishana mesons. Mwingiliano huu ni dhihirisho la mwingiliano wa kimsingi zaidi kati ya quarks zinazounda nukleoni na mesoni (kwa njia sawa na kwamba nguvu za kuunganisha kemikali katika molekuli ni dhihirisho la nguvu za msingi zaidi za sumakuumeme).
Ulimwengu wa nuclei ni tofauti sana. Karibu viini 3000 vinajulikana, tofauti kutoka kwa kila mmoja ama kwa idadi ya protoni, au kwa idadi ya neutroni, au zote mbili. Wengi wao hupatikana kwa njia ya bandia.
Cores 264 tu ni imara, i.e. usipate mabadiliko yoyote ya hiari baada ya muda, yanayoitwa kuoza. Wengine hupata uzoefu wa aina mbalimbali za kuoza - kuoza kwa alpha (utoaji wa chembe ya alpha, yaani, kiini cha atomi ya heliamu); kuoza kwa beta (utoaji wa wakati huo huo wa elektroni na antineutrino au positron na neutrino, pamoja na ngozi ya elektroni ya atomiki na utoaji wa neutrino); kuoza kwa gamma (utoaji wa photon) na wengine.
Aina tofauti za viini mara nyingi huitwa nuclides. Nuclides zilizo na idadi sawa ya protoni na nambari tofauti za neutroni huitwa isotopu. Nuclides yenye idadi sawa ya nukleoni, lakini uwiano tofauti wa protoni na neutroni huitwa isobari. Nuclei nyepesi zina takriban idadi sawa ya protoni na neutroni. Katika nuclei nzito, idadi ya neutroni ni takriban mara 1.5 zaidi ya idadi ya protoni. Nucleus nyepesi zaidi ni kiini cha atomi ya hidrojeni, yenye protoni moja. Viini vizito zaidi vinavyojulikana (vinapatikana kwa njia ya bandia) vina idadi ya nucleons ya ≈290. Kati ya hizi, 116-118 ni protoni.
Mchanganyiko tofauti wa idadi ya protoni Z na neutroni hulingana na viini tofauti vya atomiki. Viini vya atomiki vipo (yaani, maisha yao t> 10 -23 s) katika safu nyembamba ya mabadiliko katika nambari Z na N. Zaidi ya hayo, nuclei zote za atomiki zimegawanywa katika makundi mawili makubwa - imara na ya mionzi (isiyo imara). Nuclei imara ni makundi karibu na mstari wa utulivu, ambayo imedhamiriwa na equation
|
Mchele. 2. Mchoro wa NZ wa viini vya atomiki. |
Katika Mtini. Kielelezo cha 2 kinaonyesha mchoro wa NZ wa viini vya atomiki. Dots nyeusi zinaonyesha viini thabiti. Kanda ambapo nuclei imara iko kawaida huitwa bonde la utulivu. Upande wa kushoto wa viini thabiti kuna viini vilivyojaa protoni (viini vyenye utajiri wa protoni), upande wa kulia - viini vilivyojaa nyutroni (viini vyenye nyutroni). Viini vya atomiki vilivyogunduliwa hivi sasa vimeangaziwa kwa rangi. Kuna karibu elfu 3.5 kati yao. Inaaminika kuwa kunapaswa kuwa na elfu 7-7.5 kwa jumla. Viini vya protoni (rangi ya raspberry) vina mionzi na hubadilika kuwa thabiti haswa kama matokeo ya kuoza kwa β + kwenye kiini hubadilishwa kuwa nyutroni. Nuclei zenye nyutroni (rangi ya bluu) pia zina mionzi na huwa dhabiti kama matokeo ya - - kuoza, na mabadiliko ya neutroni ya kiini kuwa protoni.
Isotopu nzito zaidi zilizo imara ni zile za risasi (Z = 82) na bismuth (Z = 83). Viini vizito, pamoja na michakato ya β + na β - kuoza, pia huathiriwa na kuoza kwa α (njano) na mgawanyiko wa papo hapo, ambao huwa njia zao kuu za kuoza. Mstari wa nukta katika Mtini. 2 inaelezea eneo la uwezekano wa kuwepo kwa viini vya atomiki. Mstari B p = 0 (B p ni nishati ya utengano wa protoni) hupunguza eneo la kuwepo kwa nuclei za atomiki upande wa kushoto (mstari wa matone ya protoni). Mstari B n = 0 (B n – nishati ya kutenganisha nyutroni) – upande wa kulia (mstari wa matone ya neutroni). Nje ya mipaka hii, viini vya atomiki haviwezi kuwepo, kwa vile vinaoza wakati wa tabia ya nyuklia (~10 -23 - 10 -22 s) na utoaji wa nukleoni.
Wakati nuclei mbili za mwanga huchanganya (asili) na kugawanya kiini kizito katika vipande viwili vyepesi, kiasi kikubwa cha nishati hutolewa. Njia hizi mbili za kupata nishati ni bora zaidi kuliko zote zinazojulikana. Kwa hiyo gramu 1 ya mafuta ya nyuklia ni sawa na tani 10 za mafuta ya kemikali. Mchanganyiko wa nyuklia (athari za nyuklia) ni chanzo cha nishati kwa nyota. Mchanganyiko usiodhibitiwa (unaolipuka) hutokea wakati bomu ya thermonuclear (au kinachojulikana kama "hidrojeni") inalipuliwa. Mchanganyiko unaodhibitiwa (polepole) unatokana na chanzo cha nishati cha kuahidi kinachoendelezwa - kinu cha nyuklia.
Mgawanyiko usiodhibitiwa (unaolipuka) hutokea wakati bomu la atomiki linapolipuka. Mgawanyiko unaodhibitiwa unafanywa katika vinu vya nyuklia, ambavyo ni vyanzo vya nishati katika mitambo ya nyuklia.
Mechanics ya quantum na mifano mbalimbali hutumiwa kuelezea viini vya atomiki kinadharia.
Kiini kinaweza kuishi kama gesi (gesi ya quantum) na kama kioevu (kioevu cha quantum). Kioevu baridi cha nyuklia kina mali ya ziada. Katika kiini chenye joto kali, nukleoni huoza kwenye quarks zao kuu. Quarks hawa huingiliana kwa kubadilishana gluons. Kama matokeo ya uozo huu, mkusanyiko wa nucleons ndani ya kiini hubadilika kuwa hali mpya ya maada - quark-gluon plasma.
Atomi ina kiini chenye chaji chanya na elektroni zinazoizunguka. Viini vya atomiki vina vipimo vya takriban 10 -14 ... 10 -15 m (vipimo vya mstari wa atomi ni 10 -10 m).
Kiini cha atomiki kinajumuisha chembe za msingi - protoni na neutroni. Mfano wa protoni-neutroni wa kiini ulipendekezwa na mwanafizikia wa Kirusi D. D. Ivanenko, na baadaye kuendelezwa na W. Heisenberg.
Protoni ( R) ina malipo chanya sawa na malipo ya elektroni na wingi wa kupumzika T uk =
1.6726∙10 -27 kg 1836 m e, Wapi m e wingi wa elektroni. Neutroni ( n) - chembe ya upande wowote na misa ya kupumzika m n= 1.6749∙10 -27 kg 
1839T e ,.
Wingi wa protoni na neutroni mara nyingi huonyeshwa katika kitengo kingine - vitengo vya molekuli ya atomiki (amu, kitengo cha misa sawa na 1/12 ya molekuli ya atomi ya kaboni. 
) Misa ya protoni na neutroni ni sawa na takriban kitengo kimoja cha misa ya atomiki. Protoni na neutroni huitwa viini(kutoka lat. kiini msingi). Nambari ya jumla ya nucleoni kwenye kiini cha atomiki inaitwa nambari ya molekuli A).
Radi ya viini huongezeka kwa kuongezeka kwa idadi ya wingi kwa mujibu wa uhusiano R= 1,4A 1/3 10 -13 cm.
Majaribio yanaonyesha kwamba nuclei hazina mipaka kali. Katikati ya kiini kuna msongamano fulani wa suala la nyuklia, na hatua kwa hatua hupungua hadi sifuri na umbali unaoongezeka kutoka katikati. Kwa sababu ya kukosekana kwa mpaka uliobainishwa wazi wa kiini, "radius" yake inafafanuliwa kama umbali kutoka katikati ambapo msongamano wa vitu vya nyuklia umepunguzwa. Usambazaji wa wastani wa msongamano wa vitu kwa viini vingi hugeuka kuwa zaidi ya duara tu. Viini vingi vimeharibika. Mara nyingi viini vina umbo la ellipsoids iliyoinuliwa au iliyopangwa
Nucleus ya atomiki ina sifa malipoZe, Wapi Znambari ya malipo kiini, sawa na idadi ya protoni kwenye kiini na sanjari na nambari ya serial ya kipengele cha kemikali kwenye Jedwali la Vipengee la Vipengee la Mendeleev.
Kiini kinaonyeshwa kwa ishara sawa na atomi ya upande wowote: 
, Wapi X- ishara ya kipengele cha kemikali, Z nambari ya atomiki (idadi ya protoni kwenye kiini), A nambari ya molekuli (idadi ya nukleoni kwenye kiini). Nambari ya misa A takriban sawa na wingi wa kiini katika vitengo vya molekuli ya atomiki.
Kwa kuwa atomi haina upande wowote, malipo kwenye kiini Z huamua idadi ya elektroni katika atomi. Usambazaji wao kati ya majimbo katika atomi inategemea idadi ya elektroni. Malipo ya nyuklia huamua maalum ya kipengele fulani cha kemikali, yaani, huamua idadi ya elektroni katika atomi, usanidi wa shells zao za elektroni, ukubwa na asili ya uwanja wa umeme wa ndani ya atomiki.
Nuclei yenye nambari za malipo sawa Z, lakini kwa idadi tofauti ya wingi A(yaani na idadi tofauti ya nyutroni N = A - Z), huitwa isotopu, na viini vyenye sawa A, lakini tofauti Z - isobars. Kwa mfano, hidrojeni ( Z= l) ina isotopu tatu: N - protini ( Z= l, N= 0),
N - deuterium ( Z= l, N= 1),
N - tritium ( Z= l, N= 2), bati - isotopu kumi, nk Katika idadi kubwa ya matukio, isotopu za kipengele sawa cha kemikali zina kemikali sawa na karibu sawa na mali ya kimwili.
E, Mev
Viwango vya nishati
na kuona mabadiliko ya kiini cha atomiki ya boroni
Nadharia ya quantum inaweka mipaka ya nguvu ambazo sehemu za msingi za nuclei zinaweza kumiliki. Mkusanyiko wa protoni na neutroni katika nuclei inaweza tu kuwa katika hali fulani za nishati, tabia ya isotopu fulani.Wakati elektroni inapotoka juu hadi hali ya chini ya nishati, tofauti ya nishati hutolewa kama fotoni. Nishati ya fotoni hizi iko kwenye mpangilio wa volti kadhaa za elektroni. Kwa viini, nishati ya kiwango iko katika safu kutoka takriban 1 hadi 10 MeV. Wakati wa mabadiliko kati ya viwango hivi, fotoni za nishati ya juu sana (γ quanta) hutolewa. Ili kuonyesha mabadiliko kama haya kwenye Mtini. 6.1 inaonyesha viwango vitano vya kwanza vya nishati ya nyuklia 
.Mistari ya wima inaonyesha mabadiliko yaliyozingatiwa. Kwa mfano, γ-quantum yenye nishati ya 1.43 MeV inatolewa wakati kiini hubadilika kutoka hali yenye nishati ya 3.58 MeV hadi hali yenye nishati ya 2.15 MeV.
Muda mrefu kabla ya kuonekana kwa data yenye kutegemeka kuhusu muundo wa ndani wa vitu vyote, wanafikra wa Kigiriki waliwazia jambo katika umbo la chembe ndogo sana za moto zilizokuwa zikiendelea kusonga mbele. Pengine maono haya ya mpangilio wa mambo ya ulimwengu yalitokana na mahitimisho yenye mantiki kabisa. Licha ya ujinga fulani na ukosefu kamili wa ushahidi wa taarifa hii, iligeuka kuwa kweli. Ingawa wanasayansi waliweza kuthibitisha nadhani hii ya ujasiri tu karne ishirini na tatu baadaye.
Muundo wa atomiki
Mwishoni mwa karne ya 19, mali ya bomba la kutokwa ambayo mkondo ulipitishwa ulichunguzwa. Uchunguzi umeonyesha kuwa mikondo miwili ya chembe hutolewa:
Chembe hasi za mionzi ya cathode ziliitwa elektroni. Baadaye, chembe zenye uwiano sawa wa chaji-kwa-misa ziligunduliwa katika michakato mingi. Elektroni zilionekana kuwa vipengele vya ulimwengu vya atomi mbalimbali, vinavyotenganishwa kwa urahisi wakati wa kurushwa na ioni na atomi.
Chembe zenye chaji chanya ziliwakilishwa kama vipande vya atomi baada ya kupoteza elektroni moja au zaidi. Kwa kweli, miale chanya ilikuwa vikundi vya atomi ambazo hazikuwa na chembe hasi na kwa hivyo zilikuwa na chaji chanya.
Thompson mfano
Kulingana na majaribio, iligundulika kuwa chembe chanya na hasi ziliwakilisha kiini cha atomi na zilikuwa sehemu zake. Mwanasayansi wa Kiingereza J. Thomson alipendekeza nadharia yake. Kwa maoni yake, muundo wa atomi na kiini cha atomiki ulikuwa aina ya misa ambayo chaji hasi zilibanwa ndani ya mpira ulio na chaji chanya, kama zabibu kwenye kikombe. Fidia ya malipo ilifanya "cupcake" kutokuwa na umeme.
Rutherford mfano
Mwanasayansi mdogo wa Marekani Rutherford, akichambua nyimbo zilizoachwa nyuma na chembe za alpha, alifikia hitimisho kwamba mfano wa Thompson haukuwa mkamilifu. Baadhi ya chembe za alpha ziligeuzwa kwa pembe ndogo - 5-10 o. Katika hali nadra, chembe za alpha zilipotoshwa kwa pembe kubwa za 60-80 o, na katika hali za kipekee pembe zilikuwa kubwa sana - 120-150 o. Mfano wa Thompson wa atomi haukuweza kueleza tofauti.
Rutherford anapendekeza muundo mpya unaoelezea muundo wa atomi na kiini cha atomiki. Fizikia ya mchakato huo inasema kwamba atomi inapaswa kuwa 99% tupu, na kiini kidogo na elektroni zinazozunguka, zikisonga katika obiti.
Anaelezea kupotoka wakati wa athari na ukweli kwamba chembe za atomi zina chaji zao za umeme. Chini ya ushawishi wa chembe zenye chaji ya bombarding, vipengele vya atomiki hufanya kama miili ya kawaida inayochajiwa kwenye macrocosm: chembe zenye chaji sawa hufukuzana, na zile zenye chaji tofauti huvutia.
Hali ya atomi
Mwanzoni mwa karne iliyopita, wakati viongeza kasi vya chembe za kwanza vilipozinduliwa, nadharia zote zilizoelezea muundo wa kiini cha atomiki na atomi yenyewe zilikuwa zinangojea uthibitishaji wa majaribio. Kufikia wakati huo, mwingiliano wa miale ya alpha na beta na atomi ulikuwa tayari umesomwa kwa kina. Hadi 1917, iliaminika kuwa atomi zilikuwa thabiti au zenye mionzi. Atomi thabiti haziwezi kugawanyika, na uharibifu wa nuclei ya mionzi hauwezi kudhibitiwa. Lakini Rutherford aliweza kukanusha maoni hayo.
Protoni ya kwanza
Mnamo 1911, E. Rutherford aliweka mbele wazo la kwamba viini vyote vinajumuisha vipengele vinavyofanana, msingi ambao ni atomi ya hidrojeni. Mwanasayansi aliongozwa na wazo hili na hitimisho muhimu kutoka kwa masomo ya awali ya muundo wa suala: wingi wa vipengele vyote vya kemikali hugawanywa bila salio na wingi wa hidrojeni. Dhana mpya ilifungua uwezekano ambao haujawahi kutokea, na kuturuhusu kuona muundo wa kiini cha atomiki kwa njia mpya. Miitikio ya nyuklia ilitakiwa kuthibitisha au kukanusha dhana mpya.
Majaribio yalifanywa mnamo 1919 na atomi za nitrojeni. Kwa kuzipiga kwa chembe za alpha, Rutherford alipata matokeo ya kushangaza.
Atomu ya N ilifyonza chembe ya alfa, kisha ikageuka kuwa atomi ya oksijeni O 17 na kutoa kiini cha hidrojeni. Hii ilikuwa mabadiliko ya kwanza ya bandia ya atomi ya kipengele kimoja hadi kingine. Uzoefu kama huo ulitoa tumaini kwamba muundo wa kiini cha atomiki na fizikia ya michakato iliyopo inafanya uwezekano wa kufanya mabadiliko mengine ya nyuklia.
Mwanasayansi alitumia njia ya scintillation flash katika majaribio yake. Kulingana na mzunguko wa miali, alifikia hitimisho juu ya muundo na muundo wa kiini cha atomiki, sifa za chembe zinazozalishwa, misa yao ya atomiki na nambari ya atomiki. Chembe isiyojulikana iliitwa protoni na Rutherford. Ilikuwa na sifa zote za atomi ya hidrojeni iliyovuliwa elektroni yake moja - chaji moja chanya na misa inayolingana. Kwa hivyo, ilithibitishwa kuwa protoni na kiini cha hidrojeni ni chembe sawa.
Mnamo 1930, wakati vichapuzi vikubwa vya kwanza vilijengwa na kuzinduliwa, mfano wa Rutherford wa atomi ulijaribiwa na kuthibitishwa: kila atomi ya hidrojeni ina elektroni pekee, nafasi yake haiwezi kuamuliwa, na atomi huru iliyo na protoni chanya ndani. . Kwa kuwa protoni, elektroni na chembe za alpha zinaweza kuruka kutoka kwa atomi wakati wa milipuko ya mabomu, wanasayansi walidhani kwamba hizi ni sehemu za kiini chochote cha atomiki. Lakini mfano kama huo wa atomi ya kiini ulionekana kutokuwa thabiti - elektroni zilikuwa kubwa sana kutoshea kwenye kiini, kwa kuongeza, kulikuwa na shida kubwa zinazohusiana na ukiukaji wa sheria ya kasi na uhifadhi wa nishati. Sheria hizi mbili, kama wahasibu madhubuti, zilisema kwamba kasi na misa wakati wa shambulio la bomu hupotea katika mwelekeo usiojulikana. Kwa kuwa sheria hizi zilikubaliwa kwa ujumla, ilihitajika kupata maelezo ya uvujaji kama huo.
Neutroni
Wanasayansi kote ulimwenguni walifanya majaribio yaliyolenga kugundua vipengee vipya vya viini vya atomiki. Katika miaka ya 1930, wanafizikia wa Ujerumani Becker na Bothe walishambulia atomi za beriliamu kwa chembe za alpha. Wakati huo huo, mionzi isiyojulikana ilirekodiwa, ambayo iliamuliwa kuiita G-rays. Uchunguzi wa kina ulifunua baadhi ya vipengele vya mionzi mpya: inaweza kueneza madhubuti kwa mstari wa moja kwa moja, haikuingiliana na mashamba ya umeme na magnetic, na uwezo wa juu wa kupenya. Baadaye, chembe zinazounda aina hii ya mionzi zilipatikana wakati wa mwingiliano wa chembe za alpha na vipengele vingine - boroni, chromium na wengine.
Dhana ya Chadwick
Kisha James Chadwick, mfanyakazi mwenza na mwanafunzi wa Rutherford, akatoa ujumbe mfupi katika jarida Nature, ambalo baadaye lilijulikana kwa ujumla. Chadwick aliangazia ukweli kwamba ukinzani katika sheria za uhifadhi unaweza kutatuliwa kwa urahisi ikiwa tunadhania kuwa mionzi mpya ni mkondo wa chembe zisizo na upande, ambazo kila moja ina misa takriban sawa na wingi wa protoni. Kwa kuzingatia dhana hii, wanafizikia walipanua kwa kiasi kikubwa nadharia inayoelezea muundo wa kiini cha atomiki. Kwa ufupi, kiini cha nyongeza kilipunguzwa hadi chembe mpya na jukumu lake katika muundo wa atomi.
Tabia za nyutroni
Chembe iliyogunduliwa ilipewa jina "neutroni". Chembe mpya zilizogunduliwa hazikuunda sehemu za sumakuumeme karibu na zenyewe na zilipita kwa urahisi kupitia maada bila kupoteza nishati. Katika migongano ya nadra na nuclei nyepesi ya atomiki, neutroni inaweza kugonga kiini kutoka kwa atomi, na kupoteza sehemu kubwa ya nishati yake. Muundo wa kiini cha atomiki ulidhani kuwepo kwa idadi tofauti ya neutroni katika kila dutu. Atomu zenye chaji sawa ya nyuklia lakini idadi tofauti ya nyutroni huitwa isotopu.
Neutroni zilitumika kama mbadala bora wa chembe za alpha. Hivi sasa, hutumiwa kusoma muundo wa kiini cha atomiki. Haiwezekani kuelezea kwa ufupi umuhimu wao kwa sayansi, lakini ilikuwa shukrani kwa mabomu ya nuclei ya atomiki na neutroni kwamba wanafizikia waliweza kupata isotopu za karibu vipengele vyote vinavyojulikana.
Muundo wa kiini cha atomi
Hivi sasa, muundo wa kiini cha atomiki ni mkusanyiko wa protoni na neutroni zilizoshikiliwa pamoja na nguvu za nyuklia. Kwa mfano, kiini cha heliamu ni bonge la neutroni mbili na protoni mbili. Vipengele vya nuru vina karibu idadi sawa ya protoni na neutroni, wakati vipengele vizito vina idadi kubwa zaidi ya neutroni.
Picha hii ya muundo wa kiini inathibitishwa na majaribio ya viongeza kasi vya kisasa na protoni za haraka. Nguvu za kukataa za umeme za protoni zinasawazishwa na nguvu za nyuklia, ambazo hufanya tu kwenye kiini yenyewe. Ingawa asili ya nguvu za nyuklia bado haijasomwa kikamilifu, uwepo wao umethibitishwa kivitendo na unaelezea kabisa muundo wa kiini cha atomiki.
Uhusiano kati ya wingi na nishati
Mnamo 1932, kamera ya Wilson ilinasa picha ya kushangaza inayothibitisha uwepo wa chembe zilizochajiwa vyema na wingi wa elektroni.
Kabla ya hili, elektroni chanya zilitabiriwa kinadharia na P. Dirac. Elektroni halisi chanya pia imegunduliwa katika miale ya cosmic. Chembe mpya iliitwa positron. Wakati wa kugongana na mara mbili yake - elektroni, maangamizi hutokea - uharibifu wa pande zote wa chembe mbili. Hii hutoa kiasi fulani cha nishati.
Kwa hivyo, nadharia iliyotengenezwa kwa macrocosm ilifaa kabisa kuelezea tabia ya vitu vidogo zaidi vya maada.
Maswali "Jambo linajumuisha nini?", "Asili ya maada ni nini?" daima wameuchukua ubinadamu. Tangu nyakati za zamani, wanafalsafa na wanasayansi wamekuwa wakitafuta majibu ya maswali haya, na kuunda nadharia na nadharia za kweli na za kushangaza kabisa na za ajabu. Walakini, karne moja iliyopita, ubinadamu ulikuja karibu iwezekanavyo ili kutatua fumbo hili, kugundua muundo wa atomiki wa jambo. Lakini ni nini muundo wa kiini cha atomi? Kila kitu kinajumuisha nini?
Kutoka kwa nadharia hadi ukweli
Kufikia mwanzoni mwa karne ya ishirini, muundo wa atomiki haukuwa tu dhana tu, lakini ukweli kamili. Ilibadilika kuwa muundo wa kiini cha atomi ni dhana ngumu sana. Muundo wake ni pamoja na Lakini swali liliibuka: je, muundo wa atomi unajumuisha nambari tofauti za malipo haya au la?
Mfano wa sayari
Hapo awali, ilifikiriwa kuwa atomi ilijengwa sawa na mfumo wetu wa jua. Walakini, iliibuka haraka kuwa wazo hili halikuwa kweli kabisa. Shida ya uhamishaji wa kimitambo wa kiwango cha unajimu cha picha katika eneo ambalo inachukua mamilioni ya milimita ilijumuisha mabadiliko makubwa na makubwa katika mali na sifa za matukio. Tofauti kuu ilikuwa sheria na sheria kali zaidi ambazo atomi ilijengwa.
Hasara za mfano wa sayari
Kwanza, kwa kuwa atomi za aina moja na elementi lazima zifanane kabisa katika vigezo na mali, basi mizunguko ya elektroni za atomi hizi lazima pia iwe sawa. Hata hivyo, sheria za mwendo wa miili ya astronomia hazingeweza kutoa majibu kwa maswali haya. Upinzani wa pili ni kwamba mwendo wa elektroni katika mzunguko wake, ikiwa tunatumia sheria za kimwili zilizojifunza vizuri kwake, lazima lazima ziambatana na kutolewa kwa kudumu kwa nishati. Matokeo yake, mchakato huu ungesababisha kupungua kwa elektroni, ambayo hatimaye ingeweza kuoza na hata kuanguka kwenye kiini.
Muundo wa wimbi la mama Na
Mnamo 1924, mwanaharakati mchanga Louis de Broglie alitoa wazo ambalo lilibadilisha uelewa wa wanasayansi wa maswala kama vile muundo wa viini vya atomiki. Wazo lilikuwa kwamba elektroni sio tu mpira unaosonga unaozunguka kiini. Hii ni dutu yenye ukungu ambayo husogea kulingana na sheria kukumbusha uenezi wa mawimbi angani. Haraka kabisa, wazo hili lilipanuliwa kwa harakati ya mwili wowote kwa ujumla, ikielezea kwamba tunaona upande mmoja tu wa harakati hii, lakini ya pili haionekani. Tunaweza kuona uenezi wa mawimbi na tusitambue mwendo wa chembe, au kinyume chake. Kwa kweli, pande zote mbili za mwendo zipo daima, na mzunguko wa elektroni katika obiti sio tu harakati ya malipo yenyewe, lakini pia uenezi wa mawimbi. Njia hii ni tofauti kabisa na mfano wa sayari uliokubaliwa hapo awali.
Msingi wa msingi
Kiini cha atomi ni katikati. Elektroni huizunguka. Sifa za kiini huamua kila kitu kingine. Inahitajika kuzungumza juu ya wazo kama muundo wa kiini cha atomi kutoka kwa hatua muhimu zaidi - kutoka kwa malipo. Katika muundo wa atomi kuna mambo fulani ambayo hubeba malipo hasi. Nucleus yenyewe ina chaji chanya. Kutoka kwa hili tunaweza kupata hitimisho fulani:
- Kiini ni chembe yenye chaji chanya.
- Karibu na msingi kuna hali ya pulsating iliyoundwa na mashtaka.
- Ni kiini na sifa zake ambazo huamua idadi ya elektroni katika atomi.
Tabia za Kernel
Shaba, glasi, chuma, kuni zina elektroni sawa. Atomi inaweza kupoteza elektroni kadhaa au hata zote. Ikiwa kiini kinabakia chaji, basi kinaweza kuvutia kiasi kinachohitajika cha chembe zilizoshtakiwa vibaya kutoka kwa miili mingine, ambayo itawawezesha kuishi. Ikiwa atomi itapoteza idadi fulani ya elektroni, basi malipo mazuri kwenye kiini itakuwa kubwa zaidi kuliko salio la chaji hasi. Katika kesi hii, atomi nzima itapata malipo ya ziada, na inaweza kuitwa ion chanya. Katika baadhi ya matukio, atomi inaweza kuvutia elektroni zaidi, na kusababisha kuwa na chaji hasi. Kwa hiyo, inaweza kuitwa ion hasi.
Atomu ina uzito gani? ?
Uzito wa atomi huamuliwa hasa na kiini. Elektroni zinazounda atomi na kiini cha atomiki zina uzito chini ya elfu moja ya misa yote. Kwa kuwa misa inachukuliwa kuwa kipimo cha hifadhi ya nishati ambayo dutu inayo, ukweli huu unachukuliwa kuwa muhimu sana wakati wa kusoma suala kama vile muundo wa kiini cha atomi.
Mionzi
Maswali magumu zaidi yalizuka baada ya ugunduzi wa vipengele vya Mionzi hutoa mawimbi ya alpha, beta na gamma. Lakini mionzi hiyo lazima iwe na chanzo. Rutherford alionyesha katika 1902 kwamba chanzo kama hicho ni atomi yenyewe, au kwa usahihi zaidi, kiini. Kwa upande mwingine, radioactivity sio tu utoaji wa mionzi, lakini pia mabadiliko ya kipengele kimoja hadi kingine, na kemikali mpya kabisa na mali ya kimwili. Hiyo ni, radioactivity ni mabadiliko katika kiini.
Tunajua nini kuhusu muundo wa nyuklia?
Karibu miaka mia moja iliyopita, mwanafizikia Prout aliweka mbele wazo kwamba vipengele katika jedwali la mara kwa mara sio fomu zisizofaa, lakini ni mchanganyiko kwa hiyo, mtu anaweza kutarajia kwamba mashtaka na wingi wa nuclei zitaonyeshwa kwa ujumla na mashtaka mengi ya hidrojeni yenyewe. Hata hivyo, hii si kweli kabisa. Kwa kusoma sifa za viini vya atomiki kwa kutumia sehemu za sumakuumeme, mwanafizikia Aston aligundua kwamba vipengele ambavyo uzani wake wa atomiki haukuwa mzima na vizidishio vilikuwa ni mchanganyiko wa atomi tofauti, na si dutu moja. Katika hali zote ambapo uzito wa atomiki sio nambari nzima, tunaona mchanganyiko wa isotopu tofauti. Ni nini? Ikiwa tunazungumza juu ya muundo wa kiini cha atomi, isotopu ni atomi zilizo na chaji sawa, lakini zenye misa tofauti.
Einstein na kiini cha atomi
Nadharia ya uhusiano inasema kwamba wingi sio kipimo ambacho kiasi cha maada huamuliwa, lakini kipimo cha nishati ambayo maada inayo. Ipasavyo, jambo linaweza kupimwa sio kwa wingi, lakini kwa malipo ambayo hufanya jambo hili na nishati ya malipo. Wakati malipo ya kufanana yanakaribia malipo mengine sawa, nishati itaongezeka, vinginevyo itapungua. Hii hakika haimaanishi mabadiliko katika suala. Ipasavyo, kutoka kwa nafasi hii, kiini cha atomi sio chanzo cha nishati, lakini ni mabaki baada ya kutolewa. Hii ina maana kuna aina fulani ya utata.
Neutroni
The Curies, wakati wa kupiga beriliamu kwa chembe za alpha, waligundua miale ya ajabu ambayo, inapogongana na kiini cha atomi, huifukuza kwa nguvu kubwa. Hata hivyo, wana uwezo wa kupita kwenye unene mkubwa wa suala. Ukinzani huu ulitatuliwa na ukweli kwamba chembe hii iligeuka kuwa na chaji ya umeme ya upande wowote. Ipasavyo, iliitwa nyutroni. Shukrani kwa utafiti zaidi, ikawa kwamba ni karibu sawa na ile ya protoni. Kwa ujumla, neutroni na protoni zinafanana sana. Kwa kuzingatia ugunduzi huu, kwa hakika iliwezekana kutambua kwamba kiini cha atomi kina protoni na neutroni, na kwa kiasi sawa. Kila kitu hatua kwa hatua kilianguka mahali. Idadi ya protoni ni nambari ya atomiki. Uzito wa atomiki ni jumla ya wingi wa nyutroni na protoni. Isotopu inaweza kuitwa kipengele ambacho idadi ya neutroni na protoni si sawa kwa kila mmoja. Kama ilivyojadiliwa hapo juu, katika hali kama hiyo, ingawa kipengele kinabakia sawa, mali zake zinaweza kubadilika sana.