Το φθινόπωρο του 1910, ο Ernst Rutherford, κυριευμένος από σκέψεις, προσπάθησε οδυνηρά να κατανοήσει την εσωτερική δομή του ατόμου. Τα πειράματά του σχετικά με τη διασπορά των σωματιδίων άλφα από διάφορες ουσίες απέδειξαν πειστικά ότι μέσα στο άτομο υπάρχει κάποιο ανεξερεύνητο μέχρι τώρα, τεράστιο σώμα. Το 1912, ο Ράδερφορντ θα τον αποκαλούσε ατομικό πυρήνα. Χιλιάδες ερωτήματα στροβιλίστηκαν στο κεφάλι του επιστήμονα. Τι φορτίο έχει αυτό το άγνωστο σώμα; Πόσα ηλεκτρόνια χρειάζονται για να του δοθεί βάρος;
Τον Μάιο του 1911, ο Ράδερφορντ δημοσιεύει ένα άρθρο για τη δομή του ατόμου, του οποίου προηγείται μια πολύ σημαντική προειδοποίηση ότι η σταθερότητα της ατομικής δομής πιθανώς εξαρτάται από τις λεπτές λεπτομέρειες της εσωτερικής δομής του ατόμου και την κίνηση των φορτισμένων σωματιδίων, τα οποία είναι το σημαντικό δομικό συστατικό του. Έτσι γεννήθηκε η ηλεκτρονική διαμόρφωση - το πυρηνικό-ηλεκτρονικό ατομικό μοντέλο. Αυτό το μοντέλο προοριζόταν να παίξει έναν ανεκτίμητο ρόλο στην πυρηνική φυσική.
ΗλεκτρονικόΗ διαμόρφωση είναι η σειρά με την οποία τα ηλεκτρόνια κατανέμονται σε ατομικές τροχιές. Χάρη στο περίεργο μυαλό και την επιμονή του Ernst Rutherford, ο οποίος κατάφερε να υπερασπιστεί την ιδέα του, η επιστήμη εμπλουτίστηκε με νέες γνώσεις, η αξία της οποίας δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί.
Η ηλεκτρονική διαμόρφωση του ατόμου έχει ως εξής. Στο κέντρο ολόκληρης της δομής βρίσκεται ο πυρήνας, ο οποίος αποτελείται από διαφορετικό αριθμό νετρονίων και πρωτονίων για κάθε ουσία. Τι προκαλεί το θετικό φορτίο του πυρήνα. Τα ηλεκτρόνια κινούνται γύρω του κατά μήκος των αντίστοιχων ομόκεντρων τροχιών - αρνητικά φορτισμένα στοιχειώδη σωματίδια. Αυτές οι ατομικές τροχιές ονομάζονται επίσης κελύφη. Η εξωτερική τροχιά ενός ατόμου ονομάζεται τροχιά σθένους. Και ο αριθμός των ηλεκτρονίων σε αυτό είναι σθένος.
Κάθε ηλεκτρονική διαμόρφωση των στοιχείων διαφέρει ως προς τον αριθμό των ηλεκτρονίων που περιέχει. Για παράδειγμα, ένα άτομο της απλούστερης ουσίας στο σύμπαν - το υδρογόνο - περιέχει μόνο ένα ηλεκτρόνιο, ένα άτομο οξυγόνου - οκτώ και η ηλεκτρονική διαμόρφωση του σιδήρου έχει είκοσι έξι ηλεκτρόνια.
Αλλά η καθοριστική τιμή στο ηλεκτρονικό μοντέλο του ατόμου δεν είναι καθόλου ο αριθμός των ηλεκτρονίων, αλλά αυτό που τα συγκρατεί και κάνει ολόκληρο το σύστημα να λειτουργεί σωστά - ο πυρήνας και η σύνθεσή του. Είναι ο πυρήνας που δίνει στην ουσία τις ατομικές της ιδιότητες και χαρακτηριστικά. Τα ηλεκτρόνια μερικές φορές φεύγουν από το ατομικό μοντέλο και στη συνέχεια το άτομο αποκτά θετικό φορτίο (λόγω του φορτίου του πυρήνα). Σε αυτή την περίπτωση, η ουσία δεν αλλάζει τις ιδιότητές της. Αλλά αν αλλάξετε τη σύνθεση του πυρήνα, τότε θα είναι μια εντελώς διαφορετική ουσία με διαφορετικές ιδιότητες. Δεν είναι εύκολο να γίνει αυτό, αλλά είναι ακόμα δυνατό.
Δεδομένου ότι η ηλεκτρονική διαμόρφωση είναι αδύνατη χωρίς το κύριο δομικό της στοιχείο - τον ατομικό πυρήνα, θα πρέπει να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή. Αυτό το κεντρικό στοιχείο του ατομικού μοντέλου είναι που διαμορφώνει τις επιμέρους ιδιότητες και χαρακτηριστικά κάθε χημικής ουσίας. Τα πρωτόνια, τα οποία, στην πραγματικότητα, δίνουν στον πυρήνα θετικό φορτίο, είναι 1840 φορές βαρύτερα από οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο. Αλλά η δύναμη του φορτίου ενός πρωτονίου είναι ίση με παρόμοια τιμή οποιουδήποτε ηλεκτρονίου. Σε κατάσταση ισορροπίας, ο αριθμός των πρωτονίων σε ένα άτομο είναι ίσος με τον αριθμό των ηλεκτρονίων. Σε αυτήν την περίπτωση, ο πυρήνας είναι φορέας μηδενικού φορτίου.
Ένα άλλο σημαντικό σωματίδιο του ατομικού πυρήνα ονομάζεται νετρόνιο. Ήταν αυτό το στοιχείο, που δεν έχει φορτίο, που έκανε δυνατή την πυρηνική αλυσιδωτή αντίδραση. Έτσι είναι απλά αδύνατο να υπερεκτιμηθεί η τιμή του νετρονίου.
