Aatomituuma struktuur on üks kaasaegse teaduse põhiküsimusi. Pidevad katsed selles valdkonnas on võimaldanud teadlastel mitte ainult suure täpsusega kindlaks teha, mis aatom on, vaid ka aktiivselt kasutada erinevates tööstusharudes omandatud teadmisi ja uusimate relvade loomisel.
Küsimus kõige planeedil leiduva struktuuri kohta on teadlasi huvitanud juba ammusest ajast. Nii et isegi Vana-Kreekas uskusid mõned teadlased, et aine on oma struktuuris üks ja jagamatu, samas kui nende vastased väitsid, et aine on jagatav ja koosneb väikseimatest osakestest - aatomitest, seetõttu erinevad erinevate objektide omadused üksteisest nii palju.
Molekulide struktuuri uurimisel toimus läbimurre 18. sajandil, mil M. V. Lomonosov, L. Lavoisier, D. D alton, A. Avogadro panid aluse aatom-molekulaarsele teooriale, mille kohaselt kõik looduses koosneb molekulidest ja need omakordajagamatud osakesed - aatomid, mille vastastikmõju määrab teatud ainete põhiomadused.
Uus etapp molekulide ja aatomite ehituse uurimises algas 19. sajandi lõpus, mil E. Rutherford ja hulk teisi teadlasi tegid avastusi, mille tulemusena kujunes välja aatomi ehitus. ja aatomituum ilmus täiesti uues valguses. Niisiis selgus, et aatom pole üldse jagamatu osake, vastupidi, see koosneb veelgi väiksematest komponentidest – tuumast ja elektronidest, mis keerulistel orbiitidel ümber selle liiguvad. Aatomi üldine neutraalsus viis järeldusele, et negatiivse laenguga elektronid peavad olema tasakaalustatud positiivse laenguga elementidega. Nagu hiljem selgus, on sellised elemendid tõesti olemas: neid nimetati ɑ-osakesteks ehk prootoniteks.
Kaasaegsed teaduslikud teadmised näitavad, et aatomituuma struktuur on palju keerulisem, kui tundus isegi sada aastat tagasi. Niisiis, täna on teada, et aatomi tuum sisaldab mitte ainult prootoneid, vaid ka osakesi, millel pole laengut - neutroneid. Prootoneid ja neutroneid koos nimetatakse nukleoniteks. Kuna neutroni mass on vaid 0,14% suurem kui prootoni mass, jäetakse see erinevus arvutustes tavaliselt tähelepanuta.
Tuuma suurus jääb vahemikku 10-12 ja 10-13 cm Samal ajal, vaatamata sellele, et tuumas on koondunud üle 95% aatomi massist, on aatomi enda suurus on sada tuhat korda suurem kui tuuma suurus.
Põhilineaatomituuma struktuuri iseloomustavad kvantitatiivsed omadused saab eraldada D. I. perioodilisuse tabelist. Mendelejev. Nagu teate, võrdub prootonite arv tuumas selle ümber tiirlevate elektronide summaga ja vastab elementide tabelis olevale seerianumbrile. Neutronite arvu teadasaamiseks on vaja elemendi kogumassist lahutada seerianumber ja ümardada täisarvuni. Ained, milles prootonite arv on sama, kuid neutronite arv erinev, nimetatakse isotoopideks.
Tuuma struktuuri uurinud teadlaste üks olulisemaid küsimusi oli prootoneid hoidvate jõudude küsimus, sest sama laengu korral peavad nad tõrjuma. Uuringud on näidanud, et prootonite vahelised kaugused tuumas on nii väikesed, et nendevahelist tõrjumist lihts alt ei teki. Veelgi enam, bioonid, mis paiknevad prootonite vahel, aitavad kaasa tihedale vastasmõjule ja viimaste pidevale üksteise külge tõmbamisele.
Aatomituuma struktuur on endiselt tulvil palju saladusi. Nende lahendamine ei aita inimkonnal mitte ainult paremini mõista maailma struktuuri, vaid teeb ka kvalitatiivse läbimurde teaduses ja tehnoloogias.
