Ատոմի կառուցվածքը

XIX դարի վերջին ֆիզիկոսները հայտնաբերեցին, որ գոյություն ունեն այնպիսի մանրագույն մասնիկներ, որոնք մոտ 2 հզ. անգամ փոքր են ատոմներից:

Ջ. Ջ. Թոմսոնը 1897թ.-ին հայտնաբերեց, որ ատոմներից կարող են անջատվել էլեկտրական լիցքավորված շատ փոքրիկ մասնիկներ, որոնց անվանեցին էլեկտրոններ: Ավելի ուշ ֆիզիկոսներն ապացուցեցին, որ ատոմը բարդ կառուցվածք ունի: 

 

1911թ.-ին Էռնեստ Ռեզերֆորդը դիտարկեց, թե ինչպես է ոսկու նրբաթիթեղը շեղում իր վրա ուղղված ատոմի մասնիկները, և եկավ այն եզրակացության, որ ատոմը գլխավորապես կազմված է դատարկ տարածության կենտրոնում հավաքված նյութի խտուցքից: Այդ խտուցքը Ռեզերֆորդն անվանեց ատոմի միջուկ:

 

Այնուհետև Ռեզերֆորդն առաջարկեց ատոմի կառույցի մոլորակային մոդելը, համաձայն որի`   էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը, ինչպես մոլորակները՝ Արեգակի: Ավելի ուշ պարզվեց, որ ատոմի միջուկները նույնպես բաժանելի են:

 

Դրանք կազմված են դրական էլեկտրական լիցք ունեցող պրոտոններից և լիցք չունեցող, չեզոք նեյտրոններից, որոնք միջուկում հզոր ուժերով կապված են իրար: Յուրաքանչյուր ատոմում պարունակվում են միևնույն թվով էլեկտրոններ ու պրոտոններ:

 

Ժամանակակից գիտական պատկերացման համաձայն՝ ավելի ճիշտ կլինի էլեկտրոնները պատկերացնել որպես էլեկտրական լիցքերի ամպ: Էլեկտրոնների վարքը ֆիզիկոսները նկարագրում են քվանտային մեխանիկայի մաթեմատիկական ապարատի օգնությամբ: Պրոտոններն ու նեյտրոնները կազմված են ավելի մանր մասնիկներից՝ քվարկներից:

 

Տարբեր տարրերի ատոմներում պարունակվում են տարբեր քանակությամբ մասնիկներ: Ամենաթեթև տարրի՝ ջրածնի ատոմի միջուկում կա ընդամենը 1 պրոտոն, իսկ ամենածանր տարրերից մեկի՝ ուրանի միջուկում՝ 92 պրոտոն: Ցանկացած որոշակի տարրի բոլոր ատոմներում կան նույն թվով պրոտոններ և էլեկտրոններ, իսկ նեյտրոնների քանակը կարող է տարբերվել:

 

Նույն տարրի այդպիսի տարբերակներն անվանում են իզոտոպներ: Դրանք միմյանցից տարբերելու նպատակով տարրի անվանումից հետո դնում են միջուկում եղած նուկլոնների քանակը ցույց տվող թիվը: Օրինակ՝ ուրան-235-ն ուրանի այն իզոտոպն է, որը պարունակում է 235 նուկլոն: