Раздел четвертый. Атомная и ядерная физикаГлава XXII. Строение атома§ 194. Представление об атомахИз химии и предыдущих разделов физики мы знаем, что все тела построены из отдельных, очень малых частиц — атомов и молекул. Под атомами понимают мельчайшую частицу химического элемента. Молекулой называют более сложную частицу, состоящую из нескольких атомов. Физические и химические свойства элементов определяются свойствами атомов этих элементов. Слово «атом» происходит от греческого «атомос» — неделимый. Вплоть до конца ХIХ века было распространено убеждение, что атомы являются простейшими, неделимыми частицами вещества. Однако последующее развитие науки опровергло эту точку зрения. Было установлено, что атомы не являются простейшими частицами, а представляют собой довольно сложные образования. Указание на это дает нам оптика, и, в частности, электромагнитная теория света. Было доказано, что электромагнитные волны, а следовательно, и свет испускаются при ускоренном движении электрических зарядов. Но и атомы вещества способны испускать свет — видимые электромагнитные волны, 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 заряженные частицы — электроны, 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, построенными из других, более простых частиц. Составными частями атомов являются электроны и, как мы увидим в гл. XXIV, положительно заряженные частицы — протоны и незаряженные частицы — нейтроны. Атомы представляют собой весьма прочные системы, неизмеримо более стойкие, чем составленные из атомов молекулы. Действительно, мы можем сравнительно легко разложить молекулу на атомы. Для этой цели достаточно, например, нагреть вещество. Так, нагревая газообразный азот или водород до температуры порядка Хотя ион обладает некоторыми чертами, отличающими его от атома, однако основные свойства атома сохранены в нем; и он крайне легко вновь становится нейтральным атомом, присоединяя к себе обратно потерянные электроны. Длительные усилия алхимиков превратить один атом в другой (в частности, получить золото из «неблагородных» элементов) путем различных химических и физических воздействий на атом остались тщетными. Лишь сравнительно недавно были открыты явления, в которых атомы претерпевают глубокие изменения, превращаясь в атомы других элементов. С кругом этих явлений мы познакомимся в гл. XXIII и XXIV.
|