[360x219]
Когда французскому физику Пьеру Кюри (1859-1906) исполнилось 35 лет, он уже был широко известным ученым. Ему принадлежали интересные открытия в области физики кристаллического состояния вещества и пьезоэлектрического эффекта, магнитных свойств веществ при высоких температурах. Закономерное изменение свойств парамагнитных веществ от температуры носит его имя (закон Кюри).

Однако на рубеже XIX и XX вв. сфера его научных интересов изменилась: вместе со своей женой - выпускницей Парижского университета Марией Склодовской-Кюри (1867-1934) он занялся выяснением природы уранового излучения и изучением радиоактивности. Супруги Кюри посвятили лучшие годы жизни беззаветному труду во имя науки - при отсутствии необходимых средств, в плохо оборудованной лаборатории они открыли и выделили два новых химических элемента. Пьер Кюри установил, что соли радия самопроизвольно выделяют теплоту.

19 апреля 1906 г. в результате нелепого несчастного случая трагически погиб Пьер Кюри (он был сбит экипажем при переходе одной из парижских улиц). Горе не сломило Марию: она продолжила дело жизни своего мужа - научные исследования в области радиоактивности, возглавила в Парижском университете кафедру, которой руководил ранее Пьер.


А в 1914 г. она стала первым руководителем физико-химического отдела Парижского Института радия, созданного при ее деятельном участии. Во время первой мировой войны Мария Склодовская-Кюри впервые в широком масштабе организовала медицинское применение излучений (она обучила работе на рентгеновских установках более 1500 человек).
Мария Склодовская-Кюри умерла в 1934 г. от лучевой болезни. Ее лабораторные тетради до сих пор сохраняют высокий уровень радиоактивности.

В честь супругов Кюри был назван искусственно полученный химический элемент с порядковым номером 96 - кюрий Cm.

[700x500]
7 ноября 1867 г. в Варшаве в семье учителя Склодовского родился пятый ребенок-Мария, ставшая в большой и дружной семье общей любимицей. Способности девочки проявились рано- в четыре года она самостоятельно научилась читать; в пансионе, а затем в гимназии - она была лучшей ученицей. Мария окончила гимназию с золотой медалью, однако семейные обстоятельства вынуждают юную Склодовскую наняться в гувернантки, хотя ее мечта - учиться в институте.
По существовавшим в то время законам женщина не имела права учиться в высших учебных заведениях Польши, поэтому зимой 1891 г. Мария уехала в Париж. Сколько волнующих и трепетных чувств ощутила Мария Склодовская, впервые переступив порог Сорбонны - знаменитого Парижского университета. Незабываемые лекции известных ученых П. Аппеля, Г. Липпмана, Э. Бути приводили ее в восторг. Склодовская не замечала всех тягот и лишений, которые ей приходилось переносить. Главным в ее жизни становится принцип - работать, работать до тех пор, пока от усталости не начнут слипаться веки. Незаурядные способности в сочетании с целеустремленностью и настойчивостью были замечены и, к большой радости Марии, профессор Липпман поручил ей самостоятельно разработать несколько научных тем, которые она блестяще завершила. Увлеченная наукой, Мария не находила времени ни для отдыха, ни для развлечений; спала она не более 5-6 часов в сутки.
Весной 1894 г. Мария познакомилась с Пьером Кюри - молодым ученым, известным своими трудами в области магнитных явлений. Последующие встречи духовно сближают их, они находят в своих научных планах много общего. Летом 1895 г. Мария и Пьер поженились.
В 1896 г. А. Беккерель, исследуя соли урана обнаружил, что они самопроизвольно испускают лучи, обладающие большой проникающей способностью. С этого времени Склодовская начала исследования радиоактивности (к которым вскоре присоединился и Пьер) в сырой мастерской Института физики. Летом 1898 г. в "Докладах Академии наук" появилась статья Марии и Пьера об открытии нового элемента, который был назван в честь родины Склодовской "полонием". В декабре того же года супруги Кюри совместно с Ж. Бемоном опубликовали статью об открытии второго нового элемента - радия.
Дальнейшая научная деятельность четы Кюри связана с кропотливым, изнурительным трудом по извлечению полония и радия в чистом виде. В течение четырех лет они работали в заброшенном сарае, превращенном в лабораторию. Зимой там было холодно, а летом нестерпимо жарко.
Д. И. Менделеев предсказал, что, неизвестный элемент с рядковым номером 84 должен быть высшим аналогом тллура, а элемент под номером 88 — аналогом бария, что и было подтверждено в результате выдающихся работ Марии и Пьера Кюри.. 25 июня 1903г. Склодовская-Кюри в "студенческой аудиторий" Сорбонны защитила докторскую диссертацию "Исследование радиоактивных веществ". Решением Шведской Академии наук от 10 декабря 1903 г. за открытия в области радиоактивности супругам Кюри и А. Беккерелю была присуждена Нобелевская премия по физике.
Начался научный триумф Марии и Пьера Кюри, неожиданно омраченный трагической гибелью Пьера во время дорожного происшествия 19 апреля 1906 г. Чтобы заглушить душевную боль, Мария полностью отдается работе, выполняя как завещание слова Пьера: "Что бы ни случилось, хотя бы расставалась душа с телом, надо работать".
В 1910 г. Мария Кюри совместно с А. Дебьерном путем электролиза выделила чистый металлический радий. В 1911 г. Академия наук в Стокгольме присудила Марии Склодовской-Кюри Нобелевскую премию по химии. Во время первой мировой войны Мария Кюри все свое время, все силы отдавала на организацию и обслуживание французских госпиталей рентгеновскими установками. Она внесла в фонд помощи раненым свою вторую Нобелевскую премию, обучила работе на рентгеновских установках более 150 медсестер, в числе которых была ее дочь Ирэн.
В 1921 г. Склодовская совершила поездку в США, где от имени американских женщин ей был вручен щедрый подарок - целый грамм радия. Второе путешествие через океан "знаменитая мадам Кюри" предприняла в 1929 г. и вновь получида в подарок грамм радия, который она впоследствии передала варшавскому Институту радия. На торжественное открытие этого института она приезжала в Польшу в 1932 г. Это был ее последний приезд на родину. Более 30:лет работы с радиоактивными веществами без должных мер предосторожности не прошли даром. Состояние здоровья Склодовской-Кюри резко, ухудшилось. В санатории Санселльмозе у нее обнаружилось катастрофическое падение числа белых и красных кровяных шариков. Болезнь прогрессировала, и утром 4 июля 1934 г. Мария Склодовская-Кюри скончалась от лучевой болезни.
Вся ее жизнь - образец бескорыстного служения делу науки и прогресса. Сейчас, когда деятельность Марии Кюри стала достоянием истории, мы восхищаемся мужеством и настойчивостью этой женщины, ставшей основоположницей Читать далее...

Масса

Поскольку наибольший вклад в массу атома вносят протоны и нейтроны, полное число этих частиц называют массовым числом. Массу покоя атома часто выражают в атомных единицах массы (а. е. м.), которая также называется дальтоном (Да). Эта единица определяется как 1/12 часть массы покоя нейтрального атома углерода-12, которая приблизительно равна 1,66×10−24 г.[10] Водород-1 — наилегчайший изотоп водорода и атом с наименьшей массой, имеет атомный вес около 1,007825 а. е. м[11]. Масса атома приблизительно равна произведению массового числа на атомную единицу массы[12]. Самый тяжёлый стабильный изотоп — свинец-208[8] с массой 207,9766521 а. е. м.[13]
Так как массы даже самых тяжёлых атомов в обычных единицах (например, в граммах) очень малы, то в химии для измерения этих масс используют моли. В одном моле любого вещества по определению содержится одно и тоже число атомов (примерно 6,022×1023). Это число (число Авогадро) выбрано таким образом, что если масса элемента равна 1 а. е. м., то моль атомов этого элемента будет иметь массу 1 г. Например, углерод имеет массу 12 а.е.м., поэтому 1 моль углерода весит 12 г[10].
Размер

Атомы не имеют отчётливо выраженной внешней границы, поэтому их размеры определяются по расстоянию между ядрами соседних атомов, которые образовали химическую связь. Радиус зависит от положения атома, его типа, вида химической связи, числа ближайших атомов (координационного числа) и квантово-механического свойства, известного как спин[14]. В периодической системе элементов размер атома увеличивается при движении сверху вниз по столбцу и уменьшается при движении по строке слева направо[15]. Соответственно, самый маленький атом — это атом гелия, имеющий радиус 32 пм, а самый большой — атом цезия (225 пм)[16]. Эти размеры в тысячи раз меньше длины волны видимого света (400—700 нм), поэтому атомы нельзя увидеть в оптический микроскоп. Однако отдельные атомы можно наблюдать с помощью сканирующего туннельного микроскопа.
Малость атомов демонстрируют следующие примеры. Человеческий волос по толщине в миллион раз больше атома углерода.[17]. Одна капля воды содержит 2 секстиллиона (2×1021) атомов кислорода, и в два раза больше атомов водорода[18]. Один карат алмаза с массой 0,2 г состоит из 10 секстиллионов атомов углерода[19]. Если бы яблоко можно было увеличить до размеров Земли, то атомы достигли бы исходных размеров яблока[20].

По определению, любые два атома с одним и тем же числом протонов в их ядрах относятся к одному химическому элементу. Атомы с одним и тем же количеством протонов, но разным количеством нейтронов называют изотопами данного элемента. Например, атомы водорода всегда содержат один протон, но существуют изотопы без нейтронов (водород-1, иногда также называемый протием — наиболее распространённая форма), с одним нейтроном (дейтерий) и двумя нейтронами (тритий)[6]. Известные элементы составляют непрерывный натуральный ряд по числу протонов в ядре, начиная с атома водорода с одним протоном и заканчивая атомом унуноктия, в ядре которого 118 протонов[7]. Все изотопы элементов периодической системы, начиная с номера 83 (висмут) радиоактивны[8][9].

Хотя слово атом в первоначальном значении обозначало частицу, которая не делится на меньшие части, по современным научным представлениям он состоит из более мелких частиц, называемых субатомными частицами. Атом состоит из электронов, протонов, все атомы кроме водорода-1 содержат также нейтроны.
Электрон является самой лёгкой из составляющих атом частиц с массой 9,11×10−28 г, отрицательным зарядом и размером, слишком маленьким для измерения современными методами.[1]. Протоны обладают положительным зарядом и в 1836 раз тяжелее электрона (1,6726×10−24 г). Нейтроны не обладают электрическим зарядом и в 1839 раз тяжелее электрона[2] (1,6929×10−24 г). При этом масса ядра меньше суммы масс составляющих её протонов и нейтронов из-за эффекта дефекта массы. Нейтроны и протоны имеют сравнимый размер, около 2,5×10−15 м, хотя размеры этих частиц определены плохо[3].
В стандартной модели элементарных частиц, как протоны так и нейтроны состоят из элементарных частиц, называемых кварками. Наряду с лептонами, кварки являются одной из основных составляющих материи. И первые и вторые являются фермионами. Существует шесть типов кварков, каждый из которых имеет дробный элементарный заряд, равный +2/3 или −1/3. Протоны состоят из двух u-кварков и одного d-кварка, а нейтрон — из одного u-кварка и двух d-кварков. Это различие объясняет разницу в массах и зарядах протона и нейтрона. Кварки связаны между собой сильными ядерными силами, которые передаются глюонами. Глюон относится к бозонам — элементарным частицам, переносчикам сильного взаимодействия[4][5].

[700x525]
Сегодня общепринятой является модель атома, являющаяся развитием планетарной модели. Считается, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома).
Химические свойства атомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Положение атома в таблице Менделеева определяется количеством протонов, в то время как количество нейтронов на химические свойства практически не влияет; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см. статью об атомном ядре). Если атом находится в нейтральном состоянии, то количество электронов в нём равно количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, в то время как массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра).
Массу атома принято измерять в атомных единицах массы, равных 1⁄12 от массы атома изотопа углерода 12C.

Настроение сейчас - спокойное

А́том — наименьшая часть химического элемента, являющаяся носителем его свойств. Атом состоит из атомного ядра и окружающего его электронного облака. Ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако состоит из отрицательно заряженных электронов. Если число протонов в ядре совпадает с числом электронов, то атом в целом оказывается электрически нейтральным. В противном случае он обладает некоторым положительным или отрицательным зарядом и называется ионом. Атомы классифицируются по количеству протонов и нейтронов в ядре: количество протонов определяет принадлежность атома некоторому химическому элементу, а число нейтронов — изотопу этого элемента. Понятие об атоме как о наименьшей неделимой части материи было впервые сформулировано древнеиндийскими и древнегреческими философами. В XVII и XVIII веках химикам удалось экспериментально подтвердить эту идею, показав, что некоторые вещества не могут быть подвергнуты дальнейшему расщеплению на составляющие элементы с помощью химических методов. Однако в конце XIX — начале XX века физиками были открыты субатомные частицы и составная структура атома, и стало ясно, что атом в действительности не является «неделимым».



МОДЕЛИ АТОМА
Модель атома Томсона Томсон предложил рассматривать атом как некоторое положительно заряженное тело с заключёнными внутри него электронами. Эта модель не объясняла дискретный характер излучения атома и его устойчивость.[источник?] Была окончательно опровегнута Резерфордом после проведённого им знаменитого опыта по рассеиванию алфа-частиц.
Ранняя планетарная модель атома Нагаоки. В 1904 году японский физик Хантаро Нагаока предложил модель атома, построенную по аналогии с планетой Сатурн. В этой модели вокруг маленького положительного ядра по орбиталям вращались электроны, объединённые в кольца. Модель оказалось ошибочной, но некоторые важные её положения вошли в модель Резерфорда.
Планетарная модель атома Бора-Резерфорда. В 1911 году Эрнест Резерфорд, проделав ряд экспериментов, пришёл к выводу, что атом представляет собой подобие планетной системы, в которой электроны движутся по орбитам вокруг расположенного в центре атома тяжёлого положительно заряженного ядра («модель атома Резерфорда»). Однако такое описание атома вошло в противоречие с классической электродинамикой. Дело в том, что, согласно классической электродинамике, электрон при движении с центростремительным ускорением должен излучать электромагнитные волны, а следовательно, терять энергию. Расчеты показывали, что время, за которое электрон в таком атоме упадёт на ядро, совершенно ничтожно. Для объяснения стабильности атомов Нильсу Бору пришлось ввести постулаты, которые сводились к тому, что электрон в атоме, находясь в некоторых специальных энергетических состояниях, не излучает («модель атома Бора-Резерфорда»). Постулаты Бора показали, что для описания атома классическая механика неприменима. Дальнейшее изучение излучения атома привело к созданию квантовой механики, которая позволила объяснить подавляющее большинство наблюдаемых фактов.

Без ума от ядерной физики
[400x400]