Kiini cha atomu : Tofauti kati ya masahihisho

Content deleted Content added
No edit summary
Mstari 1:
[[Picha:Atomiatomi lithi.jpg|thumbnail|Muundo wa atomiatomu kwa mfano wa lithi: Mzingo wa Elektroni na Kiini cha atomiatomu katika kitovu chake. Kiini kinafanywa na nyutroni (bila chaji) na protoni (chaji chanya).]]
'''Kiini cha atomiatomu''' (pia '''nyukliasi ya atomu'''; kwa [[Kiingereza]] ''atomicatomuc nucleus'') ni sehemu ya ndani ya [[atomiatomu]] inayozungukwa na [[mzingo elektroni]].
 
AtomiAtomu ni chembe ndogondogo kabisa zinazounda na kutofautisha [[elementi]] mbalimbali kama vile [[oksijeni]], [[chuma]] au [[kaboni]]. Kila kitu kama ni gimba [[maadamango]], imeundwa[[gesi]] au [[kiowevu]] kinaundwa na chembechembe ndogo. Kama kitu ni cha elementi moja kuna atomu za aina moja zinazojulikanatu kamandani yake. Vitu vingi vinaundwa na muungano wa elementi tofauti kwa mfano [[maji]] kwa oksijeni na [[hidrojeni]]. Hapo atomu tofauti zinaunganishwa kuwa [[molekyuli]]. Hizi molekyuli huwa ni muungano wa [[elementi]] za aina moja au aina tofauti ("[[kampaundi]]": kutoka Kiingereza "compounds"). Chembe ndogo ya kila elementi huitwa [[atomu]]. Kila elementi ina atomu za aina yake kulingana na asili yake. Ndani ya kila atomu kuna chembechembe za aina tofauti, mojawapo ikiwa [[kiini]] chake.
 
Ndani ya kila atomu kuna tena chembechembe ndogo zaidi za aina tofauti, zinatajwa kama [[nyutroni]], [[protoni]] na [[elektroni]]. Muundo wa atomu ni kiini cha atomu ambako sehemu kubwa ya masi yake inapatikana kikizungukwa na elektroni zinazotembea kwa njia zao nje ya kiini.
[[Kiini]] kinaundwa na [[protoni]] na [[nyutroni]]<ref>isipokuwa katika atomi ya [[hidrojeni]] ambayo ni atomi ndogo kabisa, ina protoni 1 pekee katika kiini</ref> na hizi kwa pamoja huitwa "nyukleoni" <ref>kutoka [[lat.]] nucleus = kiini, yaani chembe za kiini</ref>.
 
[[Kiini]] kinaundwa na [[protoni]] na [[nyutroni]]<ref>isipokuwa katika atomiatomu ya [[hidrojeni]] ambayo ni atomiatomu ndogo kabisa, ina protoni 1 pekee katika kiini</ref> na hizi kwa pamoja huitwa "nyukleoni" <ref>kutoka [[lat.]] nucleus = kiini, yaani chembe za kiini</ref>.
Kiini chenyewe kina [[masi]] karibu yote ya atomi ndani yake (mnamo 99.9%, [[elektroni]] kwenye mzingo huwa na masi ndogo mno).
 
Kiini chenyewe kina [[masi]] karibu yote ya atomiatomu ndani yake (mnamo 99.9%, [[elektroni]] kwenye mzingo huwa na masi ndogo mno).
 
[[Kipenyo]] cha kiini kipo kati ya [[femtomita]] 1.75 kwa [[hidrojeni]] (sawa na kipenyo cha nyutroni moja)<ref name=Nature>
Line 15 ⟶ 17:
|journal=Nature
|doi=10.1038/news.2010.337
}}</ref> hadi fentomita 15 kwa atomiatomu nzito kama vile [[urani]]. Atomiatomu yenyewe, yaani kiini pamoja na mizingo elektroni, ni kubwa zaidi mara 23,000 (urani) hadi 145,000 (hidrojeni).
 
==Ugunduzi==
Ugunduzi wa [[nadharia ya atomu]] na wa kuwa ndani yake kuna [[elektroni]] ulileta maswali mengi ambayo awali hayakupatiwa majibu. Atomu ilijulikana [[kiumeme]] kuwa haikuwa na [[chaji]] ya aina yoyote, lakini chembe cha [[elektroni]] zilizomo ndani ya atomu zilijulikana kuwa na [[chaji hasi]] za [[umeme]]. Hivyo lazima ndani ya atomu (ambayo haina chaji) kutakuwa na chaji aina nyingine (ambayo ni lazima iwe [[chaji chanya]]) ambayo inaletwa uwiano sawa wa kuifanya atomu kwa jumla kutokuwa na chaji. Fumbo gumu zaidi lilikuwa ni kwa namna gani hizo aina mbili za chaji zinaweza kuwa zimejipanga ndani ya atomu.
[[Picha:Atomicatomuc structure.gif |thumb|350px|right|Muundo wa atomiatomu]]
 
=== Muundo wa J. J. Thomson ===
Mawazo ya kwanza kabisa kuhusu muundo wa atomu yalitoka kwa [[J.J. Thomson]]. [[Mwanasayansi]] huyu alipendekeza kuwa atomu ni kama [[mpira]] ambao katika kuta zake una chaji chanya zenye ukubwa sawa na zile za hasi ambazo zinaelea ndani ya mpira. Hii ina maana kama utaweza kufikiria kuweza kuingiza [[mkono]] katika atomu na kama una bahati unaweza kutoa elektroni ndani ya atomu.
Line 25 ⟶ 28:
Muundo huu uliweza kuelezea kwa nini atomu hazina chaji, lakini ulishindwa kujibu maswali mengi yaliyotokana na [[nadharia]] nyingine nyingi ambazo zilikuwa zimethibitishwa, hasa zile za [[umeme]] na [[usumaku]].
 
=== Namna kiini (nyukliasi) ilivyogunduliwa ===
Muundo wa atomu wa J. J. Thomson haukuwa na nyukliasi. Mwaka [[1909]] [[H. Geiger]] na [[E. Marsden]] walichapisha matokeo ya mlolongo wa majaribio waliyofanya katika [[chuo kikuu cha Manchester]] chini ya uongozi wa [[Ernest Rutherford]]. Rutherford alikuwa na mvuto mkubwa juu ya [[sayansi]] ya [[mionzi ya radioaktiviti]] ambayo ilianzishwa na [[Becquerel]] na [[Curies]].
 
Line 34 ⟶ 37:
Kutokana na matokeo iliochenya kuwa ni sehemu ndogo sana ya chembe alfa ndizo zilizobadilishwa njia kwa nyuzi nyingi. Lakini la msingi hapa si uchache wake, bali ni nini kilisababisha hii [[tabia]] isiyotarajiwa.
 
Kuwepo kwa kiini ndani ya atomiatomu kulitambuliwa mwaka [[1911]] na [[Ernest Rutherford]] aliyefanya majaribio ya kufyatulia [[mnururisho wa alfa]] dhidi ya bati nyembamba ya [[dhahabu]]. Yeye alionyesha kuwa atomu zenye chaji chanya zilizotawanya katika kuta zake kama vile alivyofikiri J. J.Thompson zisingeweza kubadili njia kwa nyuzi ndogo. Mabadiliko makubwa ya uelekeo ya chembe chanya yangeweza kutokea kama kungekuwa na mkusanyiko mdogo ndani ya atomu. Rutherford alionyesha kwa kutumia [[dhahabu]] kuwa ndani ya atomu kulikuwa na mkusanyiko wa chaji uliosababisha yote hayo. Alisema ungekuwa ndani ya tufe au mpira wenye [[nusu kipenyo]] kisichozidi [[mita]] 3.2 × 10<sup>-14</sup>. Kwa atomu nyingine zilizokuwa nyepesi zaidi ya dhahabu, nusu kipenyo ilipungua hadi kufikia mita 3 × 10<sup>-15</sup>.
 
Wakati huo, nusu kipenyo cha atomu kilikuwa kimekadiriwa kwenye mita 2 × 10<sup>-10</sup>, hivyo haikuchukua muda kuona kuwa chaji chanya ndani ya atomu zitakuwa ndani ya tufe ambalo nusu kipenyo chake ni kama mara 10000 hadi 100000 ya nusu kipenyo cha atomu yote.
Line 53 ⟶ 56:
 
=== Namba ya atomu ===
Uthibitisho kuwa chaji chanya katika kiini zilikuwa chembe za msingi na muhimu ulitolewa na [[H. G. J. Moseley]]. Katika majaribio yake ya mwaka [[1913]] katika [[chuo kikuu cha Manchester]], Moselay aligongesha elementi kadhaa na [[mionzi ya cathode]] (elektroni). [[Nishati]] iliyotolewa na mionzi ilisababisha elementi kutoa [[mionzi X]]. Moselay alichunguza uhusiano kati ya [[mizunguko]] (frequency) ya mionzi X na asili ya elementi iliyokuwa inaitoa. Kwa njia hiyo Moselay aliweza kuonyesha kuwa [[namba ya atomiatomu]], ambayo ilikuwa inafahamika kama idadi ya protoni katika nyukliasi, ilipelekea mpangilio wa elementi katika [[Jedwali la Elementi]] ([[Mfumo radidia]]).
 
=== Ugunduzi wa neutroni ===
Line 63 ⟶ 66:
Msingi wa ugunduzi wa Chadwick ulikuwa kama ifuatavyo. Aliweka [[chanzo]] cha chembe za alpha kwenye upande mmoja wa foili ya [[beryllium]]. Upande mwingine wa beryllium kulikuwa na [[kinasa chembe]] (detector) cha alpha ambacho kiligundua uwepo wa ayoni. Katika mpangilio huu, ayoni hazikuweza kugundulika katika kinasa chembe. Kisha [[mche]] wa [[paraffin]] uliwekwa katikati ya beryllium na kinasa chembe, hali iliyopelekea kinasa chembe kugundua uwepo wake. Hivyo lazima kutakuwa na chembechembe zilizotoka katika beryllium na kusababisha [[pambano]] ambalo lilipelekea ayoni kugundulika katika kinasa chembe za ayoni. Hizi chembechembe zilikuja kugundulika kuwa ni neutroni.
 
Baada ya kugundua uwepo wa nyutroni, [[Dmitri Ivanenko]] alitunga maelezo ya kiini cha atomiatomu kuwa nyutroni na protoni.<ref>{{cite journal|author=Iwanenko, D.D.|title= The neutron hypothesis|journal= Nature |volume=129|issue= 3265|pages= 798|doi=10.1038/129798d0|year= 1932|bibcode = 1932Natur.129..798I }}</ref><ref>{{cite journal |last=Heisenberg |first=W. |title=Über den Bau der Atomkerne. I |journal=[[Z. Phys.]] |volume=77 |pages=1–11 |year=1932 |doi=10.1007/BF01342433 |bibcode = 1932ZPhy...77....1H }}</ref><ref>{{cite journal |last=Heisenberg |first=W. |title=Über den Bau der Atomkerne. II |journal=Z. Phys. |volume=78 |pages=156–164 |year=1932 |doi=10.1007/BF01337585 |issue=3–4 |bibcode = 1932ZPhy...78..156H }}</ref><ref>{{cite journal |last=Heisenberg |first=W. |title=Über den Bau der Atomkerne. III |journal=Z. Phys. |volume=80 |pages=587–596 |year=1933 |doi=10.1007/BF01335696 |issue=9–10 |bibcode = 1933ZPhy...80..587H }}</ref><ref>Miller A. I. ''Early Quantum Electrodynamics: A Sourcebook'', Cambridge University Press, Cambridge, 1995, ISBN 0521568919, pp. 84–88.</ref><ref>{{cite book |author1=Fernandez, Bernard |author2=Ripka, Georges |lastauthoramp=yes |title=Unravelling the Mystery of the Atomicatomuc Nucleus: A Sixty Year Journey 1896 — 1956 |chapter=Nuclear Theory After the Discovery of the Neutron |chapterurl=https://books.google.com/books?id=4PxRBakqFIUC&pg=PA263 |year=2012 |publisher=Springer |isbn=9781461441809 |page=263 }}</ref>
 
[[Idadi]] ya protoni katika kiini inafanya [[namba atomiaatomua]]. [[Namba]] ya nyukleoni (protoni na nyutroni kwa pamoja) hufanya namba ya masi. Masi ya atomiatomu thabiti zinazotokea kiasili ziko kati ya 1 ([[hidrojeni]]) na 238 ([[urani]]). Atomiatomu zenye masi kubwa zaidi hazitokei [[duniani]] kiasili maana si thabiti.
 
Ukubwa wa kiini cha atomiatomu ni takriban [[femtomita]] 1.6 (10-15 m) (hidrojeni) hadi femtomita 15 (urani).
 
Ilhali karibu masi yote imo ndani ya kiini, nafasi yake ni ndogo na sehemu kubwa ya nafasi ya atomiatomu huchukuliwa na mzingo elektroni.
 
Kwa hali ya kawaida atomiatomu haionyeshi [[chaji ya umeme]]. Ina chaji ndani yake kulingana na idadi ya protoni ambazo ni chanya na elektroni ambazo ni hasi. Katika hali ya kawaida idadi yake ni sawa, kwa hiyo chaji zinabatilishana. Lakini kama elektroni zinaondoka katika mzingo elektroni hali inabadilika na atomiatomu huonyesha chaji. Kiini cha atomiatomu peke yake daima kina chaji chanya maana hakina elektroni zilizomo katika mzingo.
 
=== Ulinganifu wa elektroni, protoni na neutroni ===
Line 100 ⟶ 103:
== Hitimisho ==
Ni muhimu kufahamu kuwa ingawa atomu imeundwa na chembechembe tofauti, yenyewe kwa jumla haina chaji ya aina yoyote. Hii ni kwa sababu atomu zina idadi sawa ya protoni (chaji chanya) na elektroni (chaji hasi). Idadi ya neutroni (haina chaji) katika nyukliasi ya atomu si lazima iwe sawa na idadi ya protoni au elektroni. Tofauti hiyo ya neutroni katika nyukliasi za atomu ya elementi moja hupeleka kuwa na [[isotopes]] za elementi.
Elektroni hutembea kuzunguka nyukliasi ya atomiatomu. Ikiwa atomiatomu ina chaji, hii ni kwa sababu imepata (na kuwa na chaji hasi) au imepoteza (na kuwa chaji chanya) elekroni; lakini si kwa sababu idadi yake ya protoni imebadilika.
 
== Angalia pia ==
Line 114 ⟶ 117:
 
== Viungo vya nje ==
* [http://www.syvum.com/cgi/online/serve.cgi/squizzes/chem/atomic1atomuc1.html Kemia : Atomu na Muundo wa Atomu]
* [http://www.slideshare.net/guest5c8bc1/history-of-atomicatomuc-structure Historia ya Muundo wa Atomu]
* [http://nobeliefs.com/atom.htm Historia ya Atomu]
 
{{mbegu-kemia}}
 
[[jamii:atomiatomu]]