"परमाणु" नाम का ग्रीक से "अविभाज्य" के रूप में अनुवाद किया गया है। हमारे चारों ओर सब कुछ - ठोस, तरल और वायु - इन अरबों कणों से बना है।
परमाणु के बारे में संस्करण की उपस्थिति
परमाणुओं को पहली बार 5वीं शताब्दी ईसा पूर्व में जाना गया, जब यूनानी दार्शनिक डेमोक्रिटस ने सुझाव दिया कि पदार्थ में गतिमान छोटे कण होते हैं। लेकिन तब उनके अस्तित्व के संस्करण की जाँच करना संभव नहीं था। और यद्यपि कोई भी इन कणों को नहीं देख सकता था, इस विचार पर चर्चा की गई थी, क्योंकि वैज्ञानिक वास्तविक दुनिया में होने वाली प्रक्रियाओं की व्याख्या करने का एकमात्र तरीका था। इसलिए, वे इस तथ्य को साबित करने से बहुत पहले माइक्रोपार्टिकल्स के अस्तित्व में विश्वास करते थे।
सिर्फ 19वीं सदी में। परमाणुओं के विशिष्ट गुणों वाले रासायनिक तत्वों के सबसे छोटे घटकों के रूप में उनका विश्लेषण किया जाने लगा - कड़ाई से निर्धारित मात्रा में दूसरों के साथ यौगिकों में प्रवेश करने की क्षमता। 20वीं शताब्दी की शुरुआत में, यह माना जाता था कि परमाणु पदार्थ के सबसे छोटे कण थे, जब तक कि यह साबित नहीं हो गया कि वे और भी छोटी इकाइयों से बने हैं।
रासायनिक तत्व किससे बना होता है?
रासायनिक तत्व का परमाणु पदार्थ का एक सूक्ष्म निर्माण खंड है। परमाणु का आणविक भार इस माइक्रोपार्टिकल की परिभाषित विशेषता बन गया है। केवल मेंडलीफ के आवर्त नियम की खोज से ही यह प्रमाणित होता है कि उनके प्रकार एक ही पदार्थ के विभिन्न रूप हैं। वे इतने छोटे हैं कि उन्हें साधारण सूक्ष्मदर्शी, केवल सबसे शक्तिशाली इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों का उपयोग करके नहीं देखा जा सकता है। इसकी तुलना में, मानव हाथ पर एक बाल लाख गुना चौड़ा होता है।
एक परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना में एक नाभिक होता है, जिसमें न्यूट्रॉन और प्रोटॉन होते हैं, साथ ही इलेक्ट्रॉन भी होते हैं, जो अपने तारों के चारों ओर ग्रहों की तरह निरंतर कक्षाओं में केंद्र के चारों ओर चक्कर लगाते हैं। उन सभी को विद्युत चुम्बकीय बल द्वारा एक साथ रखा जाता है, जो ब्रह्मांड में चार मुख्य बलों में से एक है। न्यूट्रॉन एक तटस्थ चार्ज वाले कण होते हैं, प्रोटॉन एक सकारात्मक चार्ज के साथ संपन्न होते हैं, और इलेक्ट्रॉन एक नकारात्मक चार्ज करते हैं। उत्तरार्द्ध सकारात्मक रूप से चार्ज किए गए प्रोटॉन के प्रति आकर्षित होते हैं, इसलिए वे कक्षा में बने रहते हैं।
परमाणु संरचना
मध्य भाग में एक नाभिक होता है जो पूरे परमाणु के न्यूनतम भाग को भरता है। लेकिन अध्ययनों से पता चलता है कि लगभग पूरा द्रव्यमान (99.9%) इसमें स्थित है। प्रत्येक परमाणु में प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन होते हैं। इसमें घूमने वाले इलेक्ट्रॉनों की संख्या धनात्मक केंद्रीय आवेश के बराबर होती है। एक ही परमाणु आवेश वाले कण Z, लेकिन विभिन्न परमाणु द्रव्यमान A और नाभिक N में न्यूट्रॉन की संख्या को समस्थानिक कहा जाता है, और एक ही A और विभिन्न Z और N के साथ समस्थानिक कहलाते हैं। इलेक्ट्रॉन पदार्थ का सबसे छोटा कण है जिसमें ऋणात्मक होता हैविद्युत आवेश e=1.6 10-19 कूलम्ब। आयन का आवेश खोए या प्राप्त इलेक्ट्रॉनों की संख्या निर्धारित करता है। एक तटस्थ परमाणु के आवेशित आयन में कायापलट की प्रक्रिया को आयनीकरण कहा जाता है।
परमाणु मॉडल का नया संस्करण
भौतिकविदों ने आज तक कई अन्य प्राथमिक कणों की खोज की है। परमाणु की इलेक्ट्रॉनिक संरचना का एक नया संस्करण है।
ऐसा माना जाता है कि प्रोटॉन और न्यूट्रॉन, चाहे वे कितने भी छोटे क्यों न हों, क्वार्क नामक सबसे छोटे कणों से मिलकर बने होते हैं। वे परमाणु के निर्माण के लिए एक नया मॉडल बनाते हैं। जैसे वैज्ञानिक पिछले मॉडल के अस्तित्व के लिए सबूत इकट्ठा करते थे, आज वे क्वार्क के अस्तित्व को साबित करने की कोशिश कर रहे हैं।
RTM भविष्य का उपकरण है
आधुनिक वैज्ञानिक किसी पदार्थ के परमाणु कणों को कंप्यूटर मॉनीटर पर देख सकते हैं, साथ ही स्कैनिंग टनलिंग माइक्रोस्कोप (RTM) नामक एक विशेष उपकरण का उपयोग करके उन्हें सतह पर ले जा सकते हैं।
यह एक कम्प्यूटरीकृत उपकरण है जिसमें एक टिप है जो सामग्री की सतह के पास बहुत धीरे से चलती है। जैसे ही टिप चलती है, इलेक्ट्रॉन टिप और सतह के बीच की खाई से गुजरते हैं। हालांकि सामग्री पूरी तरह चिकनी दिखती है, यह वास्तव में परमाणु स्तर पर असमान है। कंप्यूटर पदार्थ की सतह का नक्शा बनाता है, उसके कणों की एक छवि बनाता है, और इस प्रकार वैज्ञानिक परमाणु के गुणों को देख सकते हैं।
रेडियोधर्मी कण
नकारात्मक रूप से आवेशित आयन नाभिक के चारों ओर पर्याप्त दूरी पर चक्कर लगाते हैं। एक परमाणु की संरचना ऐसी होती है कि वह संपूर्ण होता हैवास्तव में तटस्थ है और इसका कोई विद्युत आवेश नहीं है क्योंकि इसके सभी कण (प्रोटॉन, न्यूट्रॉन, इलेक्ट्रॉन) संतुलन में हैं।
रेडियोधर्मी परमाणु एक ऐसा तत्व है जिसे आसानी से विभाजित किया जा सकता है। इसके केंद्र में कई प्रोटॉन और न्यूट्रॉन होते हैं। एकमात्र अपवाद हाइड्रोजन परमाणु का आरेख है, जिसमें एक एकल प्रोटॉन होता है। नाभिक इलेक्ट्रॉनों के एक बादल से घिरा हुआ है, यह उनका आकर्षण है जो उन्हें केंद्र के चारों ओर घूमता है। समान आवेश वाले प्रोटॉन एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।
यह उन अधिकांश छोटे कणों के लिए कोई समस्या नहीं है जिनमें उनमें से कई हैं। लेकिन उनमें से कुछ अस्थिर हैं, विशेष रूप से बड़े यूरेनियम जैसे, जिसमें 92 प्रोटॉन होते हैं। कभी-कभी उसका केंद्र इतना भार सहन नहीं कर पाता। उन्हें रेडियोधर्मी कहा जाता है क्योंकि वे अपने मूल से कई कण उत्सर्जित करते हैं। अस्थिर नाभिक के प्रोटॉन से छुटकारा पाने के बाद, शेष प्रोटॉन एक नई बेटी बनाते हैं। यह नए नाभिक में प्रोटॉन की संख्या के आधार पर स्थिर हो सकता है, या यह आगे विभाजित हो सकता है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि एक स्थिर चाइल्ड कोर न रह जाए।
परमाणुओं के गुण
एक परमाणु के भौतिक और रासायनिक गुण स्वाभाविक रूप से एक तत्व से दूसरे तत्व में बदलते हैं। वे निम्नलिखित मुख्य मापदंडों द्वारा परिभाषित हैं।
परमाणु द्रव्यमान। चूंकि माइक्रोपार्टिकल्स का मुख्य स्थान प्रोटॉन और न्यूट्रॉन द्वारा कब्जा कर लिया जाता है, इसलिए उनका योग संख्या निर्धारित करता है, जो परमाणु द्रव्यमान इकाइयों (एमयू) में व्यक्त किया जाता है फॉर्मूला: ए=जेड + एन।
परमाणु त्रिज्या। त्रिज्या मेंडेलीव प्रणाली में तत्व के स्थान पर निर्भर करती है, रासायनिकबांड, पड़ोसी परमाणुओं की संख्या और क्वांटम यांत्रिक क्रिया। क्रोड की त्रिज्या स्वयं तत्व की त्रिज्या से एक लाख गुना छोटी होती है। एक परमाणु की संरचना इलेक्ट्रॉनों को खो सकती है और एक सकारात्मक आयन बन सकती है, या इलेक्ट्रॉनों को जोड़ सकती है और एक नकारात्मक आयन बन सकती है।
मेंडलीफ की आवर्त प्रणाली में कोई भी रासायनिक तत्व अपना नियत स्थान लेता है। तालिका में, ऊपर से नीचे जाने पर परमाणु का आकार बढ़ता है और बाएं से दाएं जाने पर घटता है। इसमें से सबसे छोटा तत्व हीलियम और सबसे बड़ा सीज़ियम है।
वैलेंसी। किसी परमाणु के बाहरी इलेक्ट्रॉन कोश को संयोजकता कोश कहा जाता है और उसमें मौजूद इलेक्ट्रॉनों को संगत नाम - संयोजकता इलेक्ट्रॉन प्राप्त होता है। उनकी संख्या निर्धारित करती है कि रासायनिक बंधन के माध्यम से एक परमाणु दूसरों से कैसे जुड़ा है। अंतिम माइक्रोपार्टिकल बनाने की विधि द्वारा, वे अपने बाहरी संयोजकता कोशों को भरने का प्रयास करते हैं।
गुरुत्वाकर्षण, आकर्षण वह बल है जो ग्रहों को कक्षा में रखता है, इससे हाथों से निकली हुई वस्तुएँ फर्श पर गिरती हैं। एक व्यक्ति गुरुत्वाकर्षण को अधिक नोटिस करता है, लेकिन विद्युत चुम्बकीय क्रिया कई गुना अधिक शक्तिशाली होती है। एक परमाणु में आवेशित कणों को आकर्षित (या प्रतिकर्षित) करने वाला बल उसमें गुरुत्वाकर्षण से 1,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000 गुना अधिक शक्तिशाली होता है। लेकिन नाभिक के केंद्र में और भी अधिक शक्तिशाली बल होता है जो प्रोटॉन और न्यूट्रॉन को एक साथ रख सकता है।
नाभिक में अभिक्रियाओं से ऊर्जा उत्पन्न होती है जैसे परमाणु रिएक्टरों में जहां परमाणु विभाजित होते हैं। तत्व जितना भारी होगा, उसके परमाणु उतने ही अधिक कणों से निर्मित होंगे। यदि हम किसी तत्व में प्रोटॉन और न्यूट्रॉन की कुल संख्या को जोड़ दें, तो हमें यह पता चलता हैद्रव्यमान। उदाहरण के लिए, प्रकृति में पाए जाने वाले सबसे भारी तत्व यूरेनियम का परमाणु द्रव्यमान 235 या 238 है।
परमाणु को स्तरों में विभाजित करना
परमाणु का ऊर्जा स्तर नाभिक के चारों ओर उस स्थान के आकार का होता है, जहां इलेक्ट्रॉन गति में होता है। आवर्त सारणी में आवर्तों की संख्या के अनुरूप कुल 7 कक्षक हैं। नाभिक से इलेक्ट्रॉन का स्थान जितना अधिक दूर होता है, उसके पास ऊर्जा का उतना ही महत्वपूर्ण भंडार होता है। आवर्त संख्या इसके नाभिक के चारों ओर परमाणु कक्षकों की संख्या को दर्शाती है। उदाहरण के लिए, पोटेशियम चौथी अवधि का एक तत्व है, जिसका अर्थ है कि इसमें परमाणु के 4 ऊर्जा स्तर हैं। एक रासायनिक तत्व की संख्या उसके आवेश और नाभिक के चारों ओर इलेक्ट्रॉनों की संख्या से मेल खाती है।
परमाणु ऊर्जा का स्रोत है
शायद सबसे प्रसिद्ध वैज्ञानिक सूत्र की खोज जर्मन भौतिक विज्ञानी आइंस्टीन ने की थी। वह दावा करती है कि द्रव्यमान और कुछ नहीं बल्कि ऊर्जा का एक रूप है। इस सिद्धांत के आधार पर, पदार्थ को ऊर्जा में बदलना और सूत्र द्वारा गणना करना संभव है कि इसमें से कितना प्राप्त किया जा सकता है। इस परिवर्तन का पहला व्यावहारिक परिणाम परमाणु बम था, जिसका परीक्षण पहले लॉस एलामोस रेगिस्तान (यूएसए) में किया गया था, और फिर जापानी शहरों में विस्फोट हो गया। और यद्यपि केवल सातवां विस्फोटक ऊर्जा में बदल गया, परमाणु बम की विनाशकारी शक्ति भयानक थी।
कोर को अपनी ऊर्जा छोड़ने के लिए, इसे ढहना ही होगा। इसे विभाजित करने के लिए, बाहर से न्यूट्रॉन के साथ कार्य करना आवश्यक है। फिर नाभिक दो अन्य, हल्के नाभिकों में टूट जाता है, जबकि ऊर्जा की एक बड़ी रिहाई प्रदान करता है। क्षय से अन्य न्यूट्रॉन निकलते हैं,और वे अन्य नाभिकों को विभाजित करना जारी रखते हैं। प्रक्रिया एक श्रृंखला प्रतिक्रिया में बदल जाती है, जिसके परिणामस्वरूप भारी मात्रा में ऊर्जा प्राप्त होती है।
हमारे समय में परमाणु प्रतिक्रिया का उपयोग करने के पक्ष और विपक्ष
विनाशकारी शक्ति, जो पदार्थ के परिवर्तन के दौरान निकलती है, मानवता परमाणु ऊर्जा संयंत्रों पर काबू पाने की कोशिश कर रही है। यहां, परमाणु प्रतिक्रिया विस्फोट के रूप में नहीं होती है, बल्कि धीरे-धीरे गर्मी की रिहाई के रूप में होती है।
परमाणु ऊर्जा के उत्पादन के अपने फायदे और नुकसान हैं। वैज्ञानिकों के अनुसार, हमारी सभ्यता को उच्च स्तर पर बनाए रखने के लिए ऊर्जा के इस विशाल स्रोत का उपयोग करना आवश्यक है। लेकिन यह भी ध्यान में रखा जाना चाहिए कि सबसे आधुनिक विकास भी परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की पूर्ण सुरक्षा की गारंटी नहीं दे सकते हैं। इसके अलावा, ऊर्जा उत्पादन के दौरान उत्पन्न रेडियोधर्मी अपशिष्ट, यदि अनुचित तरीके से संग्रहीत किया जाता है, तो यह हमारे वंशजों को हजारों वर्षों तक प्रभावित कर सकता है।
चेरनोबिल परमाणु ऊर्जा संयंत्र में दुर्घटना के बाद, अधिक से अधिक लोग परमाणु ऊर्जा के उत्पादन को मानवता के लिए बहुत खतरनाक मानते हैं। इस तरह का एकमात्र सुरक्षित बिजली संयंत्र सूर्य अपनी विशाल परमाणु ऊर्जा के साथ है। वैज्ञानिक सौर कोशिकाओं के सभी प्रकार के मॉडल विकसित कर रहे हैं, और शायद निकट भविष्य में, मानवता स्वयं को सुरक्षित परमाणु ऊर्जा प्रदान करने में सक्षम होगी।
