FIZICA NUCLEULUIRealizat de:

COZMA DANAILIES AMALIA

SERES MARGARETACls:XII-A

ATOMUL LA ÎNCEPUT Noţiunea de atom apare pentru

prima in anul 450 i.e.n. Filozoful grec Leucip dezvoltă teoria conform căreia materia nu este infinit divizibilă şi introduce noţiunea de atomos, ceea ce nu poate fi divizat. Această nouă concepţie nu a fost rezultatul unor observaţii sau experienţe, ci mai degrabă al unor intuiţii. Teoria a fost dezvoltată ulterior de Epicur, apoi de poetul latin Lucretiu. Au trecut însă 2000 de ani până când teoria atomică a fost formulată ştiinţific.

STRUCTURA ATOMULUI În chimie şi fizică, atomul este cea mai mică

particulă posibilă care încă mai păstrează proprietăţile chimice ale unui element. Dacă, iniţial, cuvântul atom însemna cea mai mică particulă indivizibilă, mai târziu, după ce termenul a căpătat o semnificaţie precisă în ştiinţă, atomii au fost găsiţi a fi divizibili şi compuşi din particule şi mai mici, subatomice.Electronii, care au o sarcină electrică negativă şi sunt cele mai puţin masive particule subatomice;Protonii, care au o sarcină electrică pozitivă şi sunt de aproape 1836 ori mai masive decât electronii;Neutronii, care nu au sarcină electrică şi care sunt de aproximativ 1839 ori mai masivi decât electronii.Protonii şi neutronii creează un nucleu atomic dens şi masiv, ei fiind numiţi şi nucleoni. Electronii formează un larg nor electronic ce înconjoară nucleul.

PROPRIETĂŢILE NUCLEONILOR Nucleele atomice pot suferi transformări care afectează numărul de protoni şi neutroni pe

care îi conţin, proces numit dezintegrare radioactivă. Transformările radioactive au loc într-un număr mare de moduri, dar cele mai comune sunt dezintegrarea alfa şi dezintegrarea beta. Dezintegrările ce implică electroni sau pozitroni sunt datorate interacţiunilor nucleare slabe.În plus, ca şi electronii din atom, şi nucleonii din nucleu pot fi aduşi într-o stare excitată de înaltă energie. Totuşi, această tranziţie cere de sute de ori mai multă energie decât excitaţia electronilor. La revenirea în starea fundamentală, nucleul emite un foton de energie foarte înaltă, numit şi radiaţie gamma.Transformările nucleare au loc de asemenea şi în cadrul reacţiilor nucleare. În fuziunea nucleară, două nuclee uşoare se unesc într-un singur nucleu mai greu. În fisiunea nucleară, un nucleu greu se divide în două sau mai multe nuclee.

CONFIGURAŢIA ELECTRONICĂ

Comportarea chimică a atomilor este datorată interacţiunilor dintre electroni. Electronii unui atom rămân în interiorul unor configuraţii electronice fixate, predictibile. Aceste configuraţii sunt determinate de mecanica cuantică a electronilor în potenţialul electric al atomului; numărul cuantic principal determină învelişuri electronice particulare cu nivele distincte de energie. În general, cu cât este mai înalt nivelul de energie, cu atât este electronul mai îndepărtat de nucleu. Electronii de pe cel mai îndepărtat înveliş, numiţi şi electroni de valenţă, au cea mai puternică influenţă în comportarea chimică a atomului. Electronii de pe învelişurile interioare, joacă şi ei un rol cu efecte secundare datorate ecranării sarcinii pozitive din nucleul atomic.

ATOMII ŞI MOLECULELE Pentru gaze şi unele lichide şi solide moleculare, moleculele sunt

cele mai mici diviziuni de substanţă care încă mai păstrează proprietăţile chimice; totuşi, există multe solide şi lichide care sunt compuse,de asemenea, din atomi, dar nu conţin molecule discrete (cum ar fi sărurile, rocile precum şi metalele solide şi lichide). Astfel, deşi moleculele sunt comune pe Pământ , cea mai mare parte a Pământului nu este formată din molecule identificabile, ci, mai degrabă, reprezintă substanţă atomică dispusă în alte tipuri de aranjamente particulare de ordin microscopic.

ELEMENTE, IZOTOPI ŞI IONI Atomii cu acelaşi număr atomic Z contribuie la

o varietate largă de proprietăţi fizice şi manifestă proprietăţi chimice aproape identice. Atomii sunt clasificaţi în elemente chimice prin numărul lor atomic Z, care corespunde numărului de protoni din nucleul atomic. De exemplu, toţi atomii ce conţin şase protoni (Z = 6) sunt clasificaţi drept carbon. Elementele pot fi sortate, conform tabelului periodic, în ordinea crescătoare a numărului atomic. Această metodă pune în evidenţă cicluri repetitive regulate în proprietăţile chimice şi fizice ale respectivelor elemente.Numărul de masă A, sau numărul nucleonic al unui element este numărul total de protoni şi neutroni din atomul acelui element, denumit aşa deoarece fiecare proton şi neutron au masa de aproximativ 1 uam . O colecţie particulară de Z protoni şi A – Z neutroni se numeşte nuclid.

MAI MULTE DESPRE MODELELE REFERITOARE LA STRUCTURA ATOMULUI Fig. 1 – prezentarea clasica a atomului, folosind

Modelul Rutherford-Bohr care reprezintă atomul ca cavând nucleul, încărcat pozitiv, compus din protoni (particule pozitive) şi neutroni (particule neutre), înconjurat de sarcini negative, elctronii. Numărul electronilor este egal cu cel al protonilor, deci atomul este neutru din punct de vedre electric

Fig. 2 - prezentare a structurii atomice pentru atomul de heliu. Partea întunecată a norului electronic corespunde probabilităţii maxime de existenţă a electronului orbital 1s. Structura mărită a nucleului este prezentată schematic, cu roz sunt indicaţi protonii, iar cu albastru neutronii. În realitate, nucleul (şi funcţiile de undă ale fiecărui nucleon) este simetric din punct de vedere sferic (cazul nucleilor mai complexi).

Fig. 3 - Înainte de 1961, se acceptau ca particule subatomice doar electronii, protonii şi neutronii. Azi se cunoaşte că protonii şi neutronii înşişi sunt constituiţi din particule şi mai mici numite quarci. În plus, electronul are un partener neutru din punct de vedere electric, aproape fără masă, numit neutrino. Electronul şi neutrino sunt ambii leptoni. Prin urmare, atomii sunt compuşi numai din quarci şi leptoni. Protonul (roz) este format din doi quarci (roşu) şi un quarc (albastru), iar neutronul (gri) este format din doi quarci "down" şi un quarc "up". Deşi nu apar în substanţa obişnuită, alte două generaţii mai grele de quarci şi leptoni pot fi generate în ciocnirile de înaltă energie. O importanţă deosebită pentru atom o prezintă bozonii, adică particulele de transport al forţelor de interacţiune. Astfel, electronii sunt legaţi de nucleu prin intermediul fotonilor ce transportă forţa electromagnetică. Protonii şi neutronii sunt menţinuţi împreună în nucleu prin intermediul gluonilor (negru) ce transportă forţa nucleară.

DEZINTEGRAREA RADIOACTIVĂ Radioactivitatea este capacitatea dezintegrării

spontane a unui atom. În acest fel se formează un nou atom prin eliberea unei radiaţii. Un atom poate emite trei tipuri de radiaţie radioactivă: radiaţia alfa pozitivă, radiaţia beta negativă şi radiaţia gama neutră din punct de vedere electric.

În timpul dezintegrării radioactive un element nu emite toate tipurile de radiaţii în acelaşi timp.

Majoritatea nuclizilor din natură sunt stabili, dar există anumiţi nuclizi existenţi în natură sau produşi de om – care au proprietatea numită radioactivitate. Aceştia se numesc radionuclizi.

Dezintegrarea este un proces aleatoriu – nu poate fi prevăzut momentul în care un anume nucleu se va dezintegra – dar ritmul mediu de dezintegrare al nucleului şi tipul de radiaţie pe care o emite sunt caracteristici ale radionuclidului.

Semnul consacrat pentru raiaţii.

TIPURI DE RADIAŢII IONIZANTE ŞI PUTEREA LOR DE PENETRARE

Radiaţia alfa (α), de fapt atomul de heliu, interacţionează cu mulţi atomi pe o distanţă foarte mică. Dau naştere la ioni şi îşi consumă toată energia pe acea distanţă scurtă. Cele mai multe particule alfa îşi vor consuma întreaga energie la traversarea unei simple foi de hârtie. Principalul efect asupra sănătatii corelat cu particulele alfa apare când materialele alfa-emiţătoare sunt ingerate sau inhalate, iar energia particulelor alfa afectează ţesuturile interne, cum ar fi plămânii.

Radiaţia beta (β) sunt compuse din electroni – particule uşoare cu sarcină negativă. Acestea se deplasează pe o distanţă puţin mai mare în aer şi pot trece prin hârtie, dar nu pot penetra prin piele în organismul uman. Efectele asupra sănătăţii asociate particulelor beta se manifestă în principal atunci când materialele beta-emiţătoare sunt ingerate sau inhalate.

Radiaţia gama (γ) se prezintă sub formă de unde electromagnetice sau fotoni emişi din nucleul unui atom. Ei pot traversa complet corpul uman, putând fi oprite doar de un perete de beton sau de o placă de plumb groasă de 15 cm. Radiaţia gama este oprită de: apă, beton şi, în special, de materiale dense, precum plumbul, folosit ca protectie impotriva expunerii la acest tip de radiaţie. Efectele asupra sănătăţii asociate particulelor gama se manifestă în principal atunci când materialele gama-emiţătoare sunt în afara corpului uman.

Razele X sunt radiaţii gama cu energie scăzută. În cazul organismului uman, acestea pot penetra ţesuturile musculare, dar nu pot penetra oasele, de unde vine şi utilitatea lor în medicină (radiografii).

Puterea de penetrare a radiaţiilor ionizante în funcţie de material.

BIBLIOGRAFIEPhysics.ro

Wikipedia.orgphys.uaic.ro

referate.educativ.roLibrarie.net

Scritube.com