МОЛЕКУЛЯРНАЯ ФИЗИКА

      Молекулярная физика — это раздел физики, который изучает физические свойства материальных тел, рассматривая их на микроуровне частиц (молекул, атомов, ионов, изотопов и др.). 

    Вся вещественная материя состоит из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Ядро  же атома состоит из положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов, а окружающее его облако состоит из отрицательно заряженных электронов. Атом - это нейтральная частица, у которой суммарный отрицательный заряд электронного облака скомпенсирован положительным зарядом ядра. Другими словами, число электронов в атоме равно числу протонов его ядра. Нарушение электрического баланса между электронами, протонами и нейтронами порождает новые микрочастицы - ионы, изотопы, изобары и другие.

     Термин "АТОМ" (по др-греч. значит "неделимый") был известен  с 5 века до н.э., как предел разложения любого вещества, то есть та первооснова материи, которую дальше расщепить уже нельзя. С тех пор современные представления о его устройстве сильно изменились, хотя само слово продолжает использоваться. Устройство атома более подробно изучается в другом физическом разделе, который называется "Атомная физика".

   Термин "МОЛЕКУЛА"(molecula) появился в 17 веке и образован от латинского слова "moles"(масса) и уменьшительного суффикса "сula", поэтому его можно перевести как "наимельчайшая масса". Молекула - это электрически нейтральная частица, образованная двумя или более атомами связанных химически между собой. В физике к молекулам причисляют также одноатомные молекулы, то есть свободные (химически не связанные) атомы (например, инертных газов, ртути), что приводит к совмещению понятий «молекула» и «атом». Электрически же заряженные молекулы называют ионами.  

      ИОН - это атом или группа атомов, отличающиеся от нейтрального состояния тем, что у них в избытке или в недостатке электронов. Если электронов в избытке, то отрицательное электронное облако превалирует над положительно заряженым ядром. Такой ион является отрицательно заряженным и называется анионом. Если электронов в недостатке, то положительный заряд ядра будет превалировать  над отрицательным облаком электронов. Такой ион будет заряжен положительно и называется катионом. В электрическом поле, катионы притягиваются к отрицательному электроду — катоду, а анионы притягиваются к положительному электроду — аноду.

     НУКЛОНЫ - это общее название протонов и нейтронов. Суммарное число протонов Z и нейтронов N в ядре атома называют массовым числом A: A=Z+N.

      НУКЛИДЫ - это разновидности атомом с определённым числом протонов и нейтронов в ядре (например, изобары и изотопы). 

      ИЗОБАРЫ - это атомы разных элементов, имеющие одинаковые массовые числа, но разные заряды ядер, так как число протонов и нейтронов в них отличаются. Пример: азот N (А=14, где Z=7, N=7) и  углерод C (А=14, где Z=6, N=8), у которых массовые числа равны, а число протонов Z не одинаковое. 

      ИЗОТОПЫ - это атомы с равным числом протонов, но разным числом нейтронов. Например, углерод С:

      Практически вся масса атома сосредоточена в его ядре, так как масса электрона составляет всего лишь 1/1836 часть массы протона. Плотность вещества в ядре фантастически велика – порядка 10¹³ - 10¹⁴ г/см³. Спичечный коробок, наполненный веществом такой плотности, весил бы 2,5 миллиарда тонн! Электроны, протоны и нейтроны являются главными "строительными деталями" атомов и называются субатомными частицами. Запомните их заряды и массы, выраженные в килограммах (кг) и в специальных “атомных единицах массы“ (сокращенно – а.е.м.):

      Из таблицы видно, что их масса есть ничтожнейшая часть килограмма, поэтому массу частиц удобнее выражать в атомных единицах массы.