Shuni ta’kidlash joizki, neytronning mavjudligi 1932-yilgacha kashf etilmagan. O‘sha davrdagi atom haqidagi umumiy tasavvur protonlar va elektronlardan iborat edi. Rezerfordning alfa-sochilish tajribalari orqali shuni aniqlashdiki, ko‘pchilik atomlar uchun elementning atom massa soni A atom raqami Z dan taxminan ikki baravardan biroz kattaroq bo‘ladi va, aslida, atomning deyarli butun massasi atom markazidagi juda kichik hududda jamlangan. 180 darajaga burilib qaytgan alfa-zarralar buning yaqqol isboti bo‘lib xizmat qiladi.
1930-yilgacha zich yadro ichida protonlar bilan birga bir nechta elektron ham mavjud bo‘lishi mumkin, deb hisoblangan. Biroq bunday tizimni ushlab turish uchun kerak bo‘ladigan ulkan energiya miqdori atom energiyasidan ancha yuqori edi. Agar vodorod atomining o‘lchami 0,2 nanometr deb olinsa, elektronni “cheklab turish” (konfinment) energiyasi 38 eV ga teng bo‘lib, bu atom elektronlari uchun to‘g‘ri tartibdagi qiymatdir. Ammo elektron protonlar bilan birga yadro ichida mavjud bo‘lsa, elektron konfinment energiyasi taxminan 250 MeV bo‘ladi! Bu 38 eV dan bir necha daraja (tartib) kattaroq qiymat.
Neytronni kim kashf etgan?
Neytron zarrasini Jeyms Chedvik (James Chadwick) kashf etgan. Muhim burilish shundan iborat bo‘ldiki, radioaktiv manbadan olingan alfa-zarralar bilan berilliy (Beryllium)ni bombardimon qilish natijasida o‘tib ketuvchi (kirib boruvchi), ammo ionlashtirmaydigan nurlanish hosil bo‘lishi ko‘rsatildi. Bunday neytral nurlanish olimlarni hayratda qoldirdi, chunki o‘sha paytda ma’lum bo‘lgan yagona neytral nurlanish — fotonlar edi. Agar bu foton bo‘lganida, neytral nurlanish berilliy atomidan amalda kuzatilayotganidan ancha katta energiya bilan chiqishi kerak edi.
Neytron nima?
Bu jumboqqa javobni Jeyms Chedvik berdi: u dadil tarzda bu neytral bo‘lgan yangi turdagi fundamental zarra ekanini aytdi va ularni neytronlar deb atadi. Energiya saqlanish qonuni va impuls (momentum) saqlanishidan foydalanib, u yangi zarraning massasini ancha yuqori aniqlikda keltirib chiqara oldi. U neytron massasi proton massasiga juda yaqin ekanini topdi.
MN = 1.00866 u = 1.6749 X 10-27 kg
Shu tariqa yadroda yana bir “aholi” paydo bo‘ldi va proton–neytron juftligi nuklon (nucleon) deb ataladigan bo‘ldi. Neytronning kashf etilishi atom massasi va atom raqamini, shuningdek radioaktivlik asos bo‘ladigan izotoplarni yaxshiroq tushunishga olib keldi!
- Z – Atom raqami = protonlar / elektronlar soni
- N – Neytronlar soni = neytronlar soni
- A – Atom massa soni = Z + N = protonlar va neytronlar umumiy soni
Endi davriy jadvaldagi elementlar uchun yangi yozilish (ifodalash) ko‘rinishi paydo bo‘ldi;
Masalan, uran atomi yadrosi 23592 U tarzida yoziladi. Bu Uran-235 ning bitta atomida 235 ta nuklon borligini bildiradi; ulardan 92 tasi proton, qolgan 143 tasi esa neytron.
Izotoplar nima?
Izotoplar — ma’lum bir elementning neytronlar soni turlicha bo‘lgan variantlaridir. Masalan, uranning ikki izotopi: 23592 U va 23992 U. Bu yerda ko‘rib turibsiz: ikkala izotopda ham protonlar soni bir xil, ammo ularda mos ravishda 143 va 147 ta neytron mavjud. Qo‘shimcha neytronning mavjudligi aynan o‘sha atomning xatti-harakatini (xossalarini) sezilarli darajada o‘zgartiradi. Izotoplarning ikki turi bor: barqaror va radioaktiv. Barqaror izotoplar o‘z erkin holatida o‘z-o‘zidan parchalanmasdan mavjud bo‘la oladi. Radioaktiv izotoplar esa o‘ta beqaror bo‘lib, o‘zini “ushlab turish”ga qodir emas; ular alfa, beta va gamma nurlar kabi zarralar chiqishi bilan o‘z-o‘zidan parchalanib, ikkita yengilroq “qiz” (daughter) elementga aylanadi.
Izobarlar nima?
Izobarlar — nuklonlar soni (protonlar va neytronlar yig‘indisi) bir xil bo‘lgan elementlardir. Massa soni 40 bo‘lgan elementlar qatori bunga yaxshi misol bo‘la oladi: 4016S, 4017Cl, 4018Ar, 4019K va 4020Ca. Yuqorida sanab o‘tilgan elementlarning barchasi yadrosida zarralar soni bir xil, ammo protonlar va neytronlar soni turlicha bo‘ladi.
Izotonlar nima?
Izotonlar — neytronlar soni bir xil, protonlar soni esa turlicha bo‘lgan atomlardir. Masalan, 3616S, 3717Cl, 3818Ar, 3919K va 4020Ca — barchasi 20 ning izotonlaridir, chunki ularning hammasida 20 ta neytron bor.
Yadro energiyasi va radioaktivlik yadro ichidagi portlovchi quvvatdan foydalanish uchun og‘ir elementlarning beqaror izotoplariga tayanadi. Bitta fundamental zarraning kashf etilishi insoniyat uchun shunchalik ajoyib imkoniyatlar eshigini ochib berdi!
Tez-tez so‘raladigan savollar – FAQ
Q1
Neytron nima?
Neytron — elektr zaryadi bo‘lmagan zarra bo‘lib, uning massasi taxminan vodorod atomi massasiga teng. Asosan, u (oddiy vodoroddan tashqari) atom yadrosida mavjud bo‘ladigan subatom zarrachadir.
Q2
Neytronni kim kashf etgan?
Jeyms Chedvik neytronni kashf etgan.
Muhim burilish shundan iborat ediki, radioaktiv manbadan olingan alfa-zarralar bilan berilliyga zarba berilganda o‘tib ketuvchi, ammo ionlashtirmaydigan nurlanish hosil bo‘lishi ko‘rsatildi.
Bu jumboqqa javobni Jeyms Chedvik berdi. U bu neytral bo‘lgan yangi turdagi fundamental zarra ekanini aytib, ularni “Neytronlar” deb atadi.
Q3
Izotop nima?
Izotop — muayyan elementning neytronlar soni boshqacha bo‘lgan variantidir. Qo‘shimcha neytronning mavjudligi o‘sha atomning xatti-harakatini (xossalarini) sezilarli darajada o‘zgartiradi.
Q4
Izotoplarning ikki turi qaysilar?
Izotoplarning ikki turi bor: barqaror va radioaktiv. Barqaror izotoplar o‘z erkin holatida o‘z-o‘zidan parchalanmasdan mavjud bo‘la oladi. Radioaktiv izotoplar esa o‘zini ushlab turishga juda beqaror.
Q5
Izobar nima?
Izobarlar — nuklonlar soni (protonlar va neytronlar yig‘indisi) bir xil bo‘lgan elementlardir. Biroq ularda protonlar va neytronlar soni turlicha bo‘lishi mumkin.
