ఒక ఆమ్లో ఖాళీ స్థలం యొక్క గణన (సరళమైన హైడ్రోజన్ అణువును పరిగణించడం)

అణువు గురించి, అణువులు అంశాల ప్రాధమిక యూనిట్లు మరియు అంశాల నిర్వచన నిర్మాణం. అణువులు మూడు కణాలతో తయారు చేయబడతాయి: ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు. ప్రోటోన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు ఎలెక్ట్రాన్ల కంటే భారీగా ఉంటాయి మరియు కేంద్రకంలో పిలువబడే అణువులో నివసిస్తాయి. ఎలక్ట్రాన్లు చాలా తేలికైనవి మరియు న్యూక్లియస్ కక్ష్యలో ఒక క్లౌడ్లో ఉన్నాయి. ఎలక్ట్రాన్ క్లౌడ్ న్యూక్లియస్ కంటే 10,000 రెట్లు అధికంగా ఉంటుంది. ప్రోటోన్లు మరియు న్యూట్రాన్లు సుమారు అదే మాస్ కలిగి ఉంటాయి. అయినప్పటికీ, ఒక ప్రోటాన్ 1,800 కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్ల బరువు ఉంటుంది. అణువులు ఎప్పుడూ సమాన సంఖ్యలో ప్రోటాన్లు మరియు ఎలక్ట్రాన్లు కలిగి ఉంటాయి మరియు ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల సంఖ్య సాధారణంగా అదే విధంగా ఉంటుంది. ఒక పరమాణువుకి ఒక ప్రోటోన్ను జోడించడం కొత్త మూలకాన్ని చేస్తుంది, అయితే న్యూట్రాన్ జతచేస్తుంది, ఇది ఒక ఐసోటోప్, లేదా భారీ వెర్షన్, ఆ పరమాణువు. కేంద్రకం 1911 లో కేంద్రకం కనుగొనబడింది, కానీ దాని భాగాలు 1932 వరకు గుర్తించబడలేదు. వాస్తవంగా మొత్తం పరమాణువు కేంద్రకంలో ఉంటుంది. కేంద్రకం "బలమైన శక్తి," ప్రకృతిలోని నాలుగు ప్రాథమిక దళాలలో ఒకటిగా ఉంది. ప్రోటాన్లు మరియు న్యూట్రాన్ల మధ్య ఈ శక్తి విద్యుత్తు నియమానుసారం, ప్రోటాన్లను వేరుగా ఉంచి, విచ్ఛిన్నమైన విద్యుత్ శక్తిని అధిగమించింది. ప్రోటాన్లు అటామిక్ కేంద్రకాలలో కనిపించే రేణువులను ప్రోటాన్స్ సానుకూలంగా చార్జ్ చేస్తాయి. వారు 1911 మరియు 1919 మధ్య నిర్వహించిన ప్రయోగాలు ఎర్నెస్ట్ రుతేర్ఫోర్డ్ కనుగొన్నారు. అణువులోని ప్రోటాన్ల సంఖ్య అది ఏ మూలకం అని నిర్వచించింది. ఉదాహరణకు, కార్బన్ అణువులకు ఆరు ప్రోటాన్లు ఉన్నాయి, హైడ్రోజన్ పరమాణువులు ఒకటి మరియు ఆక్సిజన్ అణువులకు ఎనిమిది ఉన్నాయి. ఒక అణువులోని ప్రోటాన్ల సంఖ్యను ఆ మూలకం యొక్క పరమాణు సంఖ్యగా సూచిస్తారు. అణువులోని ప్రోటాన్ల సంఖ్య కూడా మూలకం యొక్క రసాయన ప్రవర్తనను నిర్ణయిస్తుంది. ఎలిమెంట్స్ యొక్క ఆవర్తన టేబుల్ పరమాణు సంఖ్య పెరుగుతున్న క్రమంలో అంశాలను ఏర్పరుస్తుంది. ప్రోటోన్లు క్వార్ట్స్ అని పిలువబడే ఇతర రేణువులను తయారు చేస్తాయి. ప్రతి ప్రోటాన్లో మూడు క్వార్క్లు ఉన్నాయి - రెండు "అప్" క్వార్లు మరియు ఒక "డౌన్" క్వార్క్ - మరియు అవి గ్లూన్స్ అని పిలువబడే ఇతర రేణువులతో కలిసి ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్లు ఎలక్ట్రాన్లు ప్రతికూల ఛార్జ్ కలిగి మరియు విద్యుత్పరంగా ఛార్జ్ చేసిన ప్రోటాన్లకు విద్యుత్ను ఆకర్షిస్తాయి. ఎలెక్ట్రాన్లు పరమాణు కేంద్రకం చుట్టుపక్కల మార్గాలుగా పిలువబడతాయి. పరమాణువు చుట్టూ ఉన్న అంతర్గత ఆర్బిటాళ్లు గోళాకారంగా ఉంటాయి, కానీ బయటి ఆర్బిటాళ్లు మరింత క్లిష్టంగా ఉంటాయి. ఒక అణువు యొక్క ఎలెక్ట్రాన్ ఆకృతీకరణ అనేది ఒక unexcited అణువులో ఎలెక్ట్రాన్ల స్థానాల కక్ష్య వివరణ. ఎలక్ట్రాన్ ఆకృతీకరణ మరియు భౌతిక శాస్త్ర సూత్రాలను ఉపయోగించి, రసాయన శాస్త్రవేత్తలు స్థిరత్వం, మరిగే స్థానం మరియు వాహకత వంటి అణువు యొక్క లక్షణాలను అంచనా వేయవచ్చు. సాధారణంగా, బయటికి చెందిన ఎలక్ట్రాన్ షెల్లు కెమిస్ట్రీలో మాత్రమే ఉంటాయి. లోపలి ఎలక్ట్రాన్ షెల్ సంజ్ఞామానం తరచుగా బ్రాకెట్లలో ఉన్న గొప్ప వాయువుకు చిహ్నంగా ఉన్న దీర్ఘ-కక్షీయ వివరణను భర్తీ చేయడం ద్వారా తరచూ కత్తిరించబడుతుంది. ఈ విధానపు పద్ధతి పెద్ద అణువుల వర్ణనను సులభతరం చేస్తుంది. ఉదాహరణకు, బెరీలియం (బీ) కొరకు ఎలెక్ట్రాన్ ఆకృతీకరణ 1s22s2, కానీ ఇది [అతను] 2s2 రాస్తారు. హీలియం అణువులోని అన్ని ఎలక్ట్రాన్ ఆర్బిటాళ్లకు సమానమైనది. అక్షరములు, s, p, d, మరియు f ఆర్బిటాల్ ఆకారమును సూచించుము మరియు superscript ఆ ఆర్బిటాల్ లోని ఎలెక్ట్రాన్ల సంఖ్యను ఇస్తుంది. న్యూట్రాన్లతో న్యూట్రాన్లు అణు కేంద్రకాలలో కనుగొనబడని పోలికలు. న్యూట్రాన్ యొక్క ద్రవ్యరాశి ప్రోటాన్ కంటే కొంచెం ఎక్కువగా ఉంటుంది. ప్రోటాన్ల వలె, న్యూట్రాన్లను కూడా క్వార్లు - ఒక "అప్" క్వార్క్ మరియు రెండు "డౌన్" క్వార్క్లు తయారు చేస్తారు. న్యూట్రాన్లను జేమ్స్ చాడ్విక్ 1932 లో కనుగొన్నారు. చాలా దాదాపు అన్ని అది. హైడ్రోజన్ యొక్క పరమాణువులో ఇది ఎంత ఖాళీగా ఉందో చూద్దాం. ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఒకే ఒక ఎలక్ట్రాన్తో చుట్టబడిన ఒకే ప్రోటాన్ నుండి తయారు చేయబడుతుంది. హైడ్రోజన్ అణువు ఎంత పెద్దది? హైడ్రోజన్ అణువు యొక్క వ్యాసార్థం బోర్ వ్యాసార్థం అని పిలుస్తారు, ఇది 529 × 10-10 మీటర్లు సమానంగా ఉంటుంది. అంటే హైడ్రోజన్ పరమాణువు 6.2 × 10-31 క్యూబిక్ మీటర్ల పరిమాణం కలిగి ఉంటుంది. హైడ్రోజన్ అణువు మధ్యలో ప్రోటోన్ ఎంత పెద్దది? ఇటీవలి అధ్యయనాలు ప్రోటాన్లు సుమారుగా × 83 × 10-15 మీటర్ల వ్యాసార్థాన్ని కలిగి ఉంటాయి, వీటిని 2.5 × 10-45 క్యూబిక్ మీటర్ల వాల్యూమ్ను ఇస్తాయి. హైడ్రోజన్ పరమాణువు ఎంత ఖాళీగా ఉందో తెలుసుకోవడానికి కొంచం గణితాన్ని చేయవలసి ఉంది. శాతం పూర్తి = 100 × (వాల్యూమ్ నిండి / మొత్తం వాల్యూమ్) శాతం పూర్తి = 100 × (2.5 × 10 ** - 45 m3 / 6.2 × 10 ** - 31 m3) శాతం పూర్తి = 100 × (4 × 10 ** - 15) శాతం పూర్తి = 4 × 10 ** - 13% శాతం పూర్తి = 0.0000000000004% ఒక హైడ్రోజన్ పరమాణువులో 0.0000000000004% నిండి ఉంటే, అది మిగిలిన ఖాళీగా ఉండాలి: శాతం ఖాళీ = 100% - శాతం పూర్తి శాతం ఖాళీ = 100% - 0.0000000000004% శాతం ఖాళీ = 99.9999999999996% హైడ్రోజన్ అణువు 99.9999999999996% ఖాళీ స్థలం. హైడ్రోజన్ అణువు భూమి పరిమాణం ఉన్నట్లయితే, దాని కేంద్రంలో ప్రోటోన్ 200 మీటర్లు (600 అడుగులు) ఉంటుంది. నా తలపై పెద్ద ల్యాండింగ్ చేయకూడదనుకుంటే అది భూమి యొక్క పరిమాణంతో పోలిస్తే చిన్నది.