अणूतील रिकाम्या जागेची गणना (सर्वात सोपा हाइड्रोजन ऍटम विचाराधीन)

सर्व अणू बद्दल, अणू म्हणजे घटकांची मूलभूत एकके आणि घटकांची परिभाषा. अणू तीन कणांपासून तयार होतात: प्रोटॉन, न्यूट्रॉन आणि इलेक्ट्रॉन. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन हे इलेक्ट्रॉटर्सपेक्षा जास्त जड असतात आणि अणूच्या मध्यभागी राहतात, ज्यांना न्यूक्लियस म्हणतात. इलेक्ट्रॉनमधील अणुकेंद्रे अत्यंत गर्भित आणि अस्तित्वात आहेत. इलेक्ट्रिक मेघच्या केंद्रस्थानापेक्षा 10,000 पटीने अधिक त्रिज्या आहेत. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन्स अंदाजे समान वस्तुमान आहेत. तथापि, एक प्रोटॉनचे वजन 1800 पेक्षा जास्त इलेक्ट्रॉन आहे. अणूंना नेहमीच एक समान प्रोटॉन आणि इलेक्ट्रॉन असतात, आणि प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन्सची संख्या सामान्यतः समान असते. अणूला प्रोटॉन जोडणे एक नवीन घटक बनविते, न्यूट्रॉन जोडताना त्या अणूच्या आयोस्टॉपची किंवा जड वर्जन बनते. मध्यवर्ती भाग 1 9 32 पर्यंत न्यूक्लियसचा शोध लागला होता परंतु त्याचे भाग 1 9 32 पर्यंत ओळखण्यात आले नव्हते. अणूचे सर्व द्रव्य अणुकेंद्रांमध्ये वास्तव्य होते. न्यूक्लीयस "सशक्त ताकद," निसर्गामध्ये असलेल्या चार मूलभूत शक्तींपैकी एक आहे. प्रोटॉन आणि न्यूट्रॉन्स यांच्या दरम्यानचा हा ताकद वीजच्या नियमांनुसार प्रथिने धूळ करणारा विद्युत शक्तीवर मात करतो, अन्यथा तो प्रोटॉनला ढकलतो. प्रोटॉन प्रोटोकॉल सकारात्मक अणु केंद्रके दरम्यान आढळले कण आकार आहेत. अर्नेस्ट रदरफोर्ड यांनी 1 9 11 ते 1 9 1 9 दरम्यान केलेले प्रयोग परमाणुमधील प्रोटॉनची संख्या ते कोणत्या घटकाची व्याख्या करते. उदाहरणार्थ, कार्बन परमाणुंच्या सहा प्रोटॉन आहेत, हायड्रोजन अणूंचे एक आहे आणि ऑक्सिजनच्या अणूंचे प्रमाण आठ आहे. अणूच्या प्रोटॉनची संख्या त्या घटकाची आण्विक संख्या असे म्हटले जाते. अणूमध्ये प्रोटॉनची संख्या देखील घटकांचे रासायनिक व्यवहार ठरवते. घटकांची आवर्त सारणी अणुक्रमांक वाढविण्याच्या क्रमाने घटकांची व्यवस्था करते प्रोटॉन हे क्वार्क नावाचे इतर कणांपासून बनलेले आहेत. प्रत्येक प्रोटॉनमध्ये दोन क्वार्क आहेत - दोन "अप" क्वार्क आणि एक "खाली" क्वार्क - आणि ते ग्लूऑन्स नावाचे इतर कणांद्वारे एकत्र ठेवतात. इलेक्ट्रॉन इलेक्ट्रॉन्सचे नकारात्मक चार्ज आहेत आणि विद्युत चार्ज केलेले प्रोटॉनला विद्युत आकर्षित होतात. इलेक्ट्रॉनचे ऑर्थिक न्यूक्लेयसला ऑर्थिक न्यूक्लियस घेरल्या जातात. अणूभोवतालच्या आतील ऑरबिटल्स गोलाकार आहेत पण बाह्य ऑर्बिटल अधिक क्लिष्ट आहेत. एका अणूच्या इलेक्ट्रॉन संरचना म्हणजे अघोषित अणूमध्ये इलेक्ट्रॉन्सच्या स्थानाचे कक्षीय वर्णन. इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन आणि भौतिकीच्या तत्त्वांचा वापर करून, केमिस्ट अणूच्या गुणधर्माचा अंदाज लावू शकतात, जसे की स्थिरता, उकळत्या बिंदू आणि चालकता. सामान्यत: केवळ बाह्यमंत्रालयातील इलेक्ट्रॉन गोळे रसायनशास्त्रातील महत्त्वाच्या गोष्टी आहेत. ब्रॅकेटमध्ये एक सुप्रसिद्ध वायूचे चिन्ह असलेल्या दीर्घ-हाताळणीचे वर्णन बदलून आतील इलेक्ट्रॉन शटल प्रमाणीकरण बर्याचदा कापले जाते. नोटेशनची ही पद्धत बरीच मोठ्या रेणूंचे वर्णन सुलभ करते. उदाहरणार्थ, बेरिलिअम (बी) साठी इलेक्ट्रॉन कॉन्फिगरेशन 1 बी 22 एस 2 आहे, परंतु हे [हे] 2 एस 2 असे लिहिले आहे. [तो] हेलियम अणूच्या सर्व इलेक्ट्रॉन ऑर्बिटल्सशी समतुल्य आहे. अक्षरे, पी, पी, डी आणि एफ ऑर्बिटल्सचा आकार नियुक्त करते आणि त्या शिर्षकाने त्या कक्षेत इलेक्ट्रॉनांची संख्या दिली आहे. न्यूट्रॉन न्यूट्रॉन अणु केंद्रकेमध्ये आढळलेले कण नसलेले असतात. न्यूट्रॉनचा वस्तुमान प्रोटॉनपेक्षा थोडा मोठा असतो. प्रोटॉन प्रमाणे, न्यूट्रॉन देखील क्वार्कचे बनतात - एक "अप" क्वार्क आणि दोन "खाली" क्वार्क 1 9 32 मध्ये जेम्स चॅडविक यांनी न्यूट्रॉन शोधले होते. खूप जवळपास सर्व तो हे खरोखर किती रिक्त आहे ते पाहण्यासाठी हायड्रोजनच्या अणूवर एक नजर टाकू. एका इलेक्ट्रॉनद्वारे घेण्यात आलेल्या एका एकल प्रोटॉनवरून हायड्रोजन अणू बनविली जाते. हायड्रोजन अणू किती मोठा आहे? एका हायड्रोजन अणूच्या त्रिज्याला बोहर त्रिज्या म्हणून ओळखले जाते, जे 5 9 × 10-10 मीटर इतके आहे. याचा अर्थ असा की हायड्रोजन अणूचे प्रमाण 6.2 × 10-31 क्यूबिक मीटर एवढे आहे. हायड्रोजन अणूच्या केंद्रस्थानी प्रोटॉन किती मोठा आहे? अलीकडील अभ्यासांमधून हे सिद्ध झाले आहे की प्रोटॉनमध्ये त्रिज्या अंदाजे 8 4 × 10 ते 15 मीटर इतकी आहेत आणि त्यांना सुमारे 2.5 × 10-45 घनमीटर एवढा खंड असतो. हायड्रोजन अणूचे किती रिक्त जागा आहे हे शोधण्यासाठी थोड्या अधिक गणिताची आवश्यकता आहे:. टक्के पूर्ण = 100 × (भाग भरले / एकूण खंड) टक्के पूर्ण = 100 × (2.5 × 10 ** - 45 m3 / 6.2 × 10 ** - 31 m3) टक्के पूर्ण = 100 × (4 × 10 ** - 15) टक्के पूर्ण = 4 × 10 ** - 13% टक्के पूर्ण = 0.0000000000004% जर एका हायड्रोजन अणूचा 0.000000000000004% भरलेला असेल तर उर्वरित हे रिक्त असणे आवश्यक आहे: रिक्त टक्के = 100% - पूर्ण टक्के टक्के रिक्त = 100% - 0.0000000000004% रिक्त टक्के = 99.9 99 99 99 99 99 9 6% हायड्रोजन अणू 99.99999 99 99 99 9 6 9% रिक्त जागा आहे. दुसरा मार्ग ठेवा, जर हायड्रोजन अणू पृथ्वीचा आकार असेल तर त्याच्या केंद्रस्थानी असलेले प्रोटॉन संपूर्ण सुमारे 200 मीटर (600 फूट) असेल. मी माझ्या डोक्यावर मोठी लँडिंग करू इच्छित नाही असताना, तो पृथ्वीवर आकार तुलनेत लहान आहे.