ベストアンサー
元素の原子の質量は、すべての陽子の質量とすべての中性子の質量の合計です。電子はごくわずかです
水素原子には単一の陽子と単一の選択があり、中性子はありません
したがって、水素原子の質量= 1つの陽子の質量+の質量1つの電子
他のすべての要素は、水素よりも多くの原子と中性子を持っています
したがって、水素は周期表で最も軽い要素です。
回答
原子は小さいです。本当に、本当に小さいです。物質はこれらの小さなものの束でできていると聞いたことがあるでしょう。肉眼では見えないこともご存知でしょう。私たちは、原子がそこにあり、相互作用し、私たちの世界の構成要素であるという考えを信頼するように言われています。
しかし、ほとんどの人にとって、それは十分ではありません。科学は、実際の観測を使用して宇宙の謎を解明する方法に誇りを持っています。それでは、どのようにして原子が存在すると結論付け、これらの小さな構造について何を学んだのでしょうか?
原子が存在することを証明する簡単な方法があるかのように:それらを顕微鏡下に置きます。しかし、このアプローチは機能しません。実際、最も強力な光集束顕微鏡でさえ、単一の原子を視覚化することはできません。オブジェクトを可視化するのは、可視光の波を偏向させる方法です。原子は可視光の波長よりもはるかに小さいため、2つは実際には相互作用しません。別の言い方をすれば、原子は光自体には見えません。ただし、原子は私たちが見ることができるもののいくつかに観察可能な影響を及ぼします。
可視光は個々の原子を明らかにすることはできません(クレジット:Yevgen Lyashko / Alamyストックフォト)
可視光は明らかにすることができません個々の原子(クレジット:Yevgen Lyashko / Alamyストックフォト)
数百年前の1785年、オランダの科学者Jan Ingenhouszは、彼が完全に理解できない奇妙な現象を研究していました。彼の研究室では、炭塵の微小粒子がアルコールの表面に飛び散っていました。
最も強力な光集束顕微鏡でさえ、単一の原子を視覚化することはできません
約50年後、1827年、スコットランドの植物学者ロバートブラウンは、不思議なことに似たようなことを説明しました。彼は顕微鏡をいくつかの花粉粒で訓練させた。ブラウンは、いくつかの粒子が小さな粒子を放出していることに気づきました。これは、ランダムなジッターダンスで花粉の粒子から離れます。
最初、ブラウンは、粒子が本当にある種の未知の生物であるかどうか疑問に思いました。彼は、生きていないことを知っていた岩粉のような他の物質で実験を繰り返し、同じ奇妙な動きを再び見ました。
科学が説明を提供するのにほぼもう1世紀かかるでしょう。アインシュタインがやって来て、この非常に特殊なタイプの動きを予測する数式を開発しました。これは、ロバートブラウンにちなんで、ブラウン運動と呼ばれていました。
アインシュタインの理論は、花粉粒子からの粒子が動き回っていたというものでした。なぜなら、それらは絶えず何百万もの小さな水分子、つまり原子でできた分子に衝突していたからです。
特に「原子」は「不可分」を意味するため、原子が分解されるのは驚きかもしれません。
「彼は、個々の水分子がほこりの粒子や液体に付着したものに衝突することによって実際に引き起こされていると思われるこの揺れ動く動きについて説明しています」と、ハリークリフは説明します。ロンドンの科学博物館のキュレーターでもあるケンブリッジ大学。
1908年までに、計算に裏打ちされた観察により、原子が本物であることが確認されました。約10年以内に、物理学者はさらに先に進むことができるでしょう。個々の原子を引き離すことで、内部構造の感覚をつかみ始めました。
原子が分解できるのは驚きかもしれません。特に、原子という名前はギリシャ語の「アトモス」に由来しているためです。 、これは「不可分」を意味します。しかし、物理学者は現在、原子が固体の小さな球ではないことを知っています。それらを小さな電気の「惑星」システムと考える方がよいでしょう。これらは通常、陽子、中性子、電子の3つの主要部分で構成されています。陽子と中性子は、一緒になってシステムの中心に「太陽」または原子核を形成していると考えてください。電子は惑星のようにこの原子核を周回します。
原子は小さな粒子で構成されています(クレジット:サイエンスフォトライブラリ/アラミーストックフォト)
原子は小さな粒子で構成されています(クレジット:サイエンスフォトライブラリ/アラミーストックフォト)
原子が不可能なほど小さい場合、これらの亜原子粒子はさらに小さくなります。おかしなことに、最初に発見された粒子は実際には3つのうち最小のもの、つまり電子でした。
ここでサイズの違いを理解するために、原子核の陽子は実際には電子の約1,830倍の大きさです。 。熱気球を周回する小さな大理石を想像してみてください。これは、ここで話しているような矛盾です。
ある意味で最初の粒子加速器の1つです
しかし、これらの粒子が存在することをどうやって知るのでしょうか?答えは、小さいながらも大きな影響を与える可能性があるためです。電子を発見した英国の物理学者、JJトムソンは、1897年にその存在を証明するために、特に人目を引く方法を使用しました。
彼の特別な装置は、クルックス管と呼ばれていました。すべての空気は機械によって吸い込まれました。次に、負の電荷がチューブの一端に適用されました。この電荷は、チューブ内の残りのガス分子から電子の一部を取り除くのに十分でした。電子は負に帯電しているため、チューブをもう一方の端に向かって飛んでいきます。部分的な真空のおかげで、これらの電子は大きな原子が邪魔になることなくチューブを通り抜けることができました。
電荷により、電子は実際に非常に速く移動しました–毎秒約37,000マイル(59,500キロメートル)毎秒)–遠端でガラスに衝突し、そこにある原子に関連するさらに多くの電子をノックインするまで。驚くべきことに、これらの驚くほど小さな粒子間の衝突は、非常に多くのエネルギーを生成したため、幻想的な緑黄色の輝きを生み出しました。…