مهندسی کده

تصویر (MIRI)، لبه های بیرونی سحابی دانه های هیدروکربنی آبی ساطع کننده هستند. وب همچنین اولین تصویر از هر دو ستاره در مرکز سحابی حلقه جنوبی را ثبت کرد.

انتشار خبری ناسا به ارزش علمی منحصربفرد این نوع رصد دقیق و دقیق از یک سحابی در اطراف یک ستاره در حال مرگ، اما هنوز منقرض نشده اشاره می کند:

    از آنجایی که سحابی‌های سیاره‌ای برای ده‌ها هزار سال وجود دارند، مشاهده سحابی مانند تماشای یک فیلم با حرکت آهسته است. هر پوسته ای که ستاره بیرون می زند به محققان این توانایی را می دهد که گاز و غبار موجود در آن را دقیقا اندازه گیری کنند.

    ... این غبار در نهایت نواحی اطراف خود را غنی می کند و به چیزی که به عنوان محیط بین ستاره ای شناخته می شود گسترش می یابد. و از آنجایی که عمر آن بسیار طولانی است، غبار ممکن است در نهایت میلیاردها سال در فضا سفر کند و در یک ستاره یا سیاره جدید گنجانده شود. سفارش طراحی سایت طراحی سایت سایت

"صندلی کنار حلقه برای ادغام ها و تعاملات کهکشانی"

چهارمین تصویر منتشر شده مربوط به پنج کهکشان استفان است - خوشه ای متشکل از پنج کهکشان، که توسط گرانش به هم نزدیک شده اند.

دو کهکشان از پنج کهکشان به وضوح در حال ادغام هستند. این مهم است، زیرا کهکشان راه شیری ما در مسیر ادغام با مارپیچ بزرگ در آندرومدا، کهکشان بزرگ دیگر در گروه محلی ما، در حدود 4.5 میلیارد سال قرار دارد.

ناسا به اهمیت اطلاعات دقیق جدید در مورد فعل و انفعالات کهکشانی، با توضیحات ترانه اشاره کرد:

    «خوشه‌های درخشان میلیون‌ها ستاره جوان و نواحی ستاره‌باران تولد ستاره‌های تازه این تصویر را زیبا می‌کنند. به دلیل فعل و انفعالات گرانشی، دنباله‌های گسترده‌ای از گاز، غبار و ستارگان از چندین کهکشان بیرون کشیده می‌شوند. از همه مهم‌تر، وب امواج ضربه‌ای عظیم را هنگامی که یکی از کهکشان‌ها، NGC 7318B، از میان خوشه می‌کوبد، ثبت می‌کند.

تصاویر Quintet استفان همچنین فعالیت گاز هیدروژن و یون‌های آهن را در اطراف سیاه‌چاله‌ای فعال در مرکز یکی از پنج کهکشان نشان می‌دهد. این تصویربرداری نزدیکترین جزئیاتی را که تا به حال در مورد ریختن ماده و تشعشعات از یک سیاهچاله فعال مشاهده شده ارائه می دهد.
نمای دقیق بی سابقه ای از یک منطقه ستاره ساز به سرعت در حال تکامل

طراحان لوگو طراحی لوگو لوگو

تصویر پنجم، بالاترین وضوح تصویری است که تا کنون از سحابی کارینا گرفته شده است، ابری متراکم از گاز و غبار که به عنوان یک منطقه اصلی ستاره‌ساز عمل می‌کند. در بیانیه مطبوعاتی ناسا این سحابی به عنوان "منظره درخشان تولد ستاره" توصیف شده است.

تیم وب توضیح می دهد:

    «به اصطلاح کوهها.
یک ناحیه غاردار از سحابی توسط تابش شدید فرابنفش و بادهای ستاره ای ناشی از ستارگان بسیار عظیم، داغ و جوان واقع در بالای ناحیه نشان داده شده در این تصویر، حک شده است. تابش تاول‌زا و فرابنفش این ستارگان، دیواره سحابی را با فرسایش آهسته آن می‌سازد. ستون های دراماتیک بالای دیوار درخشان گاز بالا می روند و در برابر این تابش مقاومت می کنند. "بخار" که به نظر می رسد از "کوه های" آسمانی بالا می آید، در واقع گاز داغ، یونیزه و غبار داغ است که به دلیل تشعشعات بی امان از سحابی دور می شود.

این نوع مطالعه صمیمی از یک ابر گازی داغ و متراکم که در آن ستاره‌ها متولد می‌شوند، به دانشمندان کمک می‌کند تا درک بهتری از چگونگی ترکیب خورشید و منظومه شمسی ما و چگونگی ظهور و تکامل کهکشان‌ها داشته باشند.
اکنون، دانشمندان به آغاز زمان نگاه خواهند کرد و منظومه شمسی خودمان را بررسی خواهند کرد

اکنون 286 تیم از دانشمندان از سراسر جهان از طریق تلسکوپ وب در اولین سال بهره برداری آن کار خواهند کرد. مجله ساینس گزارش می دهد:

    آنها تلسکوپ را با طیف وسیعی از کاوش‌ها محول خواهند کرد: جست‌وجوی اقیانوس‌های پوشیده از یخ در 27 قمر اورانوس، جستجوی سیاه‌چاله‌های با اندازه متوسط ​​گریزان، و حل اندازه‌گیری‌های متناقض نرخ انبساط کیهان. اما به طور کلی، آنها از وب برای دنبال کردن دو موضوع مهم، در افراط‌های متضاد زمان و فاصله استفاده خواهند کرد: جهان اولیه و سیستم‌های سیاره‌ای نزدیک.

Earendel ("ستاره صبح" در انگلیسی باستان) دورترین ستاره ای است که تاکنون مشاهده شده است. نور جذب شده توسط هابل 12.9 میلیارد سال پیش از ستاره خارج شد. از آنجایی که هم کهکشان راه شیری ما و هم کهکشان طلوع خورشید آن در حال حرکت هستند، اکنون تخمین زده می‌شود که در «فاصله هم‌حرکت» ۲۸ میلیارد سال نوری باشد. اعتبار تصویر: NASA، ESA، BRIAN WELCH (JHU)، DAN COE (STSCI)، ALYSSA PAGAN (STSCI).

همچنین گزارش شده است که از تلسکوپ وب برای مشاهده دقیق تر Earendel، ستاره ای در کهکشان طلوع خورشید استفاده خواهد شد. هنگامی که کهکشان میزبان از طریق اثر عدسی گرانشی دیده شد، توسط تلسکوپ فضایی هابل کشف شد. Earendel دورترین ستاره ای است که تاکنون مشاهده شده است:

    ستاره تازه کشف شده به قدری دور است که نور آن 12.9 میلیارد سال طول کشیده تا به زمین برسد و مانند زمانی که جهان تنها 7 درصد از سن کنونی خود بود، در انتقال به سرخ 6.2 برای ما ظاهر شد. کوچک‌ترین اجرامی که قبلاً در چنین فاصله‌ای دیده شده‌اند، خوشه‌های ستاره‌ای هستند که در داخل کهکشان‌های اولیه جاسازی شده‌اند.»

بیل نلسون، مدیر ناسا، کلمات کارل سیگان را برای برجسته کردن نشانه انتخاب کرد

حکایت تصاویر ایجاد شده توسط تلسکوپ فضایی وب:

     "در جایی، چیزی باور نکردنی منتظر این است تا شناخته شود."

این سرمایه گذاری در علم منجر به اکتشافات جدیدی می شود که نه تنها در مورد جهان دور یا اولیه به ما می گویند، بلکه جزئیات و دقت را به درک ما از فیزیک پایه، شیمی و شرایطی که برای حفظ حیات لازم است اضافه می کنند. ما باید به یاد داشته باشیم که علم سختگیرانه و مشارکتی می تواند مشکلات بزرگ را حل کند، و ما باید تصمیمات هوشمندانه تری را اینجا روی زمین بگیریم، مطابق با این درک.

وب به ما یادآوری می کند: علم تعاون می تواند مشکلات بزرگ را حل کند

هر سرمایه گذاری موفق در فضا یک دستاورد فنی بسیار چشمگیر است که به سختی به دست آمده است، اما تلسکوپ فضایی جیمز وب و رصد موفقیت آمیز آن از اعماق کیهان دستاوردی است که شبیه هیچ دستاورد دیگری نیست. طراحی لوگو با بهترین طراحان لوگو

این تلسکوپ بزرگترین تلسکوپی است که تاکنون به فضا فرستاده شده است. آینه اولیه غول پیکر آن 21.7 فوت قطر دارد و مساحت آن 270 فوت مربع است. این آینه از 18 بخش شش ضلعی ساخته شده از بریلیم ساخته شده است که با یک لایه نازک طلا پوشانده شده است و برای دستیابی به حداکثر دقت و انعکاس جلا داده شده است. این در دمای -390 درجه فارنهایت کار می کند و توسط یک آفتابگیر به اندازه یک زمین تنیس محافظت می شود.

طراحی دقیق و تنظیم دقیق 18 بخش شش ضلعی، دستگاه، آینه ثانویه، و چهار ابزار رصدی، یک دستاورد فنی باورنکردنی را به همراه دارد. چیزی که تلسکوپ وب را به پیشتازترین چالش فنی که تا به حال انجام داده است تبدیل می کند این است که همه این تلسکوپ ها باید از طریق جو زمین منفجر می شد، سپس به ظرافت - و به طور کامل - در فضا آشکار می شد، در حالی که به نقطه لاگرانژ 2 (L2) می رفت. ، 1 میلیون مایل از خانه.

تیمی متشکل از 20000 نفر در سراسر جهان به مدت 20 سال برای امکان پذیر ساختن این دستگاه و ماموریت تحول آفرین آن تلاش کردند. آنچه آنها اکنون ساخته اند، عصر جدیدی از کاوش های علمی را می گشاید و احتمالاً موج بی سابقه ای از اکتشافات در مورد فیزیک اولیه و در حال انجام همه چیز را ایجاد خواهد کرد.

در حین انتشار اولین تصاویر علمی، از میشل تالر، ستاره شناس ناسا شنیدیم:

    برای همه روی زمین، این تلسکوپ شماست. انجام پروژه انجام پروژه متلب متلب

عصر جدیدی از اکتشافات علمی

دیروز، با انتشار اولین تصاویر علمی از تلسکوپ فضایی جیمز وب (JWST)، از ما خواسته شد تا کیهان را دوباره تصور کنیم. این دستگاه شگفت‌انگیز قبلاً برخی از کهکشان‌های اولیه را که در اوایل تکامل کیهان شکل گرفته‌اند، نشان داده است. اولین تصویر علمی تمام رنگی از تلسکوپ وب، اولین میدان عمیق وب است که از اعماق و اولیه کیهان بسیار سریعتر و با جزئیات بسیار بیشتر از هر تصویر میدان عمیق گرفته شده با بهترین ابزار علمی نجومی قبلی ما تصویربرداری کرد.

در زیر، تصاویر کامل Webb را در عرض تمام صفحه به اشتراک می گذاریم تا بتوانید در آن غواصی کنید و آنها را با جزئیات کاوش کنید.
اولین تصویر میدان عمیق وب، جزئیات بسیار واضح و خیره کننده ای را در مورد اجرام دورتر از آنچه تا کنون مشاهده کرده ایم نشان می دهد که در حال حاضر سرنخ هایی برای بازنگری و جزئیات درک ما از جهان اولیه وجود دارد.

این تصویر با گردآوری تصاویر مادون قرمز، که در یک دوره 12.5 ساعته گرفته شده است، به صورت موزاییک ساخته شده است. این عمیق ترین نمای جهان ما را نشان می دهد که بشر تاکنون دیده است. این شامل هزاران کهکشان است، و فقط یک تکه کوچک از آسمان را می پوشاند، معادل دانه ای شن که توسط فردی که روی زمین ایستاده است، در طول بازو نگه داشته می شود.

گرانش یک خوشه کهکشانی بزرگ در پیش‌زمینه، یک اثر "عدسی" ایجاد می‌کند و به ما امکان می‌دهد اجرام بسیار دورتری را ببینیم که در غیر این صورت خیلی کوچک و کم‌نور برای گرفتن عکس هستند. این تصویر به قدری دقیق است که می توان خوشه های ستاره ای متمایز را در داخل برخی از کهکشان ها مشاهده کرد.

«میخ‌های پراش» متمایز وب (دو مجموعه از الگوهای ستاره‌ای 6 پر روی هم قرار گرفته‌اند) اطلاعات مهمی در مورد روشنایی اجسام در پیش‌زمینه ارائه می‌دهند. در نمای میدان عمیق بالا، کهکشان‌های بسیار دورتر با جزئیات خیره‌کننده دیده می‌شوند، در حالی که ستارگان درخشان در کهکشان خودمان، در پیش‌زمینه، سنبله‌های پراش را ایجاد می‌کنند که توسط لبه‌های سخت خود تلسکوپ ایجاد می‌شوند.

تلسکوپ وب همچنین اطلاعات طیفی را از دورترین کهکشان‌هایی که تا به حال مشاهده شده است، به دست آورد، که اکنون به دانشمندان اجازه می‌دهد تا شیمی جهان اولیه را به روش‌هایی که قبلاً ممکن نبود، درک کنند. تفاوت‌های کلیدی بین شیمی ستاره‌ها و کهکشان‌ها در کیهان اولیه و پدیده‌های جدیدتری که تاکنون مشاهده کرده‌ایم، اطلاعات معنی‌داری در مورد چگونگی تکامل جهان، چگونگی ایجاد برخی از عناصر سنگین‌تر اولیه (مانند کربن و اکسیژن) و زمان ارائه می‌دهد.
به دنبال نشانه هایی از قابلیت سکونت در اطراف ستاره های دیگر

وب همچنین اطلاعاتی را در مورد ترکیب جوی سیاره ای که به دور ستاره ای در فاصله 1150 سال نوری دورتر می چرخد ​​- یک "سیاره فراخورشیدی" با نام "WASP-96b" به دست آورد. داده هایی که وب به دست آورده است نشان می دهد که این سیاره فراخورشیدی مقدار قابل توجهی بخار آب در جو خود دارد.

این داده‌ها نه تنها جزئیات بی‌سابقه‌ای را در مورد ترکیب جوی سیاره‌ای که به دور ستاره دیگری می‌چرخد، نشان می‌دهد. این به نشان دادن پتانسیل وب برای ایجاد انقلابی در جستجوی ما برای سیارات مشابه زمین فراتر از منظومه شمسی و برای درک شکل‌گیری و تکامل منظومه‌های سیاره‌ای کمک می‌کند.
اولین نگاه اجمالی به ستاره همراه در قلب سحابی حلقه جنوبی

طراحی سایت سفارش طراحی سایت سایت کده

تصویر مادون قرمز نزدیک (NIRCam) وب از سحابی حلقه جنوبی، دقیق ترین تصویری است که تا کنون گرفته شده است. این تصویر مناطقی را در مرز سحابی نشان می‌دهد که نور به دلیل شکاف‌هایی در ابر گازی متراکم از آن عبور می‌کند.

در مادون قرمز وسط

ابر الکترونی

مقالات اصلی: مداری اتمی و پیکربندی الکترون

یک چاه بالقوه ، که طبق مکانیک کلاسیک ، حداقل انرژی V (x) مورد نیاز برای رسیدن به هر موقعیت x را نشان می دهد. به طور کلاسیک ، ذره ای با انرژی E در محدوده موقعیت های بین x1 و x2 محدود می شود.

الکترون های یک اتم توسط نیروی الکترومغناطیسی جذب پروتون های هسته می شوند. این نیرو الکترونها را در داخل یک پتانسیل الکترواستاتیکی که هسته کوچکتر را احاطه کرده است متصل می کند ، این بدان معناست که برای فرار الکترون به منبع خارجی انرژی نیاز است. هرچه الکترون به هسته نزدیکتر باشد ، نیروی جذابیت بیشتری نیز دارد. از این رو الکترون هایی که در نزدیکی مرکز چاه متصل هستند ، برای فرار از انرژی بیشتری در مقایسه با آنهایی که در جداسازی بیشتر هستند ، نیاز دارند. پروژه حسابداری انجام پروژه حسابداری حسابداری

الکترون ها مانند سایر ذرات دارای خصوصیات ذره و موج هستند. ابر الکترون ناحیه ای در داخل چاه بالقوه است که هر الکترون نوعی موج ایستاده سه بعدی را تشکیل می دهد - شکل موجی که نسبت به هسته حرکت نمی کند. این رفتار توسط یک مدار اتمی تعریف می شود ، یک تابع ریاضی که مشخص می کند یک الکترون هنگام اندازه گیری موقعیت آن در یک مکان خاص قرار دارد. فقط یک مجموعه گسسته (یا کوانتیزه) از این اوربیتال ها در اطراف هسته وجود دارد ، به عنوان سایر موارد ممکن الگوهای موجی به سرعت به شکل پایدارتری در می آیند. اوربیتال ها می توانند یک یا چند ساختار حلقه یا گره داشته باشند و از نظر اندازه ، شکل و جهت از یکدیگر متفاوت هستند.

نماهای سه بعدی برخی از اوربیتالهای اتمی شبه هیدروژن که چگالی و فاز احتمال را نشان می دهد (گرم اوربیتال نشان داده نمی شود)

هر مداری اتمی با سطح انرژی خاصی از الکترون مطابقت دارد. الکترون می تواند با جذب یک فوتون با انرژی کافی ، حالت خود را به سطح انرژی بالاتر تبدیل کند تا آن را به حالت کوانتومی جدید برساند. به همین ترتیب ، از طریق انتشار خود به خودی ، الکترون در حالت انرژی بالاتر می تواند به حالت انرژی پایین تر برسد در حالی که انرژی اضافی را به عنوان فوتون تابش می کند. این مقادیر مشخصه انرژی ، که با تفاوت در انرژی حالتهای کوانتومی تعریف می شوند ، مسئول خطوط طیفی اتمی هستند.

مقدار انرژی مورد نیاز برای حذف یا افزودن الکترون - انرژی اتصال الکترون - بسیار کمتر از انرژی اتصال نوکلئون ها است. به عنوان مثال ، برای از بین بردن الکترون حالت زمینی از یک اتم هیدروژن ، فقط به 13.6 ولت ولتاژ نیاز دارد ، در حالی که برای تقسیم یک هسته دوتریوم ، 2.23 میلیون ولت ولت است. اتم ها اگر تعداد پروتون و الکترون برابر داشته باشند از نظر الکتریکی خنثی هستند. به اتمهایی که یا کسری یا مازاد الکترون دارند یون گفته می شود. الکترونهایی که از هسته دورتر هستند ممکن است به سایر اتمهای مجاور منتقل شده یا بین اتمها تقسیم شوند. با این مکانیزم ، اتم ها می توانند به مولکول ها و انواع دیگر ترکیبات شیمیایی مانند بلورهای شبکه یونی و کووالانسی پیوند پیدا کنند.

هسته

مقاله اصلی: هسته اتمی

انرژی اتصال مورد نیاز یک هسته برای فرار از هسته ، برای ایزوتوپ های مختلف

تمام پروتونها و نوترونهای متصل شده در یک اتم یک هسته اتمی کوچک را تشکیل می دهند و در مجموع نوکلئون نامیده می شوند. شعاع یک هسته تقریباً برابر با فمتومتر است ، جایی که { displaystyle A} A تعداد کل هسته ها است این بسیار کمتر از شعاع اتم است که در حد 105 fm است. نوکلئون ها توسط یک پتانسیل جذاب کوتاه مدت به نام نیروی قوی باقیمانده به هم متصل می شوند. در فواصل کمتر از 2.5 fm این نیرو بسیار بیشتر از نیروی الکترواستاتیکی است که باعث می شود پروتون های دارای بار مثبت یکدیگر را دفع کنند انجام پروژه متره انجام پروژه های متره و برآورد متره

اتمهای همان عنصر همان تعداد پروتون دارند که به آنها عدد اتمی گفته می شود. در داخل یک عنصر واحد ، تعداد نوترون ها ممکن است متفاوت باشد و ایزوتوپ آن عنصر را تعیین کند. تعداد کل پروتون ها و نوترون ها نوکلید را تعیین می کند. تعداد نوترون ها نسبت به پروتون ها ، ثبات هسته را تعیین می کند ، با ایزوتوپ های خاص تحت پوسیدگی رادیواکتیو قرار می گیرد.

پروتون ، الکترون و نوترون به عنوان فرمیون طبقه بندی می شوند. فرمیون از اصل طرد پائولی پیروی می کند که فرمیون های یکسان مانند پروتون های متعدد را از اشغال همزمان یک حالت کوانتومی منع می کند. بنابراین ، هر پروتون در هسته باید یک حالت کوانتومی متفاوت از سایر پروتون ها داشته باشد ، و این وضعیت در مورد تمام نوترون های هسته و تمام الکترون های ابر الکترون وجود دارد.

هسته ای که تعداد پروتون های متفاوتی نسبت به نوترون ها دارد ، می تواند از طریق پوسیدگی رادیواکتیو به حالت انرژی کمتری سقوط کند که باعث می شود تعداد پروتون ها و نوترون ها با هم مطابقت بیشتری داشته باشد. در نتیجه ، اتمهایی که دارای تعداد مطابقت پروتون و نوترون هستند ، در برابر پوسیدگی پایدارتر هستند ، اما با افزایش تعداد اتمی ، دافعه متقابل پروتون ها برای حفظ ثبات هسته نیاز به نسبت فزاینده ای از نوترون ها دارد.

تصویری از فرآیند همجوشی هسته ای که هسته دوتریم را تشکیل می دهد ، متشکل از یک پروتون و یک نوترون ، از دو پروتون. یک پوزیترون (e +) - یک الکترون ضد ماده - همراه با یک نوترینو الکترون ساطع می شود.

تعداد پروتون ها و نوترون های هسته اتمی را می توان اصلاح کرد ، اگرچه این به دلیل نیروی قوی می تواند به انرژی های بسیار بالایی نیاز داشته باشد. همجوشی هسته ای هنگامی اتفاق می افتد که ذرات اتمی متعدد به هم پیوسته و هسته سنگین تری را تشکیل می دهند ، مانند برخورد انرژی دو هسته. به عنوان مثال ، در هسته پروتون های خورشید برای غلبه بر دافعه متقابل خود - سد کولن - به انرژی 3 تا 10 کیلوولت نیاز دارند و با هم در یک هسته واحد ذوب می شوند. شکافت هسته ای فرایند مخالف است و باعث می شود که هسته به دو هسته کوچکتر تقسیم شود - معمولاً از طریق پوسیدگی رادیواکتیو. هسته را می توان از طریق بمباران ذرات زیر اتمی با انرژی زیاد یا فوتون نیز اصلاح کرد. اگر این تعداد پروتون های هسته را اصلاح کند ، اتم به عنصر شیمیایی دیگری تغییر می کند. انجام پروژه های فتو شاپ انجام پروژه فتوشاپ فتوشاپ

اگر جرم هسته به دنبال یک واکنش همجوشی کمتر از جمع جرم ذرات جدا باشد ، می توان تفاوت بین این دو مقدار را به عنوان نوعی انرژی قابل استفاده (مانند اشعه گاما یا انرژی جنبشی) منتشر کرد. از یک ذره بتا) ، همانطور که توسط فرمول برابری انرژی جرم آلبرت انیشتین شرح داده شده است ، m از دست دادن جرم است و { displaystyle c} c سرعت نور است. این کسری بخشی از انرژی اتصال هسته جدید است و این از دست دادن غیر قابل بازیابی انرژی است که باعث می شود ذرات ذوب شده در یک حالت باقی بمانند و نیاز به جدا شدن این انرژی باشد.

همجوشی دو هسته که هسته های بزرگتری با تعداد اتمی کمتر از آهن و نیکل ایجاد می کنند - تعداد کل هسته های حدود 60 عدد - معمولاً یک فرآیند گرمازایی است که انرژی بیشتری از آنچه برای جمع شدن آنها لازم است آزاد می کند. همین روند آزادسازی انرژی است که همجوشی هسته ای در ستارگان را به یک واکنش خود پایدار تبدیل می کند. برای هسته های سنگین تر ، انرژی اتصال در هر هسته در هسته شروع به کاهش می کند. این بدان معنی است که فرآیندهای همجوشی هسته هایی تولید می کند که تعداد اتمی آنها بیشتر از 26 و جرم های اتمی بالاتر از 60 است ، یک فرآیند گرمازا است. این هسته های پرجرم تر نمی توانند یک واکنش همجوشی تولید کننده انرژی داشته باشند که می تواند تعادل هیدرواستاتیک یک ستاره را حفظ کند.

شکافت ، فیزیک پر انرژی و مواد متراکم

در سال 1938 ، شیمی دان آلمانی ، اتو هان ، دانشجوی رادرفورد ، نوترون ها را به سمت اتم های اورانیوم هدایت كرد و انتظار داشت عناصر ترانس اورانیوم بدست آورد. در عوض ، آزمایشات شیمیایی وی باریم را به عنوان یک محصول نشان داد. یک سال بعد ، لیزه میتنر و برادرزاده اش اتو فریش تأیید کردند که نتیجه هان اولین شکاف هسته ای تجربی است. در سال 1944 ، هان جایزه نوبل شیمی را دریافت کرد. علی رغم تلاش های هان ، مشارکت های میتنر و فریش به رسمیت شناخته نشد.

در دهه 1950 ، توسعه شتاب دهنده های ذرات و آشکارسازهای ذرات به دانشمندان اجازه داد تا تأثیرات اتم های دارای انرژی زیاد را مطالعه کنند. مشخص شد که نوترون ها و پروتون ها هادرون یا کامپوزیت ذرات کوچکتر به نام کوارک هستند. مدل استاندارد فیزیک ذرات توسعه یافته است که تاکنون با موفقیت خواص هسته را از نظر این ذرات زیر اتمی و نیروهای حاکم بر فعل و انفعالات آنها توضیح داده است.

ساختار

ذرات زیر اتمی

مقاله اصلی: ذره زیر اتمی

گرچه کلمه اتم در ابتدا ذره ای را نشان می داد که نمی توان آن را به ذرات کوچکتر تقسیم کرد ، اما در استفاده علمی جدید ، اتم از ذرات مختلف زیر اتمی تشکیل شده است. ذرات تشکیل دهنده یک اتم الکترون ، پروتون و نوترون هستند.

الکترون با داشتن بار الکتریکی منفی و اندازه ای که برای اندازه گیری با استفاده از تکنیک های موجود خیلی کوچک است ، کمترین جرم این ذرات است. تا زمان کشف جرم نوترینو ، این سبکترین ذره با جرم استراحت مثبت اندازه گیری شده بود. در شرایط عادی ، الکترون ها توسط جاذبه ای که از بارهای الکتریکی مخالف ایجاد می شود ، به هسته بار مثبت متصل می شوند. اگر یک اتم الکترون های بیشتری نسبت به عدد اتمی خود داشته باشد ، به طور کلی بار منفی یا مثبت می شود. یک اتم باردار یون نامیده می شود. الکترون ها از اواخر قرن نوزدهم شناخته می شوند ، بیشتر به لطف J.J. تامسون برای جزئیات تاریخ فیزیک زیر اتمی را ببینید.

پروتون ها دارای بار مثبت و جرم 1836 برابر الکترون هستند ، یعنی 677 × 10×27 کیلوگرم. تعداد پروتونهای یک اتم را عدد اتمی آن می نامند. ارنست رادرفورد (1919) مشاهده کرد که نیتروژن تحت بمباران ذرات آلفا آنچه را که به نظر می رسد هسته هیدروژن باشد ، خارج می کند. تا سال 1920 او پذیرفت که هسته هیدروژن ذره ای مشخص در اتم است و آن را پروتون نامید.

نوترون ها هیچ بار الکتریکی ندارند و جرم آزاد 1839 برابر جرم الکترون ، یا 1.6749 × 10−27 کیلوگرم است. نوترون ها از سه ذره تشکیل دهنده سنگین ترین وزن هستند ، اما جرم آنها می تواند توسط انرژی اتصال هسته ای کاهش یابد. نوترون ها و پروتون ها (که در مجموع به آنها نوکلئون گفته می شود) ابعاد قابل مقایسه ای دارند - به ابعاد 2.5 × 10-15 متر - هرچند که «سطح» این ذرات به وضوح تعریف نشده است. نوترون در سال 1932 توسط فیزیکدان انگلیسی جیمز چادویک کشف شد. انواع پروژه های شما را  انجام پروژه متره و برآورد درزمینه متره و برآورد انجام دهد

در مدل استاندارد فیزیک ، الکترون ها واقعاً ذرات بنیادی هستند و هیچ ساختار درونی ندارند ، در حالی که پروتون ها و نوترون ها ذرات کامپوزیتی هستند که از ذرات بنیادی به نام کوارک تشکیل شده اند. در اتمها دو نوع کوارک وجود دارد که هر کدام دارای بار الکتریکی کسری هستند. پروتونها از دو کوارک بالا (هر کدام با بار +) تشکیل شده اند. نوترون ها از یک کوارک بالا و دو کوارک پایین تشکیل شده اند. این تمایز اختلاف جرم و بار بین دو ذره را به حساب می آورد

کوارک ها توسط کنش متقابل قوی (یا نیروی قوی) ، که توسط گلوئون ها واسطه است ، نگه داشته می شوند. پروتون ها و نوترون ها ، به نوبه خود ، توسط هسته هسته ای در هسته یکدیگر نگه داشته می شوند ، که این یک باقی مانده از نیروی قوی است که دارای خواص برد تا حدی متفاوت است (برای اطلاعات بیشتر به مقاله نیروی هسته ای مراجعه کنید). گلوئون عضوی از خانواده بوزونهای سنج است که ذرات بنیادی هستند و نیروهای فیزیکی را واسطه می کنند

مدل شرودینگر

آزمایش Stern – Gerlach در سال 1922 شواهد بیشتری از ماهیت کوانتومی خواص اتمی ارائه داد. هنگامی که یک پرتو از اتمهای نقره از یک میدان مغناطیسی به شکل خاص عبور می کردند ، پرتو به روشی که با جهت حرکت زاویه ای اتم یا چرخش همبسته باشد ، تقسیم می شود. از آنجا که این جهت چرخش در ابتدا تصادفی است ، انتظار می رود که پرتو در جهت تصادفی منحرف شود. در عوض ، پرتو به دو جز components جهت دار تقسیم شد ، مربوط به چرخش اتمی است که با توجه به میدان مغناطیسی به سمت بالا یا پایین هدایت می شود.

در سال 1925 ورنر هایزنبرگ اولین فرمول سازگار ریاضی مکانیک کوانتوم (مکانیک ماتریس) را منتشر کرد. یک سال زودتر ، لوئیس دو بروگلی فرضیه de Broglie را مطرح کرده بود: اینکه همه ذرات تا حدی مانند موج رفتار می کنند و در سال 1926 اروین شرودینگر از این ایده برای توسعه معادله شرودینگر استفاده کرد ، یک مدل ریاضی از اتم (مکانیک موج) که توصیف می کند الکترون ها به عنوان شکل موج سه بعدی و نه ذرات نقطه ای هستند. مهندسی عمران انجام پروژه دانشجویی عمران عمران

نتیجه استفاده از شکل موج برای توصیف ذرات این است که بدست آوردن مقادیر دقیق هم برای موقعیت و هم برای حرکت ذره در یک زمان مشخص از نظر ریاضی غیرممکن است. این به عنوان اصل عدم قطعیت شناخته شد ، که توسط ورنر هایزنبرگ در سال 1927 فرموله شد مدلهای قبلی نمی توانستند ، مانند برخی از الگوهای ساختاری و طیفی اتمهای بزرگتر از هیدروژن. بنابراین ، مدل سیاره ای اتم به نفع الگویی که مناطق مداری اتمی اطراف هسته را توصیف می کند ، کنار گذاشته می شود که در آن یک الکترون معین مشاهده می شود.

کشف نوترون

توسعه طیف سنج جرمی اجازه داد جرم اتم ها با دقت بیشتری اندازه گیری شوند. این دستگاه از یک آهنربا برای خم شدن مسیر پرتویی از یونها استفاده می کند و میزان انحراف با نسبت جرم اتم به بار آن تعیین می شود. فرانسیس ویلیام آستون شیمی دان از این ابزار برای نشان دادن جرم متفاوت ایزوتوپ ها استفاده کرد. جرم اتمی این ایزوتوپ ها با مقدار عدد صحیح متفاوت است ، که قاعده کل عدد نامیده می شود. توضیح این ایزوتوپهای مختلف در انتظار کشف نوترون ، ذره ای بدون بار با جرمی مشابه پروتون ، توسط فیزیکدان جیمز چادویک در سال 1932 بود. سپس ایزوتوپ ها به عنوان عناصری با همان تعداد پروتون ، اما تعداد مختلفی از نوترون توضیح داده شدند درون هسته

کشف ایزوتوپ ها

در سال 1913 ، رادیکوشیمیست ، فردریک سودی ، هنگام آزمایش با محصولات پوسیدگی رادیواکتیو ، کشف کرد که به نظر می رسد در هر موقعیت از جدول تناوبی بیش از یک نوع اتم وجود دارد. اصطلاح ایزوتوپ توسط مارگارت تاد به عنوان نام مناسب برای اتمهای مختلف که به همان عنصر تعلق دارند ، ابداع شد. J. J. Thomson با کار روی گازهای یونیزه ، تکنیکی برای جداسازی ایزوتوپ ایجاد کرد که متعاقباً به کشف ایزوتوپهای پایدار منجر شد. انجام انواع پروژه

مدل بور

مدل بور از اتم ، با یک الکترون با افزایش یا از دست دادن انرژی ، "جهش کوانتومی" آنی را از یک مدار به مدار دیگر انجام می دهد. این مدل از الکترونها در مدار منسوخ شده است.

مقاله اصلی: مدل بور

در سال 1913 ، نیلز بور ، فیزیکدان ، مدلی را پیشنهاد کرد که در آن فرض می شود الکترونهای یک اتم به دور هسته می چرخند اما فقط در یک مجموعه محدود از مدارها می توانند این کار را انجام دهند و فقط در تغییرات گسسته انرژی متناظر با جذب می تواند بین این مدارها بپرد. تابش یک فوتون از این کمیت سازی برای توضیح این که چرا مدار الکترون پایدار است استفاده شد (با توجه به اینکه به طور معمول ، بارهای شتاب ، از جمله حرکت دایره ای ، انرژی جنبشی را که به عنوان تابش الکترومغناطیسی ساطع می شود ، از دست می دهند ، ببینید تابش سنکروترون) و چرا عناصر الکترومغناطیسی را جذب می کنند تابش در طیف های گسسته.

بعداً در همان سال هنری موزلی شواهد تجربی دیگری را به نفع نظریه نیلز بور ارائه داد. این نتایج مدل ارنست رادرفورد و آنتونیوس ون دن بروک را تصحیح کرد که پیشنهاد می کند این اتم در هسته خود تعدادی بار هسته ای مثبت دارد که برابر با عدد (اتمی) آن در جدول تناوبی است. تا قبل از این آزمایشات ، تعداد اتمی به عنوان یک کمیت فیزیکی و آزمایشی شناخته نمی شد. اینکه برابر است با بار هسته ای اتمی ، امروزه به عنوان مدل اتمی پذیرفته شده باقی مانده است.

پیوندهای شیمیایی بین اتم ها توسط گیلبرت نیوتن لوئیس در سال 1916 ، به عنوان فعل و انفعالات بین الکترون های تشکیل دهنده آنها توضیح داده شد. از آنجا که مشخص شد خصوصیات شیمیایی عناصر تا حد زیادی مطابق قانون دوره ای تکرار می شوند ، در سال 1919 شیمی دان آمریکایی ایروینگ لانگ مور پیشنهاد کرد که این اگر الکترونهای یک اتم به طریقی متصل یا خوشه ای باشند ، می توان توضیح داد. تصور بر این بود که گروه هایی از الکترون مجموعه ای از پوسته های الکترون را در مورد هسته اشغال می کنند.

مدل بور اتم اولین مدل کامل فیزیکی اتم بود. این ساختار کلی اتم ، چگونگی اتصال اتم ها به یکدیگر و خطوط طیفی هیدروژن را پیش بینی کرد. مدل بور کامل نبود و به زودی مدل دقیقتر شرودینگر جایگزین آن شد ، اما برای تبخیر شک و تردید باقی مانده که ماده از اتم تشکیل شده کافی بود. از نظر شیمی دانان ، ایده اتم یک ابزار ابتکاری مفید بوده است ، اما فیزیکدانان در مورد اینکه آیا ماده واقعاً از اتم تشکیل شده است شک داشتند ، زیرا هیچ کس هنوز یک مدل فیزیکی کامل از اتم ایجاد نکرده است.

مدل شرودینگر

نظریه جنبشی گازها

مقاله اصلی: نظریه جنبشی گازها

در اواخر قرن هجدهم ، تعدادی از دانشمندان دریافتند که می توانند رفتارهای گازها را با توصیف آنها به عنوان مجموعه ای از ذرات زیر میکروسکوپی و مدل سازی رفتار آنها با استفاده از آمار و احتمال ، بهتر توضیح دهند. بر خلاف نظریه اتمی دالتون ، نظریه جنبشی گازها نحوه واکنش گازها با یکدیگر برای ایجاد ترکیبات را توصیف نمی کند ، بلکه نحوه رفتار آنها از نظر فیزیکی است: نفوذ ، گرانروی ، رسانایی ، فشار و غیره.انجام پروژه دانشگاهی انجام پروژه های دانشجویی انجام پروژه مهندسی

حرکت براونی

در سال 1827 ، رابرت براون گیاه شناس با استفاده از میکروسکوپ دانه های گرد و غبار شناور در آب را مشاهده کرد و متوجه شد که آنها به صورت نامنظم حرکت می کنند ، پدیده ای که به "حرکت براونی" معروف شد. تصور می شد علت این امر مولکول های آب است که دانه ها را می کوبد. در سال 1905 ، آلبرت انیشتین با تولید اولین تجزیه و تحلیل فیزیک آماری از حرکت براون ، واقعیت این مولکول ها و حرکت آنها را ثابت کرد. فیزیکدان فرانسوی ژان پرین از اینشتین برای تعیین تجربی جرم و ابعاد مولکول ها استفاده کرد و بدین ترتیب شواهد فیزیکی راجع به ذره بودن ماده ارائه داد.

کشف الکترون

آزمایش Geiger – Marsden:

چپ: نتایج مورد انتظار: ذرات آلفا که از طریق مدل پودینگ آلو از اتم عبور می کنند با انحراف ناچیز.

راست: نتایج مشاهده شده: قسمت کوچکی از ذرات توسط بار مثبت متمرکز هسته منحرف شدند.

در سال 1897 ، جی جی تامسون کشف کرد که پرتوهای کاتدی امواج الکترومغناطیسی نیستند بلکه از ذراتی تشکیل شده اند که 1800 برابر سبک تر از هیدروژن (سبک ترین اتم) هستند. تامسون نتیجه گرفت که این ذرات از اتمهای داخل کاتد ناشی می شوند - آنها ذرات زیر اتمی بودند. وی این ذرات جدید را لگن نامید اما بعداً به آنها الکترون تغییر نام دادند. تامسون همچنین نشان داد که الکترون با ذرات منتقل شده توسط مواد فوتوالکتریک و رادیواکتیو یکسان است. به سرعت مشخص شد که الکترون ذراتی هستند که جریان الکتریکی را در سیم های فلزی حمل می کنند. تامسون نتیجه گرفت که این الکترونها از همان اتمهای کاتد موجود در سازهای او بیرون آمده اند ، این بدان معنی است که اتمها همانطور که از اسم آتوموس پیداست ، قابل تفکیک نیستند.انجام پروژه دانشگاهی انجام پروژه های دانشجویی انجام پروژه های مهندسی

کشف هسته

مقاله اصلی: آزمایش گایگر-مارسدن

جی جی تامسون فکر کرد که الکترونهای دارای بار منفی در دریای بار مثبت که در کل حجم اتم توزیع شده است ، در سراسر اتم توزیع می شوند. این مدل گاهی اوقات به عنوان مدل پودینگ آلو شناخته می شود.

ارنست رادرفورد و همکارانش هانس گایگر و ارنست مارسدن پس از اینکه هنگام تلاش برای ساخت ابزاری برای اندازه گیری نسبت بار به جرم ذرات آلفا (این ذرات دارای بار مثبت هستند که توسط برخی مواد رادیواکتیو مانند رادیوم). ذرات آلفا توسط هوا در محفظه تشخیص پراکنده می شوند ، و این باعث می شود اندازه گیری ها غیرقابل اطمینان باشند. تامسون در کار خود در مورد پرتوهای کاتدی با مشکلی مشابه روبرو شده بود که با ایجاد خلا near تقریباً کامل در سازهایش این مشکل را برطرف کرد. رادرفورد فکر نمی کرد با همین مشکل روبرو شود زیرا ذرات آلفا بسیار سنگین تر از الکترون هستند. طبق مدل اتم تامسون ، بار مثبت در اتم به اندازه کافی متراکم نیست تا یک میدان الکتریکی به اندازه کافی قوی ایجاد کند تا یک ذره آلفا را منحرف کند ، و الکترون ها آنقدر سبک هستند که باید ذرات آلفای بسیار سنگین را به زحمت کنار زد. با این وجود پراکندگی وجود داشت ، بنابراین رادرفورد و همکارانش تصمیم گرفتند این پراکندگی را با دقت بررسی کنند

بین سالهای 1908 و 1913 ، روتفورد و همکارانش یک سری آزمایشات را انجام دادند که در آن آنها ورقه های نازک فلز را با ذرات آلفا بمباران می کردند. آنها ذرات آلفا را که توسط زوایای بیش از 90 درجه منحرف می شوند ، مشاهده کردند. برای توضیح این ، رادرفورد پیشنهاد کرد که بار مثبت اتم همانطور که تامسون معتقد است در کل حجم اتم توزیع نمی شود ، بلکه در یک هسته کوچک در مرکز متمرکز شده است. فقط چنین غلظت شدیدی از بار می تواند یک میدان الکتریکی به اندازه کافی قوی تولید کند تا ذرات آلفا را همانطور که مشاهده شد منحرف کند

تاریخ نظریه اتمی

نظریه اتمی

در فلسفه

مقاله اصلی: اتمیسم

ایده اساسی که ماده از ذرات کوچک غیر قابل تقسیم تشکیل شده است بسیار قدیمی است و در بسیاری از فرهنگ های باستان مانند یونان و هند وجود دارد. کلمه اتم از کلمه یونان باستان آتوموس گرفته شده است که به معنی "غیرقابل شستشو" است. این ایده باستانی بیش از آنکه در استدلال علمی باشد ، در استدلال فلسفی استوار بود و نظریه اتمی مدرن مبتنی بر این مفاهیم قدیمی نیست. همانطور که گفته شد ، کلمه "اتم" خود در طول اعصار توسط متفکرانی استفاده می شد که گمان می کردند ماده در نهایت ماهیت دانه ای دارد. انجام پروژه انجام پروژه انجام پروژه مهندسی

قانون چندتایی دالتون

اتم ها و مولکول ها همانطور که در John Dalton's A New System of Chemical Philosophy جلد به تصویر کشیده شده است. 1 (1808)

در اوایل دهه 1800 ، یک دکتر شیمی دان انگلیسی ، جان دالتون ، داده های آزمایشی جمع آوری شده توسط خود و سایر دانشمندان را جمع آوری کرد و الگویی را کشف کرد که اکنون به عنوان "قانون چند نسبت" شناخته می شود. وی متوجه شد که در ترکیبات شیمیایی که حاوی عنصر شیمیایی خاصی هستند ، محتوای آن عنصر در این ترکیبات با نسبت تعداد کمی از کل تفاوت خواهد داشت. این الگو به دالتون پیشنهاد كرد كه هر عنصر شیمیایی توسط یك واحد اصلی و ثابت جرم با دیگران ترکیب شود.

به عنوان مثال ، دو نوع اکسید قلع وجود دارد: یکی پودر سیاه که 88.1٪ قلع و 11.9٪ اکسیژن است و دیگری پودر سفید که 7/78٪ قلع و 3/21٪ اکسیژن است. با تنظیم این ارقام ، در اکسید سیاه حدود 13.5 گرم اکسیژن به ازای هر 100 گرم قلع وجود دارد و در اکسید سفید حدود 27 گرم اکسیژن به ازای هر 100 گرم قلع وجود دارد. 5/13 و 27 نسبت 1: 2 را تشکیل می دهند. در این اکسیدها به ازای هر اتم قلع به ترتیب یک یا دو اتم اکسیژن وجود دارد (SnO و SnO2).

به عنوان مثال دوم ، دالتون دو اکسید آهن را در نظر گرفت: یک پودر سیاه که 78.1٪ آهن و 21.9٪ اکسیژن دارد و یک پودر قرمز که 70.4٪ آهن و 29.6٪ اکسیژن است. با تنظیم این ارقام ، در اکسید سیاه به ازای هر 100 گرم آهن حدود 28 گرم اکسیژن و در اکسید قرمز به ازای هر 100 گرم آهن حدود 42 گرم اکسیژن وجود دارد. 28 و 42 نسبت 2: 3 را تشکیل می دهند. در این اکسیدهای مربوطه ، به ازای هر دو اتم آهن ، دو یا سه اتم اکسیژن وجود دارد (Fe2O2 و Fe2O3)

بعنوان مثال آخر: اکسید نیتروژن 63.3٪ نیتروژن و 36.7٪ اکسیژن ، اکسید نیتریک 44.05٪ نیتروژن و 55.95٪ اکسیژن و دی اکسید نیتروژن 29.5٪ نیتروژن و 70.5٪ اکسیژن است. با تنظیم این ارقام ، در اکسید نیتروژن به ازای هر 140 گرم نیتروژن 80 گرم اکسیژن وجود دارد ، در اکسید نیتریک حدود 160 گرم اکسیژن به ازای هر 140 گرم نیتروژن و در دی اکسید نیتروژن 320 گرم اکسیژن برای هر 140 وجود دارد. گرم نیتروژن 80 ، 160 و 320 نسبتي از فرمولهاي مربوط به اين اکسيدها را N2O ، NO و NO2 تشکيل مي دهند

اتم

اتم

حالت پایه اتم هلیوم.

تصویری از اتم هلیوم ، هسته (صورتی) و توزیع ابر الکترون (سیاه) را به تصویر می کشد. هسته (سمت راست بالا) در هلیوم -4 در واقع کروی متقارن است و شباهت زیادی به ابر الکترون دارد ، اگرچه برای هسته های پیچیده تر ، این همیشه صدق نمی کند. نوار سیاه یک آنگستروم است (10-10 متر یا 100 بعد از ظهر).

طبقه بندی

کوچکترین تقسیم بندی شده یک عنصر شیمیایی انجام انواع پروژه انجام پروژه های برنامه نویسی انجام پروژه های دانشگاهی انجام پروژه

خواص

دامنه جرم 1.67 × 10−27 تا 4.52 10−25 کیلوگرم

بار الکتریکی صفر (خنثی) ، یا بار یونی

محدوده قطر 62 بعد از ظهر (او) تا 520 بعد از ظهر (Cs) (صفحه داده)

اجزا Elect الکترون ها و یک هسته فشرده از پروتون ها و نوترون ها

اتم کوچکترین واحد ماده معمولی است که یک عنصر شیمیایی را تشکیل می دهد. هر ماده جامد ، مایع ، گاز و پلاسما از اتمهای خنثی یا یونیزه تشکیل شده است. اتم ها بسیار کوچک هستند ، به طور معمول در حدود 100 پیکومتر در عرض هستند. آنها آنقدر کوچک هستند که پیش بینی دقیق رفتار آنها با استفاده از فیزیک کلاسیک - مثلاً گویا توپ های تنیس هستند - به دلیل اثرات کوانتومی امکان پذیر نیست.

هر اتم از یک هسته و یک یا چند الکترون متصل به هسته تشکیل شده است. هسته از یک یا چند پروتون و تعدادی نوترون ساخته شده است. تنها متداول ترین نوع هیدروژن فاقد نوترون است. بیش از 94/99 درصد جرم یک اتم در هسته وجود دارد. پروتون ها بار الکتریکی مثبت ، الکترون ها بار الکتریکی منفی و نوترون ها هیچ بار الکتریکی ندارند. اگر تعداد پروتون ها و الکترون ها برابر باشد ، در این صورت اتم از نظر الکتریکی خنثی است. اگر یک اتم الکترون بیشتر یا کمتر از پروتون داشته باشد ، به ترتیب دارای بار کلی منفی یا مثبت است - به این اتم ها یون گفته می شود.

الکترون های یک اتم توسط نیروی الکترومغناطیسی در هسته اتمی به پروتون ها جذب می شوند. پروتون ها و نوترون های هسته توسط نیروی هسته ای به یکدیگر جذب می شوند. این نیرو معمولاً از نیروی الکترومغناطیسی که پروتون های دارای بار مثبت را از یکدیگر دفع می کند ، قویتر است. تحت شرایط خاص ، نیروی الکترومغناطیسی دفع شده از نیروی هسته ای قویتر می شود. در این حالت هسته تقسیم شده و عناصر مختلفی را از خود به جای می گذارد. این نوعی فروپاشی هسته ای است.

تعداد پروتون های هسته عدد اتمی است و تعریف می کند که اتم به کدام عنصر شیمیایی تعلق دارد. به عنوان مثال ، هر اتمی که حاوی 29 پروتون باشد ، مس است. تعداد نوترون ها ایزوتوپ عنصر را تعریف می کند. اتم ها می توانند با پیوندهای شیمیایی به یک یا چند اتم دیگر متصل شوند و ترکیبات شیمیایی مانند مولکول یا کریستال تشکیل دهند. توانایی اتم ها در ارتباط و تفکیک مسئول بیشتر تغییرات فیزیکی مشاهده شده در طبیعت است. شیمی رشته ای است که این تغییرات را مطالعه می کند.