مقاله علمی پیرامون اتم
اتم چیست ؟
همه چیز در جهان ، از باكتریهای ذره بینی و ویروس هایی كه از میكرون (Micron ، یك هزارم میلیمتر ) كوچكترند ، تا ستارگان و كهكشان هایی كه میلیون ها كیلومتر از ما دورند ، از اتم ساخته شده اند . اتم ها آن قدر ریزند كه با نیرومند ترین میكروسكوپ ها نیز دیده نمی شوند . در سر یك سنجاق 000/000/000/000/000/000 /55 اتم وجود دارد ، اگر بتوانیم سرسنجاق را به اندازه ی یكی از عظیم ترین بناها بزرگ كنیم ، هر اتم آن مثل مگسی خواهد بود ، كه روی یكی از ستون ها بخزد .
اتم ها هم از تركیب سه ذره ی اصلی به نام های الكترون (Electron )، پروتون (Proton ) و نوترون (Noutron ) ساخته شده است . الكترون واحد الكتریسته ی منفی ، پروتون واحد الكتریسته مثبت ، و نوترون از لحاظ الكتریكی خنثی است. تركیب های مختلف ذرات اصلی ، اتم های متفاوتی را به وجود می آورند . هر جسمی كه از تعداد اتم های همجنس جدا شود ، عنصر یا جسم ساده نامیده می شود .
تا كنون درجهان 109 عنصر شناخته شده است كربن ، اكسیژن ، آهن و زیبق (جیوه ) نمونه هایی از عناصرند كه از یك نوع اتم ساخته شده اند . اجسام مركب موادی هستند كه از دو نوع اتم یا بیشتر ساخته شده اند . آب ، گازكربینیك ،كولروفورم ، نمك طعام و آموكیان نیز از مركباتند .
درون اتم :
پروتون ها با هم هسته ی اتم را می سازند . الكترون ها روی مداری به دور هسته می چرخند . اتم گاز هیدروژن كه ساده ترین اتم هاست تنها یك الكترون دارد و هسته ی آن نیز فقط یك پروتون است . اتم هلیوم Helium گازی كه پیش از این برای پركردن كشتیهای هوایی به كار می رفت ، ساختمانی پیچیده تر دارد . این اتم شامل دو الكترون در مدار و هسته ای مركب از 2 پروتون و2 نوترون است . اتم كربن كه جزء اصلی زغال و مواد معمولی است ، باز هم ساختمان پیچیده تری دارد . این اتم از 6 الكترون به دور هسته ای مركب از 6 پروتون و 6 نوترون درست شده است . اتم های دیگر بازهم پیچیده ترند . اتم پلاتین (طلای سفید ) فلز گرانبهایی كه برای ساختن گوهر و ابزار الكتریكی به كار می رود ، دارای 78 الكترون در مدار است . این الكترون ها در 6 پوسته ، به دور هسته ای كه مركب از 195 پروتون و نوترون می چرخند . كالیفرنیوم Calfornium یكی ازعناصری كه اخیر كشف شده . اتمی با 98 الكترون در پومنته دارد و هسته اش شامل 248 پرتون و نوترون است .
تاریخچه اتم :
این عقیده كه اتم ها اجزای سازنده ی جهان هستند فكر تازه ای نیست . بیش از دو هزار سال پیش دموكریت Democritus فیلسوف یونانی این نظریه را پیش كشید كه جهان از ذرات بسیار ریز فناناپذیر ساخته شده اند . اما تا سده ی نوزدهم به این نظریه توجهی شد . در آغاز قرن گذشته جان دالتون دانشمند انگلیسی ، درباره ی ساختمان اتم ، بر پایه ی دانش امروزی نظریه ای ابراز كرد . وی عقیده داشت كه هرعنصری از اتم نوع خاص خود را دارد و همه ی اتم های یك عنصر یك نوعند . این نظریه كم و بیش تا به امروز حفظ شده است . آگاهی امروزی ما از اتم در نتیجه ی كار همراه با شكیبایی پیشراهان قرن بیستم ، یعنی نیلز بوهردانماركی ، تامسن ، واترفورد ، چدویك انگلیسی ، هایزنبرگ آلمانی ، ماری كوری و پیركوری فرانسوی و چندین نفر دیگر بدست آمده است . از هنگامی كه دانشمندان به راز « شكستن اتم » پی بردند و به ساختمان و طرزكار اتم آگاه شدند ، در اتم ، علاوه بر الكترون ، پروتون و نوترون ، ذرات دیگری چون پوزتیرون Positron و مزون Meson نیز كشف شد . پوزتیرون در اندازه شبیه الكترون است ولی دارای الكتریسته ی مثبت . مزون بزرگتر از الكترون است و می تواند مثبت ، منفی یا خنثی باشد .
انرژی و انواع آن :
انرژی توانایی كردن كار است . كار وقتی انجام می شود كه فعالیت وجود داشته باشد . امواج دریا ، كشتیها ، لوكوموتیوها ، ورزشكاران ، مولكول های اتم ها هنگامی كه در حركتند نمونه ای از فعالیتند . ما اكنون می دانیم كه گرما شكلی از انرژی است زیرا گرما واقعاً لرزش یا حركت اتم ها است . انرژی به اشكال دیگری نیز وجود دارد . انرژی های الكتریكی ، نورانی ، مكانیكی ، شیمیایی و چندین انرژی دیگر . این ها شكل های مختلف اتم یا گروهی از اتم و یا قسمت هایی از اتم هستند كه در حركتند . انرژی را موقعی كه كار واقعاً در حال انجام باشد ، انرژی جنبشی یا انرژی سینیتیك (Cinetique ) می نامند . هواپیمای در حال پرواز و یا ورزشكار در حال دو ، نمونه هایی از انرژی جنبشی هستند . انرژی آماده برای كار را انرژی ذخیره ای (پتانسیل Potential ) می نامند .یك لیتر بنزین در یك اتومبیل ویا زیرزمینی پراز زغال سنگ ، نمونه هایی از انرژی پتانسیل هستند و وقتی بنزین به وسیله ی موتور اتومبیل مصرف می شود ، انرژی پتانسیل به انرژی سینیتیك حركت ماشین به روی جاده تبدیل می شود و اتومبیل در حركت ام ، انرژی سینتیك میلیون ها در میلیون ها اتم است كه همه در یك جهت فضا پیش می روند .
انرژی عبارتنداز : شیمیایی ، گرمایی ، مكانیكی الكتریكی ، نورانی ، صوتی ، پتانسیل ، جنبشی ، هسته ای و سینیتیك .
جالب ترین این ذرات نوترینوNeutrion است . كه چند سال پیش كشف شد . تصور می شود نوكرنید كوچكترین ذره ی ماده است ، كه می تواند احتمالاً وجود داشته باشد . جریانی ازآن ها می تواند از میان پوسته ی زمین ، به خط مستقیم ، از استرالیا Australia به انگلستان England سفر كند و در تمام راه بدون این كه منحرف شود از فضای بین اتم ها بگذرد . هم اكنون ، این ها و بسیاری از ذرات غیر عادی اتمی مورد مطالعه پیگیر فیزیكدانان اتمی .
یكی از عجیب ترین حوادث زمان ما كشف وجود ضد پروتون Anti- Proton است . این ذره اگر به پروتون معمولی برخورد كند ، خودش و آن را نابود می كند. بسیاری از ستاره شناسان عقیده دارند كه در جهان ما ستارگان و مجموعه ای از آن ها وجود دارند كه از ضد ماده Anti- Metter (ضد پروتون ، نوترون ، نوترینو و غیره ) ساخته شده اند .
داستان کشف عنصر«فسفر»
درسال 1669یکی ازکیمیاگران آلمانی به نام هنینگ براندسعی می کرد که ازموادارزان قیمت طلا بسازد .ازآنجاکه طلاراکاملترین فلزات می دانستند کیمیاگران آن رافلزاصیل می نامیدند.براند،استدلال می کرد که هیچ چیزاصیل ترازتن آدمی وموادی که به آن مربوط است نمی باشد .بنابراین ،شایدامکان داشته باشد که چیزهایی که مربوط به تن آدمی است قابل تبدیل به فلزاصیل یعنی طلاباشند.با این فكر براند كمی پیشاب انسان را با ماسه مخلوط كرد و آن ها را در اجاقی حرارت داد . ما نمی دانیم كه چرا او ماسه را انتخاب كرد ولی این برای كیمیاگران غیر معمول نبود . كه چیزهای عجیب و غریب را با هم مخلوط كنند و حرارت دهند . براند وقتی كه مخلوط عجیب خود را از روی اجاق برداشت و سرد كرد دید به شدت در تاریكی می درخشند . البته براند طلا ساخته بود ، ولی ماده ای نرم و سفید و براق به دست آورده بود . این ماده در تركیبی كه در پیشاب انسان محلول بود، وجود داشت ولی براند این را نمی دانست اولین ماده ی درخشان را فسفر نامید كه كلمه ای است یونانی و به معنای «نورانی و درخشان » می باشد فسفر یكی از عناصر شد ، زیرا نمی شد آن را به مواد ساده تری تجزیه كرد .
اقتباس از كتاب « شگفتی های شیمی »
