ატომის ბირთვის სტრუქტურა თანამედროვე მეცნიერების ერთ-ერთი ყველაზე ფუნდამენტური საკითხია. ამ სფეროში მუდმივმა ექსპერიმენტებმა მეცნიერებს საშუალება მისცა არა მხოლოდ მაღალი სიზუსტით დაედგინათ რა არის ატომი, არამედ აქტიურად გამოეყენებინათ მიღებული ცოდნა სხვადასხვა ინდუსტრიაში და უახლესი იარაღის შექმნაში.
პლანეტაზე ყველაფრის აგებულების საკითხი მეცნიერებისთვის უხსოვარი დროიდან იყო დაინტერესებული. ასე რომ, ძველ საბერძნეთშიც კი, ზოგიერთი მეცნიერი თვლიდა, რომ მატერია იყო ერთი და განუყოფელი მისი სტრუქტურა, ხოლო მათი ოპონენტები ამტკიცებდნენ, რომ მატერია იყოფა და შედგებოდა ყველაზე პატარა ნაწილაკებისგან - ატომებისგან, ამიტომ სხვადასხვა ობიექტების თვისებები იმდენად განსხვავდება ერთმანეთისგან.
მოლეკულების სტრუქტურის შესწავლაში გარღვევა მოხდა მე-18 საუკუნეში, როდესაც M. V. ლომონოსოვმა, ლ. ლავუაზიემ, დ. დალტონმა, ა. ავოგადრომ ჩაუყარეს საფუძველი ატომურ-მოლეკულურ თეორიას, რომლის მიხედვითაც ბუნებაში ყველაფერი შედგება მოლეკულებისგან და ისინი, თავის მხრივ, შედგება მოლეკულებისგან.განუყოფელი ნაწილაკები – ატომები, რომელთა ურთიერთქმედება ერთმანეთთან განსაზღვრავს გარკვეული ნივთიერების ძირითად თვისებებს.
მოლეკულების და ატომების სტრუქტურის შესწავლის ახალი ეტაპი დაიწყო მე-19 საუკუნის ბოლოს, როდესაც ე. რეზერფორდმა და სხვა რიგმა მეცნიერებმა გააკეთეს აღმოჩენები, რის შედეგადაც ატომის სტრუქტურა და ატომის ბირთვი სრულიად ახალ შუქზე გამოჩნდა. ასე რომ, აღმოჩნდა, რომ ატომი საერთოდ არ არის განუყოფელი ნაწილაკი, პირიქით, ის შედგება კიდევ უფრო მცირე კომპონენტებისგან - ბირთვისა და ელექტრონებისგან, რომლებიც მის გარშემო მოძრაობენ რთული ორბიტებით. ატომის ზოგადი ნეიტრალიტეტმა განაპირობა დასკვნა, რომ უარყოფითი მუხტის მქონე ელექტრონები უნდა იყოს დაბალანსებული დადებითი მუხტის მქონე ელემენტებით. როგორც მოგვიანებით გაირკვა, ასეთი ელემენტები ნამდვილად არსებობს: მათ ეწოდა ɑ-ნაწილაკები, ანუ პროტონები.
თანამედროვე სამეცნიერო ცოდნა ვარაუდობს, რომ ატომის ბირთვის სტრუქტურა ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე ასი წლის წინ ჩანდა. ასე რომ, დღეს ცნობილია, რომ ატომის ბირთვში შედის არა მხოლოდ პროტონები, არამედ ნაწილაკები, რომლებსაც არ აქვთ მუხტი - ნეიტრონები. პროტონებსა და ნეიტრონებს ერთად უწოდებენ ნუკლეონებს. ვინაიდან ნეიტრონის მასა მხოლოდ 0,14%-ით მეტია პროტონის მასაზე, ეს განსხვავება ჩვეულებრივ უგულებელყოფილია გამოთვლებში.
ბირთის ზომა არის 10-12-დან 10-13 სმ-მდე. ამავდროულად, მიუხედავად იმისა, რომ ატომის მასის 95%-ზე მეტი კონცენტრირებულია ბირთვში, თავად ატომის ზომაა. არის ასი ათასი ჯერ დიდი ვიდრე ბირთვის ზომა.
ძირითადირაოდენობრივი მახასიათებლები, რომლებიც ახასიათებს ატომის ბირთვის სტრუქტურას, შეიძლება ამოღებული იყოს D. I-ს პერიოდული ცხრილიდან. მენდელეევი. მოგეხსენებათ, ბირთვში პროტონების რაოდენობა უდრის მის გარშემო მოძრავი ელექტრონების ჯამს და შეესაბამება ელემენტების ცხრილის სერიულ ნომერს. იმისათვის, რომ გავიგოთ ნეიტრონების რაოდენობა, აუცილებელია სერიული ნომერი გამოვაკლოთ ელემენტის მთლიან მასას და დამრგვალოთ მთელ რიცხვამდე. ნივთიერებებს, რომლებშიც პროტონების რაოდენობა ერთნაირია, მაგრამ ნეიტრონების რაოდენობა განსხვავებულია, იზოტოპები ეწოდება.
ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი კითხვა მეცნიერთა მიერ, რომლებიც სწავლობდნენ ბირთვის სტრუქტურას, იყო საკითხი იმ ძალების შესახებ, რომლებიც იკავებენ პროტონებს, რადგან, რომლებსაც აქვთ იგივე მუხტი, ისინი უნდა მოიგერიონ. კვლევებმა აჩვენა, რომ ბირთვში პროტონებს შორის მანძილი იმდენად მცირეა, რომ მათ შორის მოგერიება უბრალოდ არ ხდება. უფრო მეტიც, ბიონები, რომლებიც განლაგებულია პროტონებს შორის, ხელს უწყობენ მჭიდრო ურთიერთქმედებას და ამ უკანასკნელთა მუდმივ მიზიდულობას ერთმანეთთან.
ატომის ბირთვის სტრუქტურა ჯერ კიდევ სავსეა მრავალი საიდუმლოებით. მათი გადაჭრა არა მხოლოდ დაეხმარება კაცობრიობას უკეთესად გაიგოს სამყაროს სტრუქტურა, არამედ მოახდინოს თვისებრივი გარღვევა მეცნიერებასა და ტექნოლოგიაში.
