1. Основоные сведения из ядерной физики

Вещество и его строение

     Большинство встречающихся в природе веществ (вода, дерево, нефть, соль, уголь и др.) представляет собой сложные химические вещества. Физическими и химиче­скими способами их можно разлагать на более простые, т. е. на химические элементы (водород, кислород, натрий, железо и др.).

    Химические же элементы замечательны тем, что при химических реакциях их нельзя разложить на какие-либо другие простые вещества.

    Какое же строение химического вещества? Сложное вещество состоит из совокупности мельчайших частиц данного вещества, которые называются молекулами. На­пример, вода есть совокупность молекул воды, спирт представляет собой совокупность молекул спирта и т. д. Массы этих молекул чрезвычайно малы. Основоположни­ком научно обоснованной молекулярной теории строения вещества является великий русский ученый М. В. Ломо­носов.

    Что же мы обнаружим, если попробуем далее разру­шать молекулу? Оказывается, что молекулы представ­ляют собой сложные образования из совокупности мель­чайших частиц химических элементов. Эти мельчайшие частицы химических элементов называются атомами. Комбинируясь различным образом, они могут порождать различные молекулы. Если условно атомы изображать шариками, то молекулу воды, состоящую из двух атомов водорода и одного атома кислорода, можно представить себе так, как это показано на рис. 1.

    Простые химические вещества, т. е. химические эле­менты (водород, кислород, уран и др.), характеризуются тем, что они имеют молекулы, составленные из одинако­
вых атомов (а в ряде случаев атомы химических элемен­тов существуют самостоятельно). В настоящее время из­вестно 100 химических элементов, состоящих из атомов, которые химически разделить на более мелкие части нельзя. Следовательно, атомы являются мельчайшими носителями химических свойств вещества.

    Великий русский химик Д. И. Менделеев открыл периодический закон химических элементов, который является одним из основных в химии и физике. На основа­нии этого закона все элементы были им размещены в особой таблице, которая получила название периодиче­ской системы элементов Д. И. Менделеева.

Рис.1 Условное изображение атомов и молекул: 1 - атом водорода, 2 атом кислорода, 3 молекула воды состоящая из двух атомов водорода и одного атома кислорода

   Различные химические реакции сводятся к соедине­нию или разъединению атомов разных химических эле­ментов. Так, например, при химических реакциях — го­рении или взрыве — в основном происходит окисление углерода с образованием углекислого газа (или окиси углерода) и окисление водорода с образованием воды. При этом атомы углерода, кислорода, водорода не рас­щепляются и остаются прежними.

   При горении, например угля, выделяется много тепла. Один килограмм угля дает при сгорании около 8000 боль­ших калорий^[1] тепла. При некоторых реакциях наряду с выделением тепла наблюдается также выделение света (при горении, взрыве).

   Выделение энергии в форме тепла при соединении различных веществ заставляет признать, что эти веще­ства до соединения уже содержали в себе некоторый запас энергии, но только в скрытой форме. Такая форма энергии, скрытая в веществах и «освобождающаяся» только при химических превращениях, называется хими­ческой энергией. Освобождение химической энергии свя­зано с превращением ее в другие формы энергии — в све­товую, электрическую и механическую, но чаще всего в тепло. При химических превращениях освобождается только незначительная часть содержащейся в веществах энергии.