Колебания и волны. Оптика. Атомная и ядерная физика

Г л а в а XXII.

разделов физики мы знаем, что все тела построены из отдельных,

очень малых частиц — атомов и молекул. Под атомами пони-

мают мельчайшую частицу химического элемента. Молекулой

называют более сложную частицу, состоящую из нескольких ато-

мов. Физические и химические свойства элементов определяются

свойствами атомов этих элементов.

Слово «атом» происходит от греческого «атомос» — недели-

мый. Вплоть до конца XIX века было распространено убежде-

ние, что атомы являются простейшими, неделимыми частицами

вещества. Однако последующее развитие науки опровергло эту

точку зрения. Было установлено, что атомы не являются про-

стейшими частицами, а представляют собой довольно сложные

образования. Указание на это дает нам оптика, и, в частности,

электромагнитная теория света. Было доказано, что электромаг-

нитные волны, а следовательно, и свет испускаются при уско-

ренном движении электрических зарядов. Но и атомы вещества

способны испускать свет — видимые электромагнитные вол-

ны, давая характерное для каждого атома излучение — спектр

(см. гл. XX). Отсюда мы должны заключить, что атомы содержат

в себе электрические заряды, способные перемещаться. Изучение

электропроводности металлов и газов (см. том II, §§ 86, 91 и 92)

показывает, что в состав атомов входят отрицательно заряжен-

ные частицы — э л е к т р о н ы, масса которых очень мала по

сравнению с массой атома. Так как атом в целом нейтрален, то

наряду с электронами атомы содержат также и положительно

заряженные частицы.

Таким образом, атомы являются сложными частицами, по-

строенными из других, более простых частиц. Составными ча-

стями атомов являются электроны и, как мы увидим в гл. XXIV,

положительно заряженные частицы — протоны и незаряженные

частицы — нейтроны.

Гл. XXII. Строение атома

455

Атомы представляют собой весьма прочные системы, неиз-

меримо более стойкие, чем составленные из атомов молекулы.

Действительно, мы можем сравнительно легко разложить мо-

лекулу на атомы. Для этой цели достаточно, например, н а-

г р е т ь вещество. Так, нагревая газообразный азот или водород

до температуры порядка 2000 К, мы заставляем значительную

часть молекул (N

2

или H

2

) распадаться на соответствующие

атомы; при этом надо отметить, что молекулы N

2

и H

2

принад-

лежат к числу наиболее прочных. Молекула хлористого аммония

NH

4

Cl, например, распадается на аммиак NH

3

и хлористый

водород HCl уже при комнатной температуре или небольшом

нагревании. Бросая в воду кусочек металлического натрия, мы

вызываем химическую реакцию, в результате которой молекула

воды H

2

O распадается, выделяется газообразный водород H

2

и образуется едкий натр NaOH, т. е. происходит радикальное

преобразование молекул. С атомами такие преобразования долго

не удавались. Весьма сильные воздействия (нагрев, изменение

давления, пропускание мощных электрических разрядов и т. д.)

приводят лишь к очень незначительным изменениям атомов: они

могут и о н и з о в а т ь с я: т. е. от них могут отделиться один

или несколько электронов.

Хотя ион обладает некоторыми чертами, отличающими его

от атома, однако основные свойства атома сохранены в нем;

ион крайне легко вновь становится нейтральным атомом, при-

соединяя к себе обратно потерянные электроны. Длительные

усилия алхимиков превратить один атом в другой (в частности,

получить золото из «неблагородных» элементов) путем различ-

ных химических и физических воздействий на атом остались

тщетными.

Лишь сравнительно недавно были открыты явления, в ко-

торых атомы претерпевают глубокие изменения, превращаясь

в атомы других элементов. С кругом этих явлений мы познако-

мимся в гл. XXIII и XXIV.

жүктеу/скачать 6,71 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: