هل تعرف نوع الشحنة التي يحملها النيوترون؟ إيجابي أم سلبي أم محايد؟ حسنًا ، تلعب النيوترونات دورًا مهمًا في إنتاج الطاقة النووية. تتكون الذرة من أصغر وحدة من المادة ، من مركز - النواة التي تحيط بها جسيمات دون ذرية تسمى الإلكترونات. والنواة ، حيث تتركز كل كتلة الذرة ، تتكون بدورها من البروتونات والنيوترونات. دعنا نتعرف على المزيد حول هذه الجسيمات دون الذرية المحايدة أدناه.
من اكتشف النيوترون
لوحظ بعد اكتشاف الإلكترونات والبروتونات أن كل كتلة الذرة لا يمكن حسابها على أساس الإلكترونات والبروتونات فقط. لم يتمكن رذرفورد من شرح أي ذرات أخرى من عناصر مختلفة باستثناء الهيدروجين على أساس البروتونات والإلكترونات.
أدرك العلماء أن النموذج الذي قدمه رذرفورد غير مكتمل. على سبيل المثال ، يجب أن تكون الكتلة الذرية للهيليوم ضعف ذرة الهيدروجين. ومع ذلك ، عند الحساب ، وُجد أن كتلة ذرة الهليوم أكبر بأربع مرات من كتلة الهيدروجين. لذلك ، افترض رذرفورد وجود جسيمات متعادلة في الذرة. كان يعتقد أن الجسيم المحايد له نفس كتلة البروتون. ومع ذلك ، لم يكن هناك دليل تجريبي.
أجريت التجارب وملاحظاتها
في وقت لاحق ، أجريت تجارب مختلفة وأسفرت العديد من النظريات والملاحظات عن اكتشاف النيوترونات. بعض التجارب الجديرة بالملاحظة وملاحظاتها مذكورة أدناه.
- لاحظ بوث وَ بيكر أثناء قصف البريليوم بجزيئات ألفا إشعاعًا متعادلًا كهربائيًا في عام 1930. اعتقد العلماء أنه عبارة عن فوتونات ذات طاقات عالية ، تُعرف أيضًا باسم أشعة جاما.
- في عام 1932 ، أثبت إيرين وفريديريك جوليو كوري أن هذا الشعاع لديه القدرة على إخراج البروتونات عندما يصطدم بالبارافين أو أي مركبات تحتوي على H.
- لكن هذا أثار العديد من الأسئلة مثل كيف يمكن للفوتون الذي ليس له كتلة أن يطلق جسيمًا أثقل 1836 مرة من الإلكترون (البروتونات). لذلك ، استنتج أن الأشعة المقذوفة لا يمكن أن تكون فوتونات.
في عام 1932 ، أجرى جيمس تشادويك نفس التجربة لكنه استخدم أهداف قصف مختلفة غير البارافين. بعد البحث والتحليل للأهداف المختلفة ، اكتشف وجود جسيم جديد. هذا الجسيم الجديد له كتلة مماثلة لكتلة البروتون ولكن بدون شحنة. أطلق على هذه الجسيمات اسم نيوترونات.
تعرف المزيد حول التركيبب الذري والجزيئي
- النظائر
علاوة على ذلك ، اشتق الكتلة الدقيقة تقريبًا لهذا الجسيم الجديد من خلال تطبيق حفظ الطاقة والزخم. قام بقياس كتلة النيوترون لتكون مماثلة لكتلة البروتون.
MN = 1.00866 u = 1.6749 X 10-27 kg
وظيفة النيوترونات
- خلص جيمس تشادويك إلى أن النواة تتكون من بروتون ونيوترون. يُطلق على هذين الجسيمين دون الذريين معًا اسم نيوكليون.
- ساعد الاكتشاف في فهم الكتلة الذرية والعدد الذري بشكل أوضح. كما ساعد في فهم مفهوم النظائر التي تشكل أساس النشاط الإشعاعي.
يكون تفاعل البريليوم عند قصفه بجسيم ألفا هو:
94Be+42α⟶[136C]⟶[126C]+10n
X = الرمز الكيميائي لعنصر معين
N = عدد النيوترونات
Z = العدد الذري = عدد البروتونات
A = عدد الكتلة الذرية = Z + N
بعد اكتشاف النيوترون ، تم تعديل كل عنصر كيميائي موجود في الجدول الدوري وكتابته وفقًا لذلك. على سبيل المثال ، تمت كتابة اليورانيوم كـ 23592 U. وهذا يعني أن ذرة واحدة من اليورانيوم تحتوي على 235 نيوكليون (بروتونات + نيوترونات). من أصل 235 نيوكليونا ، 92 عبارة عن بروتونات و 143 تمثل نيوترون.
خصائص النيوترونات
- تتواجد النيوترونات داخل النواة بالبروتونات.
- ذرة الهيدروجين تفتقر إلى النواة.
- كتلة النيوترون تعادل كتلة البروتون. إذن ، كتلة نيوترون
m=1.676 × 10-27 kg = 1.676 × 10-24 g
ومع ذلك ، فإن كتلة الإلكترون لا تكاد تذكر ، ووجد أنها تساوي 1/1840 مرة من كتلة البروتون.
- ليس للنيوترونات شحنة وبالتالي فهي متعادلة كهربائيًا
أسئلة محلولة لك
سؤال: ينبعث النيوترون من قصف البريليوم و _______؟
1. جسيمات ألفا
2. جسيمات جاما
3. جسيمات بيتا
3. لا شيء مما سبق
الحل: الجواب 1 (جسيمات ألفا).
أهم المصادر: