Tartalom
Elõzõ
Kõvetkezõ
Tárgymutató
Rutherford vékony aranyfólián 
részecskéket eregetett át. Az
aranyfólia túloldalán az átmenõ részecskék irányeloszlását vizsgálta.
Az eredmény elképesztõ volt, az alfa részecskék többsége irányváltozás
nélkül jutott át az aranyfólián. Az alfa részecskék csak igen kis
hányadánál talált (az eredeti haladási iránytól mért) nagyszögû
eltérítést. A kisérlet végkövetkeztetése az, hogy a fóliát alkotó
atomok tömege zömmel egy igen kis térrészre koncentrálódik, a többi
rész a majdnem semmivel van kitöltve, azaz alfa részecskék tömegéhez
viszonyítva igen kis tömegû valamik töltik ki a tér legnagyobb részét.
Az igen kicsiny térrészben található, és igen nagy sûrûségû részt
nevezzük atommagnak.
Mai tudásunk szerint az atomok, az atom burkát alkotó negatív
töltésû elektronfelhõbõl, és a pozitív töltésû atommagból tevõdnek
össze. Az atomburok jellegzetes mérete az Angström nevû úrról
elnevezett hosszegység, az Å=
. A Hidrogénatom
elektronburkának sugara 1.54 Å, a Széné 0.91 Å. Az atommag méretekre
jellemzõ hosszegység a 
. Az elektronburokkal, s ezek
kölcsönhatásaival az atomfizika, molekulafizika, kvantumkémia (kémia),
s némileg a szilárdtestfizika is foglalkozik. Az atomburok
átrendezõdéseihez kapcsolódó jellegzetes energiaértékek 10 - 100 eV
(alkalmilag +/- még egy-két nagyságrend). Az atommaggal a magfizika
foglalkozik. Jellegzetes energiaértékei a MeV (
) tartományba esnek.
Szerencsére az atommag és az elektronburok nem állnak kölcsönhatásban,
így teljesen elkülönülten tárgyalhatók. Kivételszerûen azonban a mag
néhány bomlási folyamatánál a belsõ elektronhéjak is szerepet
játszanak.
Amikor a háztartási fizikáról az atomi méretek tárgyalására térünk
át, azt tapasztaljuk, hogy a régi fizikát újra kell cserélnünk. Atomi
méretekben mindennapi tapasztalataink, alapfogalmaink értéktelenné,
alkalmazhatatlanná válnak. Az atomburok fizikája a kvantummechanika
eszközeivel, fogalmaival tárgyalható. Nagy kérdés az, amikor ujabbb
réteggel lejjebb megyünk, vagyis hogy az atomfizikáról a magfizikára
térünk át nem kell-e újabb fizika-ruhát váltanunk. Szerencsére ugyanaz
az eszközrendszer -a kvantummechanika- alkalmas a magfizika
tárgyalására is, mint az atomburokéra.
Az atommag pozitív töltésû protonokból, és elektromosan semleges,
más szóval neutrális részecskékbõl un. neutronokból állanak. A magot
alkotó protonokat, neutronokat egy közös névvel nukleonoknak
nevezzük. Az atommagban nincsenek elektronok, bár
alkalmanként az atommagok elektronokat köpnek ki. Ezek az elektronok a
neutron protonra, elektronra és antineutrínóra bomlása során
keletkeznek.
A két magalkotó részecske tömege közel egyenlõ. Egy proton tömege
egy elektron tömegének kb. 1838-szorosa. Ha figyelembe vesszük, hogy
általában a magok durván azonos számú protont és neutront tartalmaznak,
akkor láthatjuk, hogy az elektronburok az atom tömegének kevesebb mint
1/3000 -ed részét képviseli. Ugyanakkor az atomok a 'külvilággal'
szinte kizárólag a külsõ elektronjaival érintkeznek. ezek felelõsek a
kémiáért, a testek színéért, stb.
Neutrális (semleges) atom elektronburkában az elektronok száma
megegyezik a magbeli protonok számával. Kémiai tulajdonságokért a
legkülsõ elektronok felelõsek, s mivel az elektronszámot a protonok
száma határozza meg, így azt, hogy milyen kémiai elemrõl van szó, azt
az atommagban levõ protonok száma határozza meg. A
protonok számát rendszámnak (Z) nevezzük. Az atommagban
levõ neutronok száma (N) a kémiai tulajdonságokat nem
befolyásolja (tömegtõl függõ reakciósebességekre, illetve egyensúlyi
koncentráció értékekre viszont hatással van). Ugyanazon kémiai elem
(azaz rögzített rendszámú atomok) magjai különbözö számú neutront
tartalmazhatnak. Az atommag rendszámának és neutronszámának összegét
tömegszámnak (A=Z+N) nevezzük.
Ugyanazon kémiai elem különbözõ neutronszámú -így
egyúttal különbözõ tömegszámú- változtait az adott kémiai elem
izotópjainak nevezzük. Ezen izotópok, habár kémiai tulajdonságaikban
megegyeznek, magfizikai tulajdonságaikban alapvetõen különbözõek.
Alfejezetek:
Tartalom
Elõzõ
Kõvetkezõ
Tárgymutató