איך לאטום מימן שמסתו 1 אין נייטרון -בקשת הסבר

[HataVeani]

איך לאטום מימן שמסתו 1 אין נייטרון -בקשת הסבר

איך ייתכן שלאטום אין בכלל נייטרון?

בחרתי בדוגמה של אטום מימן בעל מסה אטומית 1. שזה אומר שיש לו פרוטון אחד ואלקטרון אחד בלבד.
מבחינתי עד עכשיו אטום היה שם תמונה שמכילה תמיד פרוטון, נייטרון ואלקטרון.
מי יכול להסביר לי מה בדיוק קורה באטום שהוא חסר נייטרון?

ואגב, האם לאטום יכול להיות חסר לגמרי אלקטרון? (פרוטון מן הסתם שלא, כי זה מה שקובע את הזהות של האטום)

 

[g1u2y32]

תשובה

אני לא מבין מה מוזר כל כך שמימן הוא פשוט פרוטון ואלקטרון בלי נייטרון בגרעין? אבל חשוב לזכור שלמימן ישנם שני איזוטופים - טריטיום ודאוטריום שהם בעלי לפחות נייטרון אחד בגרעין. אני לא יודע מה קורה באטום שהוא חסר נייטרון, אני לא חושב שזה משפיע כל כך.
לגבי אטום חסר אלקטרון - זה כמובן קיים. הדוגמה הפשוטה ביותר לכך הוא פרוטון - בודד - יון מימן - כאשר נלקח ממנו אלקטרון - אז הוא תמיסה - לרוב הוא ייקשר למולקולת מים נוספת ויהפוך ליון הידוניום אבל אני חושב שזה אפשרי.

 

[HataVeani]

הסברתי

יצאתי מנקודת הנחה שכל אטום בנוי מפרוטון נייטרון ואלקטרון אז זה הפתיע אותי לגלות שיש כזה דבר שנקרא אטום בלי נייטרון בכלל

 

[BigBadWolf]

לניוטרון אין כמעט השפעה על הפעילות הכימית

חוץ מההבדל במסת האטום, לניוטרון אין השפעה על הפעילות הכימית וגם אין לו תפקיד חשוב במיוחד בתוך האטום מלבד ייצוב הגרעין כשצריך.
צריך להיות ברור לך שניתן למצוא פרוטון שאיננו מחובר לדבר (זה ייצור מאוד ראקטיבי דרך אגב שמתקיים רק בוואקום חזק). זה כבר אטום (יון מימן), כל דבר נוסף אופציונלי. אם תוסיף לפרוטון הזה אלקטרון אזי נקבל אטום מימן ניטרלי. אם תוסיף לו ניוטרון נקבל איזוטופ של מימן שנקרא דיאוטריום.

 

[HataVeani]

ועל ההשפעה הפיזיקלית? (מלבד המסה כמובן)

אשמח אם תשכתב את המשפט הבא שוב, כי לא כל כך הצלחתי להבין אותו, ואני רוצה להבין את מה שאתה אומר (אולי נפלה טעות הקלדה):

"צריך להיות ברור לך שניתן למצוא פרוטון שאיננו מחובר לדבר (זה ייצור מאוד ראקטיבי דרך אגב שמתקיים רק בוואקום חזק). זה כבר אטום (יון מימן), כל דבר נוסף אופציונלי. אם תוסיף לפרוטון הזה אלקטרון אזי נקבל אטום מימן ניטרלי. אם תוסיף לו ניוטרון נקבל איזוטופ של מימן שנקרא דיאוטריום."

 

[BigBadWolf]

כלפי חוץ ההשפעה רק על המסה

חוץ המסה שהוא מוסיף, הניוטרון אינו משפיע על תכונות האטום כלפי חוץ. ההשפעה הנוספת היחידה שלו היא על יציבות גרעין האטום (הדבר חשוב עבור תגובות גרעיניות, בהן מספר הניוטרונים בגרעין קריטי).

לגבי המשפט: הכוונה היתה שפרוטונים בודדים (כלומר כאלו שאינם קשורים לדבר) קיימים בטבע. למעשה, כדור הארץ מופגז בהם כל יום ובמיוחד כשיש סופות שמש. פרוטון שכזה כבר נחשב לאטום, למעשה זהו יון מימן (שהרי מימן הוא פרוטון ואלקטרון, כך שיון מימן הוא פשוט פרוטון בודד). פרוטונים בודדים הם מאוד ראקטיביים, כלומר הם מגיבים כימית בקלות רבה מאוד מכיוון שמטען הפרוטון איננו ממוסך על-ידי אלקטרונים ורדיוס האטום שווה לרדיוס הגרעין (כלומר פצפון). אם תעשה חישוב תראה שהרדיוס הקטן גורם למשיכה עצומה לכל אלקטרון שנקלע בדרכו של יון זה ולכן זה צורון כל כך ראקטיבי. כאמור, אם נקח את אותו פרוטון (יון מימן) ונשים סביבו אלקטרון נקבל אטום מימן ניטרלי. ניתן להוסיף ניוטרון לגרעין של אטום מימן כך שיהיו בגרעין פרוטון וניוטרון. הצורון שנוצר במקרה הזה נקרא דאוטריום והוא איזוטופ של מימן (כלומר אותו אטום עם מספר שונה של ניוטרונים).

מקווה שעכשיו זה יותר ברור

 

[HataVeani]

עכשיו זה ברור מאוד! תודה

לפני כן הייתה לי מחשבה שאולי אתה מתכוון שחוץ מהמסה יש לחוסר הפרוטון השפעות פיזיקליות חשמליות או משהו כזה.

אגב, איפה אפשר למצוא את אותםפרוטונים בודדים שכדור הארץ מופגז בהם? בכל מקום או רק בשכבה העליונה של האטמוספירה. לפי התיאור שאתה מוסר פרוטונים כאלה לא אמורים להישאר במצב זה הרבה זמן...

 

[BigBadWolf]

אכן לא ישארו זמן רב במצב כזה בתוך כדור הארץ

בשביל לשמור שפרוטונים ישארו בודדים צריך לשים אותם בוואקום גבוה (כפי שיש בחלל) או בטמפרטורות מאוד מאוד גבוהות (כפי שיש בשמש). ברגע שאותם פרוטונים פוגעים באטמוספרה של כדור הארץ הם מגיבים עם המולקולות הקיימות שם וגורמים לערעור שלהן. את התוצאה אני הולך לראות בדצמבר בלפלנד

.
בכל מקרה, אותם פרוטונים לא מגיעים לפני הקרקע. המרחק שהם חודרים אל תוך כדור הארץ תלוי במהירות שלהם, ככל שהם יותר מהירים כך הם מגיעים יותר רחוק לפני שהם מגיבים.

 

[zlp]

למימן יש יותר משני איזוטופים.