Atom çekirdeği. Okul ansiklopedisi Atom çekirdeğinin bileşeni
kromatin
1) heterokromatin;
2) ökromatin.
heterokromatin
Yapısal
İsteğe bağlı
ökromatin
a) histon proteinleri;
b) histon olmayan proteinler.
sen histon proteinleri (histonlar
sen Histon olmayan proteinler
çekirdekçik
E Boyut - 1-5 mikron.
ЁForm - küresel.
granül bileşen
lifler
nükleer kabuk
1. Dış nükleer zar (m. Nuclearis externa),
İç nükleer zar
ЁFonksiyonlar:
karyoplazma
hücre üreme
nükleer cihaz
Çekirdek, olgun eritrositler ve bitki elek tüpleri hariç, tüm ökaryotik hücrelerde bulunur. Hücreler genellikle bir çekirdeğe sahiptir, ancak bazen çok çekirdekli hücreler bulunur.
Çekirdek küresel veya ovaldir.
Bölünmüş çekirdekler bazı hücrelerde bulunur. Çekirdeklerin boyutları 3 ila 10 mikron çapındadır. Çekirdek, hücrenin yaşamı için gereklidir. Hücre aktivitesini düzenler. Çekirdek, DNA'da bulunan kalıtsal bilgileri depolar. Bu bilgi çekirdek sayesinde hücre bölünmesi sırasında yavru hücrelere iletilir. Çekirdek, hücrede sentezlenen proteinlerin özgüllüğünü belirler. Çekirdek, işlevleri için gerekli birçok proteini içerir. RNA çekirdekte sentezlenir.
Hücre çekirdeği içerir zar, nükleer özsu, bir veya daha fazla nükleol ve kromatin.
fonksiyonel rol nükleer zarf genetik materyalin izolasyonudur (kromozomlar) doğal sayısız metabolik reaksiyonların yanı sıra çekirdek ve sitoplazma arasındaki ikili etkileşimlerin düzenlenmesi ile sitoplazmadan ökaryotik hücreler. Nükleer zarf, aralarında bulunan dış ve iç olmak üzere iki zardan oluşur. perinükleer (perinükleer) boşluk... İkincisi, sitoplazmik retikulumun tübülleriyle iletişim kurabilir. Dış zar nükleer zarf, hücrenin sitoplazması ile doğrudan temas halindedir, uygun membran EPR sistemine atfedilmesine izin veren bir dizi yapısal özelliğe sahiptir. Üzerinde ve ergastoplazmanın zarlarında çok sayıda ribozom bulunur. Nükleer zarfın iç zarının yüzeyinde ribozom yoktur, ancak yapısal olarak onunla ilişkilidir. nükleer lamina- nükleer protein matrisinin lifli periferik tabakası.
Nükleer zarf şunları içerir: nükleer gözenekler 80-90 nm çapında, iki nükleer zarın sayısız füzyon bölgesi nedeniyle oluşur ve tüm nükleer zarfın deliklerini olduğu gibi yuvarlak olarak temsil eder. Gözenekler, maddelerin sitoplazma içine ve dışına taşınmasında önemli bir rol oynar. Nükleer gözenek kompleksi (NPK) yaklaşık 120 nm çapında belirli bir yapıya sahiptir (1000'den fazla proteinden oluşur - nükleoporinler, kütlesi ribozomdan 30 kat daha büyük olan), bu, maddelerin ve yapıların nükleer-sitoplazmik hareketlerinin düzenlenmesi için karmaşık bir mekanizma olduğunu gösterir. Nükleer-sitoplazmik taşıma sürecinde, nükleer gözenekler, belirli bir boyuttaki parçacıkları bir konsantrasyon gradyanı (iyonlar, karbonhidratlar, nükleotitler, ATP, hormonlar, 60 kDa'ya kadar olan proteinler) boyunca pasif olarak geçiren bir tür moleküler elek işlevi görür. Gözenekler kalıcı oluşumlar değildir. En büyük nükleer aktivite döneminde gözenek sayısı artar. Gözenek sayısı, hücrenin işlevsel durumuna bağlıdır. Hücredeki sentetik aktivite ne kadar yüksek olursa, sayıları o kadar fazla olur. Hemoglobinin yoğun bir şekilde oluştuğu ve biriktiği eritroblastlardaki alt omurgalılarda, nükleer zarfın 1 µm2'si başına yaklaşık 30 gözenek olduğu tahmin edilmektedir. Yukarıda bahsedilen hayvanların çekirdeklerini koruyan olgun eritrositlerinde, zarın 1 μg'si başına beş adede kadar gözenek kalır, yani. 6 kat daha az.
İlk kompleksin alanında, sözde yoğun levha - nükleer zarfın tüm iç zarının altında yatan protein tabakası. Bu yapı öncelikle destekleyici bir işlev görür, çünkü varlığında, nükleer zarfın her iki zarı da yok edilse bile çekirdeğin şekli korunur. Ayrıca, yoğun plakanın maddesiyle düzenli bağlantının, interfaz çekirdeğindeki düzenli kromozom düzenlemesine katkıda bulunduğu varsayılmaktadır.
Nükleer meyve suyu (karyoplazma veya matris)- çekirdeğin iç içeriği, hiyaloplazmadan daha viskoz bir protein, nükleotid, iyon çözeltisidir. Ayrıca fibriler proteinler içerir. Karyoplazma, nükleol ve kromatin içerir. Nükleer özsu, çekirdeğin iç ortamını oluşturur ve bu nedenle genetik materyalin normal işleyişini sağlamada önemli bir rol oynar. Nükleer meyve suyunun bileşimi şunları içerir: ipliksi, veya fibriller, proteinler, destekleyici işlevin performansının ilişkili olduğu: matris ayrıca genetik bilginin transkripsiyonunun birincil ürünlerini de içerir - burada da işlenen ve mRNA'ya dönüşen heteronükleer RNA (hnRNA).
çekirdekçik- çekirdeğin zorunlu bir bileşeni, interfaz çekirdeklerinde bulunur ve küresel şekilli küçük gövdelerdir. Nükleoller, çekirdekten daha yoğundur. Nükleollerde rRNA sentezi, diğer RNA türleri ve alt birimlerin oluşumu meydana gelir. ribozom... Nükleollerin ortaya çıkışı, nükleolar düzenleyiciler olarak adlandırılan belirli kromozom bölgeleriyle ilişkilidir. Nükleol sayısı, nükleolar düzenleyicilerin sayısına göre belirlenir. rRNA genleri içerirler. RRNA genleri, bir veya birkaç kromozomun (insanlarda 13-15 ve 21-22 çift) belirli alanlarını (hayvan tipine bağlı olarak) işgal eder - nükleolar düzenleyiciler, nükleollerin oluştuğu bölgede. Metafaz kromozomlarındaki bu tür bölgeler daralma gibi görünür ve denir. ikincil daralmalar. Bir elektron mikroskobu kullanılarak, çekirdekçikte filamentli ve granüler bileşenler tespit edilir. Filamentli (fibriller) bileşen, daha sonra daha küçük olgun rRNA moleküllerinin oluşturulduğu protein ve dev RNA öncü moleküllerinin kompleksleri ile temsil edilir. Olgunlaşma sırasında fibriller, granüler bileşeni temsil eden ribonükleoprotein tanelerine (granüllere) dönüştürülür.
Topak şeklinde kromatin yapıları, Nükleoplazmada dağılmış halde bulunanlar, varoluşun bir interfaz formudur. kromozomlar hücreler.
ribozom - 20-30 nm çapında yuvarlak bir ribonükleoprotein partikülüdür. Ribozomlar, zar olmayan hücre organelleri olarak sınıflandırılır. Ribozomlarda amino asit kalıntıları polipeptit zincirlerinde birleştirilir (protein sentezi). Ribozomlar çok küçük ve çoktur.
Kombinasyonu haberci (haberci) RNA (mRNA) varlığında meydana gelen küçük ve büyük alt birimlerden oluşur. Küçük alt birim protein molekülleri ve bir ribozomal RNA (rRNA) molekülü içerir, ikincisi proteinler ve üç rRNA molekülü içerir. Ağırlıkça eşit miktarda protein ve rRNA, ribozom oluşumunda rol oynar. rRNA çekirdekçikte sentezlenir.
Bir mRNA molekülü genellikle bir dizi boncuk gibi birkaç ribozomu birleştirir. Bu yapıya denir polizom. Polisomlar, sitoplazmanın ana maddesinde serbestçe bulunur veya kaba sitoplazmik retikulumun zarlarına bağlanır. Her iki durumda da aktif protein sentezi için yerler olarak hizmet ederler. Bir yandan embriyonik farklılaşmamış ve tümör hücrelerinde ve diğer yandan yetişkin bir organizmanın özel hücrelerinde serbest ve zara bağlı polisomların sayısının oranının karşılaştırılması, proteinlerin kendi ihtiyaçları için olduğu sonucuna varmıştır ( "ev" kullanımı için) bu hücrenin hyaloplazmasının polisomlarında oluşturulurken, proteinler hücreden uzaklaştırılan ve vücudun ihtiyaçları için kullanılan granüler ağın polisomlarında sentezlenir (örneğin, sindirim enzimleri , anne sütü proteinleri). Ribozomlar sitoplazmada serbestçe yer alabilir veya kaba EPS'nin bir parçası olan endoplazmik retikulum ile ilişkili olabilir.EPS membranına bağlı ribozomlarda oluşan proteinler genellikle EPS sarnıçlarına girer. Serbest ribozomlarda sentezlenen proteinler hyaloplazmada kalır. Örneğin eritrositlerdeki hemoglobin serbest ribozomlarda sentezlenir. Ribozomlar ayrıca mitokondri, plastidler ve prokaryotik hücrelerde bulunur.
Önceki11121314151617181920212223242526Sonraki
DAHA FAZLA GÖR:
Çekirdek yapısı ve kimyasal bileşimi
Çekirdek, kromatin, nükleol, karyoplazma (nükleoplazma), nükleer zarf içerir.
Bölünmekte olan bir hücrede çoğu durumda bir çekirdek vardır, ancak iki çekirdeğe sahip hücreler (karaciğer hücrelerinin %20'si çift çekirdeklidir) ve ayrıca çok çekirdekli (kemik dokusunun osteoklastları) hücreler vardır.
ЁBoyutlar - 3-4 ila 40 mikron aralığındadır.
Her hücre tipi, çekirdeğin hacminin sitoplazmanın hacmine sabit bir oranı ile karakterize edilir. Bu orana Gertving indeksi denir. Bu indeksin değerine bağlı olarak hücreler iki gruba ayrılır:
1. nükleer - Gertving endeksi daha önemlidir;
2. sitoplazmik - Götwing indeksi önemsiz değerlere sahiptir.
ЁShape - küresel, çubuk şeklinde, fasulye şeklinde, halka şeklinde, parçalı olabilir.
ЁLokalizasyon - çekirdek her zaman hücrede belirli bir yerde lokalizedir. Örneğin midenin silindirik hücrelerinde bazal pozisyondadır.
Bir hücredeki çekirdek iki durumda olabilir:
a) mitotik (bölünme sırasında);
b) interfaz (bölümler arası).
Canlı bir hücrede, interfaz çekirdeği optik olarak boş bir çekirdek gibi görünür, sadece çekirdekçik bulunur. Çekirdeğin iplikler, taneler şeklindeki yapıları, ancak hücre üzerinde zararlı faktörler etki ettiğinde, paranekroz durumuna (yaşam ve ölüm arasındaki sınırda bir durum) girdiğinde gözlemlenebilir. Bu durumdan hücre normal yaşama dönebilir veya ölebilir. Hücre ölümünden sonra, morfolojik olarak, çekirdekte aşağıdaki değişiklikler ayırt edilir:
1) karyopyknosis - çekirdeğin sıkışması;
2) karyorexis - çekirdeğin ayrışması;
3) karyoliz - çekirdeğin çözünmesi.
Fonksiyonlar: 1) genetik bilginin depolanması ve iletilmesi,
2) protein biyosentezi, 3) ribozom alt birimlerinin oluşumu.
kromatin
Kromatin (Yunanca kroma - boya renginden), bazik boyalarla çok iyi boyanmış ve her hücre tipi için çekirdeğin kromatin modelini belirleyen interfaz çekirdeğinin ana yapısıdır.
Çeşitli boyalarla ve özellikle ana boyalarla iyi lekelenme kabiliyeti nedeniyle, çekirdeğin bu bileşenine "kromatin" denir (Flemming 1880).
Kromatin, kromozomların yapısal bir analoğudur ve interfaz çekirdeğinde DNA taşıyan cisimler bulunur.
İki tip kromatin morfolojik olarak ayırt edilir:
1) heterokromatin;
2) ökromatin.
heterokromatin(heterokromatin) interfazda kısmen yoğunlaşmış kromozom bölgelerine karşılık gelir ve işlevsel olarak inaktiftir. Bu kromatin çok iyi boyanır ve histolojik preparatlarda görülebilir.
Heterokromatin, sırayla, ayrılır:
1) yapısal; 2) isteğe bağlı.
Yapısal Heterokromatin, sürekli olarak yoğun bir durumda olan kromozom bölgelerini temsil eder.
İsteğe bağlı heterokromatin, yoğunlaşmayı giderebilen ve ökromatine dönüşebilen bir heterokromatindir.
ökromatin- bunlar interfazda yoğunlaşmış kromozom bölgeleridir. Çalışan, işlevsel olarak aktif bir kromatindir. Bu kromatin lekelenmez ve histolojik preparasyonlarda saptanmaz.
Mitoz sırasında, tüm ökromatin mümkün olduğunca yoğunlaşır ve kromozomların bir parçasıdır. Bu süre zarfında kromozomlar herhangi bir sentetik fonksiyon gerçekleştirmezler. Bu bağlamda, hücrelerin kromozomları iki yapısal ve işlevsel durumda olabilir:
1) aktif (çalışıyor), bazen kısmen veya tamamen yoğunlaştırılırlar ve çekirdeğe katılımlarıyla transkripsiyon ve ikileme süreçleri gerçekleşir;
2) inaktif (çalışmayan, metabolik uyku hali), maksimum yoğunlaştıklarında, genetik materyali yavru hücrelere dağıtma ve aktarma işlevini yerine getirirler.
Bazen, bazı durumlarda, interfaz döneminde tüm kromozom, pürüzsüz bir heterokromatin gibi görünürken, yoğun bir durumda kalabilir. Örneğin, bir kadın vücudunun somatik hücrelerinin X kromozomlarından biri, embriyogenezin ilk aşamalarında (bölünme sırasında) heterokromatizasyona maruz kalır ve çalışmaz. Bu kromatine seks kromatini veya Barr'ın cisimleri denir.
Farklı hücrelerde cinsiyet kromatini farklı bir görünüme sahiptir:
a) nötrofilik lökositlerde - bir tür baget;
b) mukoza zarının epitel hücrelerinde - bir tür yarım küre yumru.
Cinsiyet kromatininin belirlenmesi, genetik cinsiyeti belirlemek ve bir bireyin karyotipindeki X kromozomlarının sayısını belirlemek için kullanılır (seks kromatin cisimlerinin sayısına eşittir + 1).
Elektron mikroskobik çalışmalar, izole edilmiş interfaz kromatin preparatlarının, 10 nm kalınlığında fibrillerden oluşan 20-25 nm kalınlığında temel kromozomal fibriller içerdiğini ortaya koydu.
Kimyasal olarak, kromatin fibrilleri, aşağıdakileri içeren karmaşık deoksiribonükleoprotein kompleksleridir:
b) özel kromozomal proteinler;
DNA, protein ve RNA'nın kantitatif oranı 1: 1.3: 0.2'dir. DNA'nın kromatin preparasyonundaki payı %30-40'tır. Tek tek lineer DNA moleküllerinin uzunluğu dolaylı bir aralıkta değişir ve yüzlerce mikrometreye ve hatta santimetreye ulaşabilir. Bir insan hücresinin tüm kromozomlarındaki DNA moleküllerinin toplam uzunluğu yaklaşık 170 cm'dir ve bu 6x10-12g'ye tekabül eder.
Kromatin proteinleri kuru ağırlığının %60-70'ini oluşturur ve iki grupta sunulur:
a) histon proteinleri;
b) histon olmayan proteinler.
sen histon proteinleri (histonlar) - bazik amino asitleri (esas olarak lizin, arginin) içeren alkali proteinler, DNA molekülünün uzunluğu boyunca bloklar şeklinde düzensiz bir şekilde düzenlenir. Bir blok, bir nükleozom oluşturan 8 histon molekülü içerir. Nükleozom yaklaşık 10 nm büyüklüğündedir. Nükleozom, DNA'nın sıkıştırılması ve aşırı sarılması ile oluşturulur, bu da kromozomal fibril uzunluğunun yaklaşık 5 kat kısalmasına yol açar.
sen Histon olmayan proteinler histon miktarının %20'sini oluşturur ve interfaz çekirdeklerinde, çekirdek içinde nükleer protein matrisi adı verilen yapısal bir ağ oluşturur. Bu matris, çekirdeğin morfolojisini ve metabolizmasını belirleyen omurgayı temsil eder.
Perikromatin fibrilleri 3-5 nm kalınlığa, granüller 45 nm çapa ve interkromatin granülleri 21-25 nm çapa sahiptir.
çekirdekçik
Nükleolus (nükleolus), boyanmamış canlı bir hücrede açıkça görülebilen ve interfazda en yüksek konsantrasyona ve aktif RNA sentezine sahip lokuslarından biri olan kromozomun bir türevi olan çekirdeğin en yoğun yapısıdır. bağımsız yapı veya organel.
E Boyut - 1-5 mikron.
ЁForm - küresel.
Çekirdekçik heterojen bir yapıya sahiptir. Işık mikroskobunda ince lifli organizasyonu görülebilir.
Elektron mikroskobu iki ana bileşeni tespit eder:
a) taneli; b) fibriller.
granül bileşen 15-20 nm çapında granüllerle temsil edilen bunlar, olgunlaşan ribozom alt birimleridir. Bazen granüler bileşen ipliksi yapılar oluşturur - yaklaşık 0,2 mikron kalınlığında nükleolonemler. Granüler bileşen, çevre boyunca lokalizedir.
lifler bileşen, nükleolusun orta kısmında konsantre olan ribozom öncülerinin ribonükleoprotein iplikleridir.
Nükleollerin ultra yapısı, RNA sentezinin aktivitesine bağlıdır: yüksek bir sentez seviyesinde, nükleolusta çok sayıda granül tespit edilir, sentez durduğunda, granül sayısı azalır ve nükleoller yoğun fibriler kordlara dönüşür. bazofilik bir doğa.
nükleer kabuk
Nükleer zarf (nüklelemma) şunlardan oluşur:
Atom çekirdeğinin fiziği. Çekirdek bileşimi.
Dış nükleer zar (m. Nuclearis externa),
2. 20-60 nm genişliğinde, nükleer zarın (kisterna nükleolemmae) perinükleer boşluğu veya sarnıç ile ayrılan iç zar (m. Nuclearis interna).
Her bir zar 7-8 nm kalınlığındadır. Genel olarak, nükleer zarf, çekirdeğin içeriğini sitoplazmadan ayıran içi boş iki katmanlı bir keseyi andırır.
Nükleer zarfın dış zarı hücrenin sitoplazması ile doğrudan temas halinde olan, endoplazmik retikulumun gerçek zar sistemine atfedilmesine izin veren bir dizi yapısal özelliğe sahiptir. Bu özellikler şunları içerir: hiyaloplazmanın yanında çok sayıda poliribozomun varlığı ve dış nükleer zarın kendisi doğrudan granüler endoplazmik retikulumun zarlarına geçebilir. Çoğu hayvan ve bitki hücresinde dış nükleer membranın yüzeyi pürüzsüz değildir ve veziküller veya uzun tübüler oluşumlar şeklinde sitoplazmaya doğru çeşitli boyutlarda büyümeler oluşturur.
İç nükleer zarçekirdeğin kromozomal materyali ile ilişkilidir. Karyoplazmanın tarafında, fibrillerden oluşan fibriller tabakası, iç nükleer membrana bitişiktir, ancak tüm hücrelerin özelliği değildir.
Nükleer zarf sürekli değildir. Nükleer zarfın en karakteristik yapıları nükleer gözeneklerdir. Nükleer gözenekler, iki nükleer zarın birleşmesi ile oluşur. Bu durumda, yaklaşık 80-90 nm çapında yuvarlak delikler (delikler, halka pori) oluşur. Nükleer zarfın bu açıklıkları, karmaşık küresel ve fibriler yapılarla doldurulur. Membran perforasyonları ile bu yapıların birleşimine por kompleksi (complexus pori) adı verilir. Gözenek kompleksi, her sırada sekiz parça olmak üzere üç sıra granülden oluşur, granüllerin çapı 25 nm'dir, bu granüllerden fibriler işlemler uzanır. Granüller, nükleer zarftaki deliğin sınırında bulunur: bir sıra çekirdeğin yanında, ikincisi sitoplazmanın yanında ve üçüncüsü gözeneğin orta kısmında bulunur. Periferik granüllerden uzanan lifler merkezde birleşebilir ve adeta bir septum, gözenek boyunca bir diyafram (diyafragma pori) oluşturabilir. Belirli bir hücrenin gözenek boyutları genellikle stabildir. Nükleer gözeneklerin sayısı, hücrelerin metabolik aktivitesine bağlıdır: hücredeki sentetik işlemler ne kadar yoğun olursa, hücre çekirdeğinin birim yüzeyinde o kadar fazla gözenek bulunur.
ЁFonksiyonlar:
1. Bariyer - çekirdeğin içeriğini sitoplazmadan ayırır, makromoleküllerin çekirdek ile sitoplazma arasında serbest taşınmasını kısıtlar.
2. İntranükleer düzenin oluşturulması - çekirdeğin üç boyutlu lümeninde kromozomal materyalin sabitlenmesi.
karyoplazma
Karyoplazma, nükleer yapıların bulunduğu çekirdeğin sıvı kısmıdır; hücrenin sitoplazmik kısmındaki hyaloplazmanın bir analogudur.
hücre üreme
Genel yasaları yansıtan ve biyolojik sistemlerin yeterince uzun bir süre varlığının temel bir koşulu olan en önemli biyolojik olaylardan biri, hücresel bileşimlerinin yeniden üretilmesidir (üremesi). Hücre teorisine göre hücrelerin çoğaltılması, orijinalin bölünmesiyle gerçekleştirilir. Bu pozisyon, hücre teorisindeki ana pozisyonlardan biridir.
Bir hücrenin çekirdeği (çekirdeği)
TEMEL İŞLEVLER
kromatin -
kromozomlar
içeren:
- histon proteinleri
- az miktarda RNA;
nükleer matris
3 bileşenden oluşur:
nükleer zarfın şekillendirilmesi.
Çekirdek nedir - biyolojide: özellikler ve işlevler
İntranükleer ağ (iskelet).
3. "Artık" nükleol.
Bu oluşmaktadır:
- dış nükleer membran;
Nükleoplazma (karyoplazma)- kromatin ve nükleollerin bulunduğu çekirdeğin sıvı bileşeni. Su ve bir numara içerir
çekirdekçik
Yayın tarihi: 2015-02-03; Okuyun: 1053 | Sayfa telif hakkı ihlali
Bir hücrenin çekirdeği (çekirdeği)- protein sentezinin genetik belirleme ve düzenleme sistemi.
TEMEL İŞLEVLER
● kalıtsal bilgilerin saklanması ve bakımı
● kalıtsal bilgilerin uygulanması
Çekirdek, kromatin, nükleol, karyoplazma (nükleoplazma) ve onu sitoplazmadan ayıran nükleer zarftan oluşur.
kromatin - bunlar, çekirdekteki yoğun madde bölgeleridir.
çeşitli boyaları, özellikle bazik olanları iyi algılar.
Bölünmeyen hücrelerde, kromatin, kromozomların varlığının bir interfaz formu olan topaklar ve granüller şeklinde bulunur.
kromozomlar- bileşimde deoksiribonükleoproteinlerin (DNP) kompleks kompleksleri olan kromatin fibrilleri
içeren:
- histon proteinleri
- histon olmayan proteinler -% 20'yi oluşturur, bunlar yapısal ve düzenleyici işlevleri yerine getiren enzimlerdir;
- az miktarda RNA;
- az miktarda lipidler, polisakkaritler, metal iyonları.
nükleer matris- bir çerçeve intranükleer sistemdir
benimki, kromatin, çekirdekçik, nükleer zarf için birleştirici taban. Bu yapısal ağ, çekirdeğin morfolojisini ve metabolizmasını belirleyen omurgadır.
3 bileşenden oluşur:
1. Lamina (A, B, C) - periferik fibriller tabaka, alt-
nükleer zarfın şekillendirilmesi.
2. İntranükleer ağ (iskelet).
3. "Artık" nükleol.
Nükleer kılıf (karyolemma)- Bu, çekirdeğin içeriğini hücrenin sitoplazmasından ayıran kabuktur.
Bu oluşmaktadır:
- dış nükleer membran;
- perinükleer boşluğun bulunduğu iç nükleer zar;
- iki membranlı nükleer zarfın bir gözenek kompleksi vardır.
Nükleoplazma (karyoplazma)- kromatin ve nükleollerin bulunduğu çekirdeğin sıvı bileşeni.
Çekirdek. çekirdek bileşenleri
Su ve bir numara içerir
içinde çözünmüş ve askıya alınmış maddeler: RNA, glikoproteinler,
iyonlar, enzimler, metabolitler.
çekirdekçik- özel alanlardan oluşan çekirdeğin en yoğun yapısı - nükleolar düzenleyiciler olarak adlandırılan kromozom döngüleri.
Nükleolusun 3 bileşeni vardır:
1. Fibriler bileşen, birincil rRNA transkriptleridir.
2. Granüler bileşen, bir ön birikimdir.
ribozom alt birimlerinin alayları.
3. Amorf bileşen - nükleolar düzenleyicinin alanları,
Yayın tarihi: 2015-02-03; Okuyun: 1052 | Sayfa telif hakkı ihlali
studopedia.org - Studopedia.Org - 2014-2018.(0,001 s) ...
Hücrenin ana düzenleyici bileşeni olarak çekirdek. Yapısı ve işlevi.
Çekirdek, ökaryotik hücrelerin önemli bir parçasıdır. Bu, hücrenin ana düzenleyici bileşenidir. Kalıtsal bilgilerin depolanmasından ve iletilmesinden sorumludur, hücredeki tüm metabolik süreçleri kontrol eder. ... Organoid değil, hücrenin bir bileşeni.
Çekirdek şunlardan oluşur:
1) hücre çekirdeği ve sitoplazma arasındaki alışverişin gerçekleştiği gözeneklerden nükleer zarf (nükleer zar).
2) nükleer meyve suyu veya karyoplazma, hücrenin tüm çekirdeklerini dolduran ve çekirdeğin geri kalan bileşenlerini içeren yarı sıvı, zayıf lekeli bir plazma kütlesidir;
3) bölünmeyen çekirdekte sadece özel mikroskobik yöntemlerle görülebilen kromozomlar. Bir hücrenin kromozom setine k denir. aryotip. Boyalı hücre preparatlarındaki kromatin, ince iplikler (fibriller), küçük granüller veya topaklardan oluşan bir ağdır.
4) bir veya daha fazla küresel gövde - hücre çekirdeğinin özel bir parçası olan ve ribonükleik asit ve proteinlerin sentezi ile ilişkili olan nükleoller.
iki çekirdek durumu:
1. interfaz çekirdeği - çekirdekleri vardır. kabuk - karyolemma.
2. hücre bölünmesi sırasında çekirdek. sadece kromatin farklı bir durumda bulunur.
nükleoller iki bölge içerir:
1.internal - fibriller - protein molekülleri ve pre RNA
2. dış - tanecikli - ribozom alt birimleri oluşturur.
Çekirdeğin zarı, perinükleer boşlukla ayrılmış iki zardan oluşur. Her ikisine de, çekirdek ile sitoplazma arasında madde alışverişinin mümkün olduğu çok sayıda gözenekle nüfuz eder.
Çekirdeğin ana bileşenleri, bir DNA molekülünden ve çeşitli proteinlerden oluşan kromozomlardır. Bir ışık mikroskobunda, yalnızca hücre bölünmesi (mitoz, mayoz) döneminde açıkça ayırt edilebilirler. Bölünmeyen bir hücrede, kromozomlar, çekirdeğin tüm hacmi boyunca dağılmış uzun ince filamentler gibi görünür.
Hücre çekirdeğinin ana işlevleri şunlardır:
- veri depolama;
- transkripsiyon kullanılarak bilginin sitoplazmaya aktarılması, yani bilgi taşıyan i-RNA'nın sentezi;
- replikasyon sırasında bilginin yavru hücrelere aktarılması - hücrelerin ve çekirdeklerin bölünmesi.
- hücredeki biyokimyasal, fizyolojik ve morfolojik süreçleri düzenler.
çekirdekte olur çoğaltma- DNA moleküllerinin ikiye katlanması ve transkripsiyon- bir DNA matrisi üzerinde RNA moleküllerinin sentezi. Çekirdekte sentezlenen RNA molekülleri bazı değişikliklere uğrar (örneğin, eklemeönemsiz, anlamsız alanlar haberci RNA moleküllerinden hariç tutulur), ardından sitoplazmaya girerler. ... ribozomların montajıçekirdekte, nükleoli adı verilen özel oluşumlarda da meydana gelir. Çekirdek için bölme - karyoteca - endoplazmik retikulumun sarnıçlarının, çekirdeği çevreleyen nükleer zarfın dar bölmeleri nedeniyle çift duvarlı olacak şekilde birbirleriyle genişlemesi ve kaynaşması nedeniyle oluşur. Nükleer zarfın boşluğuna denir - lümen veya perinükleer boşluk... Nükleer zarfın iç yüzeyinin altında bir nükleer tabaka- kromozomal DNA ipliklerinin eklendiği protein-laminlerden oluşan katı bir protein yapısı. Bazı yerlerde, nükleer zarfın iç ve dış zarları birleşir ve çekirdek ile sitoplazma arasında madde alışverişinin gerçekleştiği sözde nükleer gözenekleri oluşturur.
12. İki zarlı organeller (mitokondri, plastitler). Yapıları ve işlevleri.
mitokondri - Bunlar, 0,5 µm kalınlığında ve genellikle 5-10 µm uzunluğa kadar, yuvarlak veya çubuk şekilli, genellikle dallanma şeklindeki yapılardır.
Mitokondriyal zar, kimyasal bileşim, enzimler ve işlevler açısından farklılık gösteren iki zardan oluşur. iç zar yaprak şeklinde (crista) veya boru şeklinde (tübül) bir invaginasyon oluşturur. İç zarın sınırladığı boşluk, matris
organeller... İçinde bir elektron mikroskobu yardımıyla 20-40 nm çapında taneler tespit edilir. Kalsiyum ve magnezyum iyonlarının yanı sıra glikojen gibi polisakkaritleri depolarlar.
Matris, organelin kendi protein biyosentez aparatını içerir. Histonlardan (prokaryotlarda olduğu gibi), ribozomlardan, bir dizi taşıma RNA'sından (tRNA), DNA reduplikasyon enzimlerinden, kalıtsal bilgilerin transkripsiyonu ve translasyonundan yoksun dairesel bir DNA molekülünün 2-6 kopyası ile temsil edilir. Ana işlev mitokondri, belirli kimyasal maddelerden (oksidasyon yoluyla) enerjinin enzimatik olarak çıkarılmasından ve enerjinin biyolojik olarak kullanılabilir bir biçimde (adenosin trifosfat-ATP moleküllerinin senteziyle) birikmesinden oluşur. Genel olarak, bu işleme denir oksidatif fosforilasyon.
Mitokondrinin yan işlevleri arasında, steroid hormonlarının ve bazı amino asitlerin (glutamik) sentezine katılım sayılabilir.
plastitler - bunlar yarı özerk (hücrenin nükleer DNA'sından nispeten özerk olarak var olabilir) fotosentetik ökaryotik organizmaların özelliği olan iki zarlı organellerdir. Üç ana plastid türü vardır: kloroplastlar, kromoplastlar ve lökoplastlar.Bir hücredeki plastidlerin oluşturduğu kümeye ne denirplastidom . Bu türlerin her biri, belirli koşullar altında, bir diğerine dönüşebilir. Mitokondri gibi, plastidler de kendi DNA moleküllerini içerir. Bu nedenle hücre bölünmesinden bağımsız olarak da çoğalabilirler. Plastidler sadece bitki hücrelerinin karakteristiğidir.
Kloroplastlar. Kloroplastların uzunluğu 5 ila 10 mikron arasında değişir, çap 2 ila 4 mikron arasındadır. Kloroplastlar iki zar ile sınırlıdır. Dış zar pürüzsüz, iç zar karmaşık katlanmış bir yapıya sahiptir. En küçük kıvrıma t denir ilakoid... Bir madeni para yığını gibi istiflenmiş bir grup thylakoid'e g denir. yara... Taneler birbirine düzleştirilmiş kanallarla bağlanır - lamel. Fotosentetik pigmentler ve enzimler, ATP'nin sentezini sağlayan tilakoid zarların içine yerleştirilmiştir. Ana fotosentetik pigment, kloroplastların yeşil rengini belirleyen klorofildir.
Kloroplastların iç boşluğu doldurulur. stroma... Stroma dairesel "çıplak" DNA, ribozomlar, Calvin döngüsü enzimleri ve nişasta taneleri içerir. Her tilakoidin içinde bir proton deposu vardır ve H+ birikir. Mitokondri gibi kloroplastlar da ikiye bölünerek otonom üreme yeteneğine sahiptir. Alt bitkilerin kloroplastlarına denir kromatoforlar.
lökoplastlar... Dış zar pürüzsüz, iç zar birkaç tilakoid oluşturur. Stroma, dairesel "çıplak" DNA, ribozomlar, yedek besinlerin sentezi ve hidrolizi için enzimler içerir. Pigmentler yok. Özellikle birçok lökoplastta yeraltı bitki organlarının (kökler, yumrular, rizomlar vb.) .). amiloplastlar- nişastayı sentezler ve biriktirir , elioplastlar- yağlar , proteinoplastlar- proteinler. Aynı lökoplastta farklı maddeler birikebilir.
Kromoplastlar. Dış zar pürüzsüz, iç veya aynı zamanda pürüzsüzdür veya tek tilakoidler oluşturur. Stroma dairesel DNA ve pigmentler içerir. - karotenoidler kromoplastlara sarı, kırmızı veya turuncu renk verir. Pigment birikiminin şekli farklıdır: kristaller şeklinde, lipid damlalarında çözünmüş vb. Kromoplastlar, plastid gelişiminin son aşaması olarak kabul edilir.
Plastidler karşılıklı olarak birbirlerine dönüşebilir: lökoplastlar - kloroplastlar - kromoplastlar.
Tek zarlı organeller (EPS, Golgi aygıtı, lizozomlar). Yapıları ve işlevleri.
boru şeklinde ve vakum sistemi zarlarla sınırlanan ve hücrenin sitoplazmasına yayılan boru şeklindeki veya düzleştirilmiş (kisterna) boşlukların birbirine bağlanması veya ayrılmasıyla oluşturulur. Adlandırılmış sistemde, kaba ve pürüzsüz sitoplazmik retikulum... Kaba bir ağın yapısının özelliği, zarlarına bir polis tarafından bağlanmasıdır. Bu nedenle, esas olarak hücreden çıkarılan, örneğin bez hücreleri tarafından salgılanan belirli bir protein kategorisini sentezleme işlevini yerine getirir. Kaba ağ alanında, sitoplazmik zarların proteinleri ve lipitleri ve bunların montajı oluşur. Katmanlı bir yapıda yoğun bir şekilde paketlenmiş kaba bir ağın sarnıçları, en aktif protein sentezinin yerleridir ve denir. ergastoplazma.
Düz sitoplazmik retikulumun zarları polisomlardan yoksundur. İşlevsel olarak, bu ağ karbonhidratların, yağların ve steroid hormonları (gonadlarda, adrenal kortekste) gibi diğer protein olmayan maddelerin değişimi ile ilişkilidir. Maddelerin, özellikle glandüler hücre tarafından salgılanan materyalin hareketi, tübüller ve sarnıçlar boyunca, sentez yerinden granüllerdeki paketleme bölgesine kadar gerçekleşir. Karaciğer hücrelerinin düzgün bir ağ yapısı, zararlı toksik maddeler, bazı ilaçlar (barbitüratlar) açısından zengin bölgelerinde yok edilir ve zararsız hale getirilir. Düz çizgili kas ağının veziküllerinde ve tübüllerinde, kasılma sürecinde önemli bir rol oynayan kalsiyum iyonları depolanır (biriktirilir).
Golgi kompleksi- olarak adlandırılan düz zar keseleri yığınıdır. sarnıçlar... Tanklar birbirinden tamamen izole edilmiştir ve birbirine bağlı değildir. Sarnıçlardan kenarlar boyunca çok sayıda tüp ve kabarcıklar çıkar. Zaman zaman, sentezlenmiş maddelere sahip vakuoller (kabarcıklar), Golgi kompleksine hareket eden ve onunla birleşen EPS'den ayrılır. EPS'de sentezlenen maddeler daha karmaşık hale gelir ve Golgi kompleksinde birikir. Golgi kompleksinin işlevleri :1- Golgi kompleksinin tanklarında, EPS'den alınan maddelerin daha fazla kimyasal dönüşümü ve komplikasyonu gerçekleşir. Örneğin hücre zarının yenilenmesi için gerekli olan maddeler (glikoproteinler, glikolipidler) oluşur, polisakkaritler.
2- Golgi kompleksinde bir madde birikimi ve bunların geçici "depolanması" vardır.
3- Oluşan maddeler kabarcıklar (vakuoller içinde) "paketlenir" ve bu formda hücre içinde hareket ederler.
4- Golgi kompleksinde lizozomlar (yarma enzimli küresel organeller) oluşur.
lizozomlar- duvarları tek bir zardan oluşan küçük küresel organeller; litik içermek(parçalayıcı) enzimler. İlk olarak, Golgi kompleksinden ayrılan lizozomlar, aktif olmayan enzimler içerir. Belirli koşullar altında enzimleri aktive olur. Lizozom, fagositik veya pinositik bir vakuol ile birleştiğinde, çeşitli maddelerin hücre içi sindiriminin meydana geldiği bir sindirim vakuolü oluşur.
Lizozomların işlevleri :1- Fagositoz ve pinositoz sonucu emilen maddelerin ayrışması gerçekleştirilir. Biyopolimerler, hücreye giren ve onun ihtiyaçları için kullanılan monomerlere parçalanır.
Çekirdek ve yapısal bileşenleri
Örneğin, yeni organik maddeleri sentezlemek için kullanılabilirler veya enerji üretmek için daha fazla bozunabilirler.
2- Eski, hasarlı, fazla organelleri yok edin. Organellerin bölünmesi, hücre açlığı sırasında da meydana gelebilir.
kofullar- su ve içinde çözünmüş maddelerin rezervuarı olan küresel tek zarlı organeller. Vakuoller şunları içerir: fagositik ve pinositik vakuoller, sindirim vakuolleri, EPS'den ayrılan veziküller ve Golgi kompleksi. Hayvan hücresinin vakuolleri küçüktür, çoktur, ancak hacimleri toplam hücre hacminin% 5'ini geçmez. Onların ana işlevi - Hücre içinden maddelerin taşınması, organeller arasındaki ilişkinin uygulanması.
Bir bitki hücresinde, vakuoller hacmin %90'ını oluşturur.
Olgun bir bitki hücresinde, bir vakuol merkezi bir konuma sahiptir. Bir bitki hücresinin kofulunun zarı bir tonoplasttır, içeriği hücre özüdür. Bir bitki hücresindeki vakuollerin işlevleri: hücre zarını gergin tutmak, hücrenin atık ürünleri de dahil olmak üzere çeşitli maddelerin birikmesi. Kofullar fotosentetik işlemler için su sağlar. İçerebilir:
- hücrenin kendisi tarafından kullanılabilecek yedek maddeler (organik asitler, amino asitler, şekerler, proteinler). - hücre metabolizmasından uzaklaştırılan ve vakuollerde biriken maddeler (fenoller, tanenler, alkaloidler vb.) - fitohormonlar, fitokitler,
- hücre özsuyuna mor, kırmızı, mavi, mor ve bazen sarı veya krem rengi veren pigmentler (boyalar). Çiçeklerin, meyvelerin, köklerin taç yapraklarını renklendiren hücre özsuyunun pigmentleridir.
14. Zar dışı organeller (mikrotübüller, hücre merkezi, ribozomlar). Yapıları ve işlevleri.ribozom - protein biyosentezini gerçekleştiren zar olmayan bir hücre organoidi. Küçük ve büyük olmak üzere iki alt birimden oluşur. Ribozom, çerçevesini oluşturan 3-4 r-RNA molekülünden ve çeşitli proteinlerin birkaç düzine molekülünden oluşur. Ribozomlar çekirdekçikte sentezlenir. Bir hücrede ribozomlar, granüler EPS'nin yüzeyinde veya hücrenin hyaloplazmasında bir polisom şeklinde yer alabilir. polisom - bir i-RNA kompleksi ve ondan bilgi okuyan birkaç ribozomdur. İşlev ribozom- protein biyosentezi. Ribozomlar EPS üzerinde bulunuyorsa, sentezledikleri proteinler tüm organizmanın ihtiyaçları için kullanılır, hyaloplazmanın ribozomları hücrenin kendi ihtiyaçları için protein sentezler. Prokaryotik hücrelerin ribozomları, ökaryotların ribozomlarından daha küçüktür. Aynı küçük ribozomlar mitokondri ve plastidlerde bulunur.
mikrotübüller - indirgenemez protein tübülinden oluşan içi boş silindirik hücre yapıları. Mikrotübüller kasılma yeteneğine sahip değildir. Mikrotübülün duvarları, tübülin proteininin 13 filamentinden oluşur. Mikrotübüller, hücrelerin hyaloplazmasının kalınlığında bulunur.
kirpikler ve kamçı - hareket organelleri. Ana işlev - hücrelerin hareketi veya çevreleyen sıvının veya parçacıkların hücreleri boyunca hareket. Çok hücreli bir organizmada kirpikler, solunum yolu epitelinin, fallop tüplerinin ve flagellanın - spermatozoa için - karakteristiktir. Kirpikler ve kamçı sadece boyut olarak farklıdır - kamçı daha uzundur. 9 (2) + 2 sistemine göre düzenlenmiş mikrotübüllere dayanırlar.Bu, merkezinde 2 tekli mikrotübül bulunan bir silindirin duvarını oluşturan 9 çift mikrotübül (ikili) anlamına gelir. Bazal korpüsküller, kirpiklerin ve kamçıların desteğidir. Bazal gövde, 9 üçlü (üçlü) mikrotübülden oluşan silindirik bir şekle sahiptir, bazal gövdenin merkezinde mikrotübül yoktur.
Cl e tam merkez — Hemen hemen tüm hayvan ve bazı bitki hücrelerinin sabit yapısı olan mitotik merkez, bölünen bir hücrenin kutuplarını belirler (bkz. Mitoz). . Hücre merkezi genellikle iki merkezcilden oluşur - 0,2-0,8 arasında değişen yoğun granüller um, birbirine dik açılarda yerleştirilmiştir. Mitotik aparat oluşturulduğunda, merkezciller hücrenin kutuplarına doğru ayrılır ve hücre bölünme milinin yönünü belirler. Bu nedenle, K. c'ye göre daha doğrudur. aramak mitotik merkez, bunu yansıtan fonksiyonel önemi, özellikle sadece bazı hücrelerde olduğu için To. c. merkezinde yer almaktadır. Organizmanın gelişimi sırasında hem To. C.'nin konumu değişir. hücrelerde ve şekli. Hücre bölünmesi sırasında, yavru hücrelerin her biri bir çift merkezcil alır. İki katına çıkma süreci, önceki hücre bölünmesinin sonunda daha sık meydana gelir. Bir dizi patolojik hücre bölünmesi formunun ortaya çıkması, anormal bölünme To. C.
Her şeyin iç yapısı hakkında güvenilir verilerin ortaya çıkmasından çok önce, Yunan düşünürler maddeyi sürekli hareket halinde olan en küçük ateşli parçacıklar şeklinde hayal ettiler. Muhtemelen, şeylerin dünya düzenine ilişkin bu vizyon, tamamen mantıksal çıkarımlardan çıkarılmıştır. Bu ifadenin bazı saflıklarına ve mutlak kanıt eksikliğine rağmen, doğru olduğu ortaya çıktı. Bilim adamları cesur tahmini sadece yirmi üç yüzyıl sonra doğrulayabilseler de.
atomların yapısı
19. yüzyılın sonunda, içinden akım geçen bir deşarj tüpünün özellikleri araştırıldı. Gözlemler, bu durumda iki parçacık akışının yayıldığını göstermiştir:
Katot ışınlarının negatif parçacıklarına elektron denirdi. Daha sonra, birçok işlemde aynı yük-kütle oranına sahip parçacıklar keşfedildi. Elektronlar, çeşitli atomların evrensel bileşenleri gibi görünüyordu, iyonlar ve atomlar bombardımana tutulduğunda oldukça kolay bir şekilde ayrıldı.
Pozitif yük taşıyan parçacıklar, bir veya daha fazla elektron kaybettikten sonra atom parçaları gibi göründü. Aslında, pozitif ışınlar, negatif parçacıklardan yoksun ve bunun sonucunda pozitif bir yüke sahip olan atom gruplarıydı.
Thompson'ın modeli
Deneylere dayanarak, pozitif ve negatif parçacıkların atomun özünü temsil ettiği, onun bileşenleri olduğu bulundu. İngiliz bilim adamı J. Thomson teorisini önerdi. Ona göre, atomun yapısı ve atom çekirdeği, bir pastadaki kuru üzüm gibi, negatif yüklerin pozitif yüklü bir topun içine sıkıştırıldığı bir tür kütleydi. Yük telafisi, pastayı elektriksel olarak nötr yaptı.
Rutherford'un modeli
Genç Amerikalı bilim adamı Rutherford, alfa parçacıklarından sonra kalan izleri analiz ederek, Thompson'ın modelinin kusurlu olduğu sonucuna vardı. Bazı alfa parçacıkları küçük açılarda - 5-10 o - saptı. Nadir durumlarda, alfa parçacıkları 60-80 o gibi geniş açılarda sapıyordu ve istisnai durumlarda açılar çok büyüktü - 120-150 o. Thompson'ın atom modeli böyle bir farkı açıklayamazdı.
Rutherford, atomun ve atom çekirdeğinin yapısını açıklamak için yeni bir model önerir. Süreç fiziği, bir atomun etrafında dönen küçük bir çekirdek ve elektronlarla birlikte %99 boş olması gerektiğini belirtir.
Darbeler sırasındaki sapmaları atomun parçacıklarının kendi elektrik yüklerine sahip olmasıyla açıklar. Atomik elementler, yüklü parçacıkları bombardıman etmenin etkisi altında, makro kozmosta sıradan yüklü cisimler gibi davranırlar: aynı yüklere sahip parçacıklar birbirini iter ve zıt yüklere sahip olanlar çeker.
atomların durumu
Geçen yüzyılın başında, ilk parçacık hızlandırıcılar piyasaya sürüldüğünde, atom çekirdeğinin yapısını ve atomun kendisini açıklayan tüm teoriler deneysel doğrulamayı bekliyordu. O zamana kadar, alfa ve beta ışınlarının atomlarla etkileşimleri zaten kapsamlı bir şekilde incelenmişti. 1917 yılına kadar atomların ya kararlı ya da radyoaktif olduğuna inanılıyordu. Kararlı atomlar bölünemez, radyoaktif çekirdeklerin bozunması kontrol edilemez. Ancak Rutherford bu görüşü çürütmeyi başardı.
ilk proton
1911'de E. Rutherford, tüm çekirdeklerin, temeli hidrojen atomu olan aynı elementlerden oluştuğu fikrini ortaya koydu. Bilim adamının bu fikri, maddenin yapısıyla ilgili önceki çalışmaların önemli bir sonucuyla ortaya çıktı: tüm kimyasal elementlerin kütleleri, kalansız hidrojen kütlesine bölünür. Yeni varsayım, atom çekirdeğinin yapısını yeni bir şekilde görmeye izin vererek benzeri görülmemiş olasılıklar açtı. Nükleer reaksiyonların yeni hipotezi doğrulaması veya reddetmesi gerekiyordu.
Deneyler 1919'da azot atomları ile yapıldı. Rutherford, onları alfa parçacıklarıyla bombalayarak inanılmaz bir sonuç elde etti.
N atomu bir alfa parçacığını emdi, ardından bir oksijen atomu O17'ye dönüştü ve bir hidrojen çekirdeği yaydı. Bu, bir elementin atomunun diğerine ilk yapay dönüşümüydü. Böyle bir deneyim, atom çekirdeğinin yapısının ve mevcut süreçlerin fiziğinin diğer nükleer dönüşümlerin gerçekleştirilmesine izin verdiğine dair umut verdi.
Bilim adamı deneylerinde sintilasyon yöntemini kullandı - flaş. Parlama sıklığına göre, atom çekirdeğinin bileşimi ve yapısı, üretilen parçacıkların özellikleri, atom kütleleri ve seri numaraları hakkında sonuçlar çıkardı. Bilinmeyen parçacık Rutherford tarafından bir proton olarak adlandırıldı. Tek elektronundan yoksun bir hidrojen atomunun tüm özelliklerine sahipti - tek bir pozitif yük ve buna karşılık gelen bir kütle. Böylece proton ve hidrojen çekirdeğinin tek ve aynı parçacıklar olduğu kanıtlandı.
1930'da, ilk büyük hızlandırıcılar yapılıp piyasaya sürüldüğünde, Rutherford'un atom modeli doğrulandı ve kanıtlandı: her hidrojen atomu, konumu belirlenemeyen yalnız bir elektrondan ve içinde yalnız bir pozitif proton bulunan gevşek bir atomdan oluşur. . Protonlar, elektronlar ve alfa parçacıkları bombardıman sırasında atomdan uçabildiğinden, bilim adamları bunların atomun herhangi bir çekirdeğinin bileşenleri olduğunu düşündüler. Ancak çekirdeğin atomunun böyle bir modeli kararsız görünüyordu - elektronlar çekirdeğe sığmayacak kadar büyüktü, ayrıca momentum yasasının ihlali ve enerjinin korunumu ile ilgili ciddi zorluklar vardı. Bu iki yasa, sıkı muhasebeciler gibi, bombalandığında momentum ve kütlenin bilinmeyen bir yönde kaybolduğunu söyledi. Bu yasalar genel olarak kabul edildiğinden, böyle bir sızıntı için bir açıklama bulunması gerekiyordu.
nötronlar
Dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları, atomların yeni kurucu çekirdeklerini keşfetmeyi amaçlayan deneyler yaptılar. 1930'larda Alman fizikçiler Becker ve Bothe berilyum atomlarını alfa parçacıklarıyla bombaladılar. Bu durumda, G-ışınları olarak adlandırılmasına karar verilen bilinmeyen bir radyasyon kaydedildi. Ayrıntılı çalışmalar, yeni ışınların bazı özelliklerinden bahsetti: kesinlikle düz bir çizgide yayılabilirler, elektrik ve manyetik alanlarla etkileşime girmediler ve yüksek nüfuz etme yeteneğine sahiptiler. Daha sonra, bu tür radyasyonu oluşturan parçacıklar, alfa parçacıklarının diğer elementlerle - bor, krom ve diğerleri - etkileşiminde bulundu.
Chadwick'in hipotezi
Daha sonra Rutherford'un bir meslektaşı ve öğrencisi olan James Chadwick, daha sonra genel olarak tanınan Nature dergisinde kısa bir mesaj verdi. Chadwick, yeni radyasyonun her birinin kütlesi yaklaşık olarak bir protonun kütlesine eşit olan bir nötr parçacık akışı olduğunu varsayarsak, korunum yasalarındaki çelişkilerin kolayca çözülebileceğine dikkat çekti. Bu varsayımı göz önünde bulundurarak fizikçiler, atom çekirdeğinin yapısını açıklayan hipotezi büyük ölçüde desteklediler. Kısaca, eklemelerin özü yeni bir parçacığa ve atomun yapısındaki rolüne indirgenmiştir.
nötron özellikleri
Keşfedilen parçacığa "nötron" adı verildi. Yeni keşfedilen parçacıklar, etraflarında elektromanyetik alanlar oluşturmadılar, enerji kaybetmeden maddenin içinden kolayca geçtiler. Hafif atom çekirdekleriyle nadir çarpışmalarda, nötron, enerjisinin önemli bir bölümünü kaybederken çekirdeği atomdan çıkarabilir. Atom çekirdeğinin yapısı, her maddede farklı sayıda nötron bulunduğunu varsaydı. Aynı nükleer yüke sahip ancak farklı sayıda nötron içeren atomlara izotop denir.
Nötronlar, alfa parçacıkları için harika bir yedek olarak hizmet ettiler. Şu anda, atom çekirdeğinin yapısını incelemek için kullanılanlar onlardır. Bilim için önemlerini kısaca açıklamak imkansızdır, ancak atom çekirdeğinin nötronlarla bombardımanı sayesinde fizikçiler neredeyse bilinen tüm elementlerin izotoplarını elde edebildiler.
Atom çekirdeği bileşimi
Şu anda, atom çekirdeğinin yapısı, nükleer kuvvetler tarafından bir arada tutulan bir proton ve nötron topluluğudur. Örneğin, bir helyum çekirdeği, iki nötron ve iki protondan oluşan bir yığındır. Hafif elementler neredeyse eşit sayıda proton ve nötrona sahipken, ağır elementler çok daha fazla nötrona sahiptir.
Çekirdeğin yapısının bu resmi, hızlı protonlara sahip modern büyük hızlandırıcılar üzerinde yapılan deneylerle doğrulanır. Protonların elektriksel itme kuvvetleri, yalnızca çekirdeğin kendisinde etkili olan kuvvetli kuvvetlerle dengelenir. Nükleer kuvvetlerin doğası henüz tam olarak anlaşılmamış olsa da, varlıkları pratik olarak kanıtlanmıştır ve atom çekirdeğinin yapısını tam olarak açıklar.
Kütle ve enerji arasındaki bağlantı
1932'de Wilson'ın kamerası, elektron kütlesine sahip pozitif yüklü parçacıkların varlığını kanıtlayan inanılmaz bir fotoğraf yakaladı.
Bundan önce, pozitif elektronlar teorik olarak P. Dirac tarafından tahmin edildi. Kozmik radyasyonda da gerçek bir pozitif elektron bulundu. Yeni parçacığa pozitron adı verildi. İkizi ile çarpışırken - bir elektron, yok olma meydana gelir - iki parçacığın karşılıklı imhası. Bu, belirli bir miktarda enerji açığa çıkarır.
Böylece, makrokozmos için geliştirilen teori, maddenin en küçük elementlerinin davranışlarını açıklamaya tamamen uygundu.
Radyoaktif kontaminasyonun bir özelliği, diğer kirleticiler tarafından kontaminasyonun aksine, insanlar ve çevresel nesneler üzerindeki zararlı etkinin, radyonüklidin (kirletici) kendisinden değil, kaynağı olduğu radyasyondan kaynaklanmasıdır.
Bununla birlikte, bir radyonüklidin toksik bir element olduğu zamanlar vardır. Örneğin, Çernobil nükleer santralindeki kazadan sonra, plütonyum 239, 242 Ru, nükleer yakıt parçacıkları ile çevreye salındı. Plütonyumun bir alfa yayıcı olmasına ve yutulduğunda önemli bir tehlike oluşturmasına ek olarak, plütonyumun kendisi de toksik bir elementtir.
Bu nedenle, iki grup nicel gösterge kullanılır: 1) radyonüklidlerin içeriğini değerlendirmek ve 2) radyasyonun bir nesne üzerindeki etkisini değerlendirmek.
Aktivite- analiz edilen nesnedeki radyonüklid içeriğinin nicel ölçümü. Aktivite, birim zaman başına atomların radyoaktif bozunma sayısı ile belirlenir. Aktivite ölçümünün SI birimi Becquerel'dir (Bq), saniyede bir bozunmaya eşittir (1Bq = 1 dec / s). Bazen sistemik olmayan bir aktivite ölçüm birimi kullanılır - Curie (Ki); 1Ci = 3.7 × 1010 Bq.
radyasyon dozu- radyasyonun bir nesne üzerindeki etkisinin nicel bir ölçüsü.
Radyasyonun bir nesne üzerindeki etkisinin farklı seviyelerde değerlendirilebilmesi nedeniyle: fiziksel, kimyasal, biyolojik; bireysel moleküller, hücreler, dokular veya organizmalar vb. düzeyinde, çeşitli doz türleri kullanılır: emilen, etkin eşdeğer, maruz kalma.
Radyasyon dozundaki zamanla değişimi değerlendirmek için "doz hızı" göstergesi kullanılır. Doz oranı dozun zamana oranıdır. Örneğin, Rusya topraklarında doğal radyasyon kaynaklarından harici maruz kalma doz oranı 4-20 μR / s'dir.
İnsanlar için ana standart - ana doz limiti (1 mSv / yıl) - etkin eşdeğer doz birimlerinde uygulanır. Faaliyet birimlerinde, arazi kirliliği seviyelerinde, VDU, GWP, SanPiN, vb. standartlar vardır.
Atom çekirdeğinin yapısı.
Bir atom, tüm özelliklerini koruyan bir kimyasal elementin en küçük parçacığıdır. Atom, yapısı gereği atomun merkezinde bulunan çok küçük pozitif yüklü bir çekirdek (10-13 cm) ve çekirdeğin etrafında farklı yörüngelerde dönen negatif yüklü elektronlardan oluşan karmaşık bir sistemdir. Elektronların negatif yükü, çekirdeğin pozitif yüküne eşittir, ancak genel olarak elektriksel olarak nötr olduğu ortaya çıkar.
Atom çekirdeği şunlardan oluşur: nükleonlar - nükleer protonlar ( Z - proton sayısı) ve nükleer nötronlar (N, nötron sayısıdır). "Nükleer" protonlar ve nötronlar, serbest haldeki parçacıklardan farklıdır. Örneğin, bir çekirdeğe bağlı olanın aksine serbest bir nötron kararsızdır ve bir proton ve bir elektrona dönüşür.
Nükleon sayısı Am (kütle numarası), proton ve nötron sayılarının toplamıdır: Am = Z + N.
proton - Herhangi bir atomun temel parçacığı, bir elektronun yüküne eşit bir pozitif yüke sahiptir. Bir atomun kabuğundaki elektron sayısı, çekirdekteki proton sayısı ile belirlenir.
nötron - tüm elementlerin başka bir tür nükleer parçacıkları. Sadece bir protondan oluşan hafif hidrojenin çekirdeğinde yoktur. Yükü yoktur ve elektriksel olarak nötrdür. Atom çekirdeğinde nötronlar kararlıdır ve serbest halde kararsızdırlar. Aynı elementin atomlarının çekirdeğindeki nötron sayısı dalgalanabilir, bu nedenle çekirdekteki nötron sayısı elementi karakterize etmez.
Nükleonlar (protonlar + nötronlar), nükleer çekim kuvvetleri tarafından atom çekirdeğinin içinde tutulur. Nükleer kuvvetler elektromanyetik kuvvetlerden 100 kat daha güçlüdür ve bu nedenle benzer yüklü protonları çekirdeğin içinde tutar. Nükleer kuvvetler sadece çok küçük mesafelerde (10-13 cm) kendini gösterir, çekirdeğin bazı dönüşümler sırasında kısmen serbest kalan potansiyel bağlanma enerjisini oluşturur, kinetik enerjiye dönüşür.
Çekirdeğin bileşiminde farklılık gösteren atomlar için "nüklidler" adı ve radyoaktif atomlar için - "radyonüklidler" kullanılır.
nüklidler belirli sayıda nükleon ve belirli bir nükleer yüke sahip atomları veya çekirdekleri çağırın (nüklid A X'in tanımı).
Aynı sayıda nükleon (Am = const) içeren nüklidlere denir. izobarlar.Örneğin, 96 Sr, 96 Y, 96 Zr nüklidleri, Am = 96 nükleon sayısına sahip bir dizi izobara aittir.
Proton sayıları aynı olan nüklidler (Z = const) denir izotoplar. Sadece nötron sayısında farklılık gösterirler, bu nedenle aynı elemente aittirler: 234 U , 235 U, 236 U , 238 U .
izotoplar- aynı sayıda nötrona sahip nüklidler (N = Am -Z = const). Nüklitler: 36 S, 37 Cl, 38 Ar, 39 K, 40 Ca, 20 nötronlu bir dizi izotopa aittir.
İzotoplar genellikle Z X M olarak belirtilir; burada X, bir kimyasal elementin sembolüdür; M, çekirdekteki proton ve nötron sayılarının toplamına eşit kütle numarasıdır; Z, çekirdekteki proton sayısına eşit olan çekirdeğin atom numarası veya yüküdür. Her kimyasal elementin kendi sabit atom numarası olduğundan, genellikle atlanır ve yalnızca kütle numarasının yazılmasıyla sınırlıdır, örneğin: 3 H, 14 C, 137 Cs, 90 Sr, vb.
Aynı kütle numaralarına, ancak farklı yüklere ve dolayısıyla farklı özelliklere sahip olan nükleer atomlara "izobar" denir, bu nedenle örneğin fosfor izotoplarından birinin kütle numarası 32-15 P 32, aynı kütle numarası aşağıdakilerden birine sahiptir. kükürt izotopları - 16 S 32.
Nüklitler kararlı (çekirdekleri kararlıysa ve bozunmuyorsa) ve kararsız (çekirdekleri kararsızsa ve nihayetinde çekirdeğin kararlılığında bir artışa yol açan değişikliklere maruz kalıyorsa) olabilir. Kendiliğinden bozunma yeteneğine sahip kararsız atom çekirdeklerine denir. radyonüklidler. Parçacıkların emisyonu ve (veya) elektromanyetik radyasyonun eşlik ettiği bir atom çekirdeğinin kendiliğinden parçalanması olgusuna denir. radyoaktivite.
Radyoaktif bozunmanın bir sonucu olarak, hem kararlı hem de radyoaktif bir izotop oluşabilir ve bu izotop kendiliğinden bozunur. Bir dizi nükleer dönüşümle birbirine bağlanan bu tür radyoaktif element zincirlerine denir. radyoaktif aileler.
Şu anda, IURAC (Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği) resmi olarak 109 kimyasal elementi adlandırmıştır. Bunlardan sadece 81'i, en ağırı bizmut olan kararlı izotoplara sahiptir. (Z= 83). Kalan 28 element için sadece radyoaktif izotoplar bilinmektedir ve uranyum (U ~ 92) doğada bulunan en ağır elementtir. Doğal nüklidlerin en büyüğü 238 nükleona sahiptir. Toplamda, bu 109 elementin yaklaşık 1700 nüklidinin varlığı şimdi kanıtlanmıştır ve tek tek elementler için bilinen izotopların sayısı 3'ten (hidrojen için) 29'a (platin için) kadar değişmektedir.
Atom çekirdeği- bu, atomun proton ve nötronlardan (birlikte denir) oluşan merkezi kısmıdır. nükleonlar).
Çekirdek, 1911'de E. Rutherford tarafından pasajı incelerken keşfedildi. α -madde yoluyla parçacıklar. Atomun neredeyse tüm kütlesinin (% 99.95) çekirdekte yoğunlaştığı ortaya çıktı. Atom çekirdeğinin boyutu, elektron kabuğunun boyutundan 10.000 kat daha küçük olan 10 -1 3 -10 - 12 cm mertebesindedir.
E. Rutherford tarafından önerilen atomun gezegen modeli ve hidrojen çekirdeklerinin deneysel gözlemi bozuldu α -Diğer elementlerin çekirdeklerinden gelen parçacıklar (1919-1920), bilim insanını şu düşünceye yöneltti: proton... Proton terimi 1920'lerin başında tanıtıldı.
Proton (Yunancadan. protonlar- ilk, sembol P) Kararlı bir temel parçacıktır, bir hidrojen atomunun çekirdeğidir.
Proton- yükü bir elektronun yüküne mutlak değerde eşit olan pozitif yüklü bir parçacık e= 1,6 10 -1 9 Cl. Bir protonun kütlesi, bir elektronun kütlesinin 1836 katıdır. Bir protonun dinlenme kütlesi m p= 1.6726231 10 -27 kg = 1.007276470 amu
Çekirdekteki ikinci parçacık nötron.
nötron (lat. kısırlaştırmak- ne biri ne de diğeri, sembol n) Yükü olmayan, yani nötr olan temel bir parçacıktır.
Nötronun kütlesi elektronun kütlesinin 1839 katıdır. Bir nötronun kütlesi, bir protonun kütlesine neredeyse eşittir (biraz daha fazladır): serbest bir nötronun geri kalan kütlesi mn= 1.6749286 10 -27 kg = 1.0008664902 amu ve bir protonun kütlesini bir elektronun kütlesinin 2,5 katı kadar aşar. Nötron, genel adı altında proton ile birlikte nükleon atom çekirdeğinin bir parçasıdır.
Nötron, 1932'de berilyum bombardımanı sırasında E. Rutherford'un öğrencisi D. Chadwig tarafından keşfedildi. α -parçacıklar. Yüksek nüfuz etme kabiliyetine sahip (10-20 cm kalınlığında bir kurşun levhanın bariyerini aşan) ortaya çıkan radyasyon, parafin levhadan geçerken etkisini yoğunlaştırdı (şekle bakın). Joliot-Curies tarafından yapılan Wilson odasındaki izlerden bu parçacıkların enerjisinin tahmini ve ek gözlemler, bu ilk varsayımı dışlamayı mümkün kıldı. γ -kuantlar. Nötron adı verilen yeni parçacıkların büyük nüfuz etme yeteneği, elektronötraliteleriyle açıklanıyordu. Sonuçta, yüklü parçacıklar aktif olarak madde ile etkileşime girer ve enerjilerini hızla kaybeder. Nötronların varlığı, D. Chadwig'in deneylerinden 10 yıl önce E. Rutherford tarafından tahmin edildi. vuruşta α - berilyum çekirdeğindeki parçacıklar, aşağıdaki reaksiyon gerçekleşir:
İşte nötronun sembolü; yükü sıfıra eşittir ve bağıl atom kütlesi yaklaşık olarak bire eşittir. Bir nötron kararsız bir parçacıktır: ~ 15 dakikalık bir sürede serbest bir nötron. bir protona, bir elektrona ve bir nötrinoya bozunur - dinlenme kütlesinden yoksun bir parçacık.
1932'de J. Chadwick tarafından nötronun keşfinden sonra, D. Ivanenko ve V. Heisenberg bağımsız olarak önerdiler. proton-nötron (nükleon) nükleer modeli... Bu modele göre çekirdek, proton ve nötronlardan oluşur. proton sayısı Z D. I. Mendeleev tablosundaki elementin sıra numarası ile çakışır.
çekirdek şarj Q proton sayısı ile belirlenir Zçekirdeği oluşturan ve elektron yükünün mutlak değerinin bir katıdır e:
Q = + Z.
Numara Z aranan çekirdeğin yük sayısı veya atomik numara.
Çekirdeğin kütle numarası A içinde bulunan toplam nükleon, yani proton ve nötron sayısı olarak adlandırılır. Çekirdekteki nötron sayısı harf ile gösterilir. n... Buna göre kütle numarası:
A = Z + N.
Nükleonlara (proton ve nötron) bire eşit bir kütle numarası atanır, elektron - sıfır.
Çekirdeğin bileşimi fikri de keşifle kolaylaştırıldı. izotoplar.
İzotoplar (Yunancadan. iso'lar- eşit, aynı ve topoa- yer), atom çekirdeği aynı sayıda protona sahip olan aynı kimyasal elementin atom çeşitleridir ( Z) ve farklı sayıda nötron ( n).
Bu tür atomların çekirdeklerine izotop da denir. izotoplar nüklidler bir element. Nüklit (lat. çekirdek- çekirdek) - verilen sayılarla herhangi bir atom çekirdeği (sırasıyla atom) Z ve n... Nüklitlerin genel tanımı ……. nerede x- kimyasal bir elementin sembolü, A = Z + N- kütle Numarası.
İzotoplar, adlarının geldiği Periyodik Element Tablosunda aynı yeri işgal eder. İzotoplar, kural olarak, nükleer özelliklerinde (örneğin, nükleer reaksiyonlara girme yeteneklerinde) önemli ölçüde farklılık gösterir. İzotopların kimyasal (b neredeyse aynı ölçüde fiziksel) özellikleri aynıdır. Bunun nedeni, bir elementin kimyasal özelliklerinin, atomun elektron kabuğunun yapısını etkileyen kişi olduğu için çekirdeğin yükü tarafından belirlenmesidir.
İstisna, hafif elementlerin izotoplarıdır. hidrojen izotopları 1 n — protiyum, 2 n— döteryum, 3 n — trityum kütleleri o kadar güçlü farklıdır ki fiziksel ve kimyasal özellikleri farklıdır. Döteryum stabildir (yani radyoaktif değildir) ve sıradan hidrojende küçük bir safsızlık (1:4500) olarak bulunur. Döteryum oksijenle birleşince ağır su oluşur. Normal atmosfer basıncında 101,2 °C'de kaynar ve +3,8 °C'de donar. trityum β -Yaklaşık 12 yıllık bir yarı ömre sahip radyoaktif.
Tüm kimyasal elementlerin izotopları vardır. Bazı elementlerin yalnızca kararsız (radyoaktif) izotopları vardır. Tüm elementler için radyoaktif izotoplar yapay olarak elde edildi.
Uranyum izotopları. Uranyum elementinin iki izotopu vardır - kütle numaraları 235 ve 238. İzotop, daha yaygın olanın sadece 1/140'ıdır.
Maddenin bileşimini inceleyen bilim adamları, tüm maddelerin moleküllerden ve atomlardan oluştuğu sonucuna vardılar. Uzun bir süre boyunca, atom (Yunanca "bölünemez" den çevrilmiştir) maddenin en küçük yapısal birimi olarak kabul edildi. Ancak daha sonraki araştırmalar atomun karmaşık bir yapıya sahip olduğunu ve buna karşılık daha küçük parçacıklar içerdiğini gösterdi.
Atom nelerden oluşur?
1911'de bilim adamı Rutherford, atomun pozitif yüklü bir merkezi kısma sahip olduğunu öne sürdü. Atom çekirdeği kavramı ilk kez böyle ortaya çıktı.
Rutherford'un gezegen modeli olarak adlandırılan şemasına göre, bir atom bir çekirdekten ve negatif yüklü temel parçacıklardan oluşur - tıpkı gezegenlerin Güneş'in etrafında dönmesi gibi, çekirdeğin etrafında hareket eden elektronlar.
1932'de başka bir bilim adamı olan Chadwick, elektrik yükü olmayan bir parçacık olan nötronu keşfetti.
Modern kavramlara göre, çekirdekler Rutherford tarafından önerilen gezegen modeline karşılık gelir. Çekirdek, atom kütlesinin çoğunu taşır. Ayrıca pozitif bir yükü var. Atom çekirdeği protonlar - pozitif yüklü parçacıklar ve nötronlar - yük taşımayan parçacıklar içerir. Proton ve nötronlara nükleon denir. Negatif yüklü parçacıklar - elektronlar - çekirdeğin etrafında dönerler.
Çekirdekteki proton sayısı yörüngede hareket edenlere eşittir. Sonuç olarak, atomun kendisi yük taşımayan bir parçacıktır. Bir atom diğer insanların elektronlarını yakalarsa veya kendi elektronlarını kaybederse, pozitif veya negatif olur ve iyon olarak adlandırılır.
Elektronlar, protonlar ve nötronlar topluca atom altı parçacıklar olarak adlandırılır.
nükleer yük
Çekirdeğin Z yük sayısı vardır. Atom çekirdeğini oluşturan proton sayısı ile belirlenir. Bu miktarı bulmak kolaydır: sadece Mendeleev'in periyodik sistemine bakın. Atomun ait olduğu elementin sıra sayısı çekirdekteki proton sayısına eşittir. Bu nedenle, seri numarası 8 kimyasal element oksijene karşılık geliyorsa, proton sayısı da sekize eşit olacaktır. Bir atomdaki proton ve elektron sayısı aynı olduğundan, sekiz elektron da olacaktır.
Nötron sayısına izotop numarası denir ve N harfi ile gösterilir. Sayıları aynı kimyasal elementin bir atomunda farklılık gösterebilir.
Çekirdekteki protonların ve elektronların toplamına atomun kütle numarası denir ve A harfi ile gösterilir. Böylece kütle numarasının hesaplanması için formül şöyle görünür: A = Z + N.
izotoplar
Elementlerin proton ve elektron sayıları eşit, nötron sayıları farklıysa, bunlara kimyasal elementin izotopları denir. Bir veya birkaç izotop olabilir. Periyodik tablonun aynı hücresine yerleştirilirler.
İzotoplar kimya ve fizikte büyük önem taşır. Örneğin, hidrojen izotopu - döteryum - oksijenle birleşerek ağır su adı verilen tamamen yeni bir madde oluşturur. Normalden farklı bir kaynama ve donma noktasına sahiptir. Ve döteryumun başka bir hidrojen izotopu, trityum ile kombinasyonu, termonükleer bir füzyon reaksiyonuna yol açar ve büyük miktarda enerji üretmek için kullanılabilir.
Çekirdek ve atom altı parçacıkların kütlesi
Atomların boyutları ve kütlesi insan zihninde önemsizdir. Çekirdeğin boyutu yaklaşık 10 -12 cm'dir Bir atom çekirdeğinin kütlesi, fizikte atomik kütle birimleri - amu olarak ölçülür.
bir amu için bir karbon atomunun kütlesinin on ikide birini alın. Olağan ölçü birimlerini (kilogram ve gram) kullanarak, kütle aşağıdaki denklemle ifade edilebilir: 1 amu. = 1.660540 · 10 -24 g Bu şekilde ifade edildiğinde mutlak atom kütlesi olarak adlandırılır.
Atom çekirdeği, atomun en büyük bileşeni olmasına rağmen, etrafındaki elektron bulutuna göre boyutları son derece küçüktür.
nükleer kuvvetler
Atom çekirdekleri son derece esnektir. Bu, protonların ve nötronların bir tür kuvvet tarafından çekirdekte tutulduğu anlamına gelir. Bunlar elektromanyetik kuvvetler olamaz, çünkü protonlar yüklü parçacıklar gibidir ve aynı yüke sahip parçacıkların birbirini ittiği bilinmektedir. Yerçekimi kuvvetleri nükleonları bir arada tutamayacak kadar zayıftır. Sonuç olarak, parçacıklar çekirdekte başka bir etkileşim - nükleer kuvvetler tarafından tutulur.
Nükleer etkileşim, doğada var olanların en güçlüsü olarak kabul edilir. Bu nedenle, atom çekirdeğinin elementleri arasındaki bu tür etkileşime güçlü denir. Elektromanyetik kuvvetlerin yanı sıra birçok temel parçacıkta bulunur.
Nükleer kuvvetlerin özellikleri
- Kısa oyunculuk. Nükleer kuvvetler, elektromanyetik kuvvetlerin aksine, kendilerini ancak çekirdeğin boyutuna kıyasla çok küçük mesafelerde gösterirler.
- Bağımsızlığı şarj edin. Bu özellik, nükleer kuvvetlerin protonlar ve nötronlar üzerinde aynı şekilde hareket etmesi gerçeğinde kendini gösterir.
- Doyma. Çekirdeğin nükleonları, yalnızca belirli sayıda diğer nükleonlarla etkileşime girer.
çekirdek bağlama enerjisi
Bir başka yakından ilişkili kavram, çekirdeklerin bağlanma enerjisidir. Bir nükleer bağın enerjisi, bir atom çekirdeğini oluşturan nükleonlara bölmek için gereken enerji miktarı olarak anlaşılır. Tek tek parçacıklardan bir çekirdek oluşturmak için gereken enerjiye eşittir.
Bir çekirdeğin bağlanma enerjisini hesaplamak için atom altı parçacıkların kütlesini bilmek gerekir. Hesaplamalar, bir çekirdeğin kütlesinin her zaman onu oluşturan nükleonların toplamından daha az olduğunu gösterir. Kütle kusuru, bir çekirdeğin kütlesi ile proton ve elektronlarının toplamı arasındaki farktır. Kütle ve enerji (E = mc 2) arasındaki ilişki yardımıyla çekirdeğin oluşumu sırasında oluşan enerjiyi hesaplayabilirsiniz.
Çekirdeğin bağlanma enerjisinin gücü aşağıdaki örnekle değerlendirilebilir: birkaç gram helyum oluştuğunda, birkaç ton kömürün yakılmasıyla aynı miktarda enerji üretilir.
nükleer reaksiyonlar
Atomların çekirdekleri, diğer atomların çekirdekleri ile etkileşime girebilir. Bu tür etkileşimlere nükleer reaksiyonlar denir. İki tür reaksiyon vardır.
- Fisyon reaksiyonları. Etkileşim sonucunda daha ağır çekirdekler daha hafif olanlara parçalandığında ortaya çıkarlar.
- Sentez reaksiyonları. Fisyon işleminin tersi: çekirdekler çarpışır, böylece daha ağır elementler oluşturur.
Tüm nükleer reaksiyonlara, daha sonra sanayide, orduda, enerji sektöründe vb. Kullanılan enerjinin salınımı eşlik eder.
Atom çekirdeğinin bileşimini inceledikten sonra, aşağıdaki sonuçlar çıkarılabilir.
- Bir atom, etrafında proton ve nötronlar ve elektronlar içeren bir çekirdekten oluşur.
- Bir atomun kütle numarası, çekirdeğindeki nükleonların toplamına eşittir.
- Nükleonlar güçlü etkileşimlerle bir arada tutulur.
- Atom çekirdeğine kararlılık veren muazzam kuvvetlere çekirdek bağlama enerjileri denir.
