ajatuksia luonteesta ympäristöstä alkoi käydä ihmiskunnan kauan ennen kukoistus modernin sivilisaation.Ensinnäkin, ihmiset ovat spekuloitu olemassaolosta jonkin korkeamman voiman, jonka he uskoivat kaikki on ennalta määrätty.Mutta melko pian, filosofit ja pappeja alkoi ajatella sitä, mitä itse asiassa, on hyvin kangas olemassaolon.Teorioita on asetettu, mutta historiallisesta näkökulmasta on tullut hallitseva atomi.
Mikä on atomi kemian?Tämä, samoin kuin kaikki siihen liittyvät aiheet käsitellään tässä artikkelissa.Toivomme, että se löydät vastaukset kaikkiin kysymyksiin.
perustaja atomiteoria
Miten aloittaa ensimmäisellä oppitunnilla kemian?Rakenne atomi - on tärkein teema.Saatat muistaa, että sana "atomi" on käännetty kreikan "jakamaton."Nyt monet historioitsijat uskovat, että ensimmäinen ehdotti, että teoria, puhuttu pieniä hiukkasia, jotka muodostavat kaiken Democritus.Hän asui viidennellä vuosisadalla eKr.
valitettavasti tämä erinomainen ajattelija käytännössä ei tiedetä mitään.Ei ole saavuttanut meille mitään kirjallista lähde niistä hetkistä.Ja koska ajatuksia suurimmista oppineiden aikansa, meidän on opittava vain kirjoituksia Aristoteleen, Platon ja muille Kreikan ajattelijoita.
Joten meidän teema - "rakenne atomin."Kemian, ei kaikilla oli korkeita arvosanoja, mutta monet muistaa, että kaikki havainnot antiikin oppineet rakennettiin yksinomaan päätelmiä.Democritus ollut poikkeus.
Miten perusteltu Democritus?
Hänen logiikka oli hyvin yksinkertainen, mutta samalla nero.Kuvittele, että sinulla on jyrkin veitsi maailmassa.Otat omena, esimerkiksi, ja sitten alkaa leikata se: on kaksi puolikasta neljään osaan, jakaa ne uudelleen ... Sanalla, ennemmin tai myöhemmin saat niukka paksuus viipaleita, niin mitä ne täytyy jakaa on mahdotonta.Tässä se on jakamaton atomi.Kemian, tämä väite katsotaan totta lähes loppuun saakka 19. luvulla.
Demokritoksesta moderni käsitteitä
huomattava, että antiikin Kreikan ajatuksia MicroWorld säilynyt vain yksi sana "atomi".Nyt jokainen koululainen tietää, että maailma ympärillämme muodostuu paljon perus- ja pienhiukkasia.Lisäksi näkökulmasta modernin tieteen, teoria Dimokritos ollut mitään muuta kuin puhtaasti hypoteettinen laskentaa ei tue mitään todisteita.Kuitenkin, niinä päivinä ei ollut elektronimikroskoopit, joten todistamaan asiansa muulla tavoin ajattelija ei olisi tapahtunut.
ensimmäinen epäilty, että Democritus todella oikeassa siellä apteekkiin.He pian havaittiin, että monet aineet aikana reaktioiden jakautuvat yksinkertaisempi komponentteja.Lisäksi se toi vakavia kemiallisia lainalaisuudet näistä prosesseista.Niin, he huomasivat, että vesi tarvitaan kahdeksan massafraktio happea ja yksi - vety (avogadron laki).
Keskiajalla, kaikki materialistinen oppi, mukaan lukien teorian Demokritos, jakelu ja kehittäminen voinut saada lainkaan.Ja vain XVIII vuosisadalla, tutkijat ovat jälleen palannut atomiteoria.Mennessä kemisti Lavoisier, meidän suuri Lomonosov ja lahjakas Englanti fyysikko D. Dalton (josta keskustelemme erikseen), on vakuuttavasti osoittanut kollegoilleen todellisuus atomien.On korostettava, että myös valistunut 18th century atomiteoria pitkään paljon jäljellä mielissä tuolloin vakavasti harkita.
Mikä se oli, mutta jopa suuret tiedemiehet eivät ole vielä esittäneet teorioita rakennetta atomin, koska häntä pidettiin yhtenä ja jakamattomana hiukkanen, kaiken perusta.
Valitettavasti kemiallisia kokeita ei selvästi todistaa todellisuus muutosta atomien joidenkin aineiden toiset.Mutta perustavanlaatuinen tiede tutkimuksessa atomien rakenne oli nimenomaan kemia.Atomien ja molekyylien on tutkittu jo pitkään, loistava venäläinen tiedemies, jota ilman on mahdotonta kuvitella nykyaikaisen tieteen.
Opin Mendelejev
suuri rooli kehityksessä atomi opin häntä Mendeleev, joka vuonna 1869 loi loistava jaksollisen järjestelmän.Ensimmäistä kertaa tiedeyhteisön edusti teoria, joka ei vain hylätty, vaan myös kohtuullisen täydentää kaikki oletukset materialistien.Jo 19. luvulla, tutkijat pystyivät näytettävä toteen elektroneja.Nämä havainnot johtivat parhaat aivot 20. vuosisadan vakavasti opiskella atomi.Kemian tällä kertaa, se leimasi myös useita aukkoja.
Mutta opin määräajoin arvokkaita paitsi että.On vielä epäselvää, miten atomit muodostuvat eri alkuaineita.Mutta suuri venäläinen tiedemies pystyi osoittamaan kiistattomasti, että ne ovat kaikki, poikkeuksetta, liittyvät läheisesti toisiinsa.
avaaminen Dalton
Mutta pystyä tulkitsemaan useita eri tietojen voisi vain John Dalton, jonka nimi on ikuisesti painettu avata oman lain.Tyypillisesti vain tutkija tutki käyttäytyminen kaasujen, mutta monenlaisia etuja hän oli paljon laajempi.Vuonna 1808 hän alkoi julkaista hänen uusi perusoikeuksien työtä.
Se Dalton ehdotettu, että jokainen alkuaine on tietty atomi.Mutta tiedemiehet, kuten Democritus vuosisatoja ennen häntä, silti sitä mieltä, että ne ovat täysin erottamattomat.Sen monissa luonnoksia kaavamaisiin piirustuksiin, joissa atomit esitetään muodossa yksinkertainen pelleteiksi.Tämä ajatus sai alkunsa yli 2500 vuotta sitten, kesti lähes nykypäivään!Kuitenkin vain melko äskettäin on havaittu, todella syvä rakenne atomin.Kemia (Grade 9 erityisesti) vielä nykyäänkin pitkälti ohjaa ideoita ensin ilmaissut 18-luvulla.
Kokeellinen vahvistus jaollisuus atomien
kuitenkin loppuun saakka 19. vuosisadan lähes kaikki tutkijat uskoivat, että atomi - raja, jonka jälkeen ei ole mitään.He ajattelivat, että ottaen huomioon kaikki luominen on juuri sitä.Tämä helpotti erilaisia kokeiluja: muutenkin, mutta muuttuu vain molekyylin, kun taas nopeus atomien kanssa materiaalin ei tapahtunut mitään, jota ei voida selittää pelkästään kemia.Rakenne hiiliatomia, esimerkiksi, säilyy täysin muuttumattomana jopa eri allotrooppista valtioissa.
Lyhyesti, pitkään aikaan ei ollut mitään kokeellista tietoa, joissa edes epäsuorasti vahvistivat epäilykset jotkut tiedemiehet, että jotkut enemmän alkeishiukkasten.Vain 19th century (ei vähiten kiitos kokemus Curies) osoitettiin, että tietyin edellytyksin atomit yksi elementti voidaan muuntaa muihin.Nämä havainnot muodostivat perustan nykyaikaisen ajatuksia meitä ympäröivää maailmaa.
rusinat ja vanukkaat
1897 George. Thomson, Englanti fyysikko, todettiin, että minkä tahansa atomin on tietty määrä negatiivisesti varautuneita hiukkasia, jota hän kutsui "sähköinen".Jo vuonna 1904, tiedemies loi ensimmäisen atomi malli, joka tunnetaan paremmin nimikkeellä "jouluvanukas".Nimi on varsin tarkasti heijastaa ydin.Mukaan Thomsonin teoria, atomi kemia - on "alus" ja tasaisesti jakautunut siinä maksutta ja elektroneja.
Huomaa, että tämä malli oli liikkeessä edes 1900-luvulla.Myöhemmin kävi ilmi, että se oli täysin väärä.Silti, se oli ensimmäinen tahallinen yritys Man (ja tieteelliseltä pohjalta) luoda ympäröivän mikrokosmos, joka tarjoaa mallin atomin, melko yksinkertainen ja selkeä.
kokeet Curie
Uskotaan, että pari Pierre ja Marie Curie alkoi ydinfysiikkaa.Tietenkin, osuus näistä miehistä, nero, todella uhrasivat terveyttä ja elämää ei voida aliarvioida, mutta heidän kokemuksensa olivat paljon perustavanlaatuisia.Lähes samanaikaisesti Rutherford he osoittivat, että atomi - on paljon monimutkaisempi ja heterogeeninen rakenne.Ilmiö radioaktiivisuuden, he tutki sitä ja puhui siitä.
alussa 1898 Marie julkaisi ensimmäisen artikkelin omistettu säteilylle.Pian, Marie ja Pierre Curie ovat osoittaneet, että seos Kloridien uraanin ja radiumin on alkanut tulla esille muita aineita, joiden epäili olemassaolon virallisen kemian.Rakenne atomin on sittemmin ryhtynyt tutkimaan toden teolla.
«planeettojen" lähestymistapa
päätti lopulta tehdä Rutherford pommitetaan atomien raskasmetallien α-hiukkasia (täysin ionisoitunut helium).Tiedemies heti ehdotti, että valo elektroneja ei voi muuttaa kehityskaari hiukkasia.Vastaavasti, dispersio voi aiheuttaa vain joitakin raskaampia komponentteja, jotka voidaan sisällyttää atomin ytimen.Heti, toteamme, että alkuperäinen Rutherford ei ole väittänyt muuta teoria "vanukasta".Tämä malli atomi pidettiin moitteeton.
johtaa siten, että lähes kaikki hiukkaset ilman ongelmia tapahtunut kautta ohut kerros hopeaa, hän ei ollut yllättynyt.Joka on juuri pian kävi selväksi, että jotkut heliumin atomien olivat osui vain 30 °.Se ei ollut mitä he sanoivat tuolloin kemia.Koostumus atomin Thomson oletetaan tasaisen jakautumisen elektroneja.Mutta tämä on selvästi vastoin havaittuja ilmiöitä.
erittäin harvinaisia, mutta jotkut hiukkaset lensi kulmassa, jopa 180 °.Rutherford oli syvässä hämmennys.Se on jyrkästi ristiriidassa "vanukasta", maksu, joka piti olla (mukaan Thomsonin teoria) on jakautunut tasaisesti.Siksi epätasaisesti veloitetaan tehtaisiin, jotka hylkivät ionisoitunutta helium, olivat poissa.
Mitä johtopäätöksiä tuli Rutherford?
Nämä olosuhteet pyydetään tutkijat ajatella, että atomi on lähes tyhjä ja vain keskus keskittyä joitakin koulutuksen positiivinen varaus - ydin.Joten oli planeettojen malli atomi, joka postulates seuraavasti:
- Kuten olemme jo sanoneet, että keskeinen osa ydin sijaitsee, ja sen tilavuus (suhteessa kokoon atomi itse) on vähäinen.
- Lähes kaikki atomimassa, samoin kuin kaikki positiivinen varaus ovat löytyy tumassa.
- elektronit pyörivät hänen ympärillään.On tärkeää, että niiden määrä on sama kuin positiivinen varaus.
paradokseja teoria
Kaikki oli hyvää, mutta malli atomi ei selitä heidän uskomatonta sietokykyä.On muistettava, että elektronit liikkuvat kiertoradat suurella kiihtyvyys.Kaikki lait electrodynamics esine ajan, olisi kulu.Jos otetaan huomioon postulaatit Newton ja Maxwell, elektronit ovat kaikki murentua ytimeen, kuten rakeita maahan.
Tietenkin, todellisuudessa, ei tapahdu mitään.Jokainen atomi on paitsi kestää melko hyvin, mutta voi olla melko loputtomiin, eikä säteily se ei mene.Ero johtuu siitä, että MicroWorld yritämme lakien soveltamiseen, jotka ovat voimassa ainoastaan klassisen mekaniikan.He, kuten kävi ilmi, että ilmiöitä atomitasolla ei sovelleta lainkaan.Ja koska atomin (Kemia, Grade 11) oppikirja kirjoittajat yrittää selittää mahdollisimman paljon yksinkertaisia sanoja.
Opin
Bohr, tanskalainen fyysikko Niels Bohr on todistettu, että mikrokosmos ei voida soveltaa samoja lakeja, määräyksiä, jotka ovat voimassa makroskooppisia esineitä.Se oli hänen ideansa, että mikrokosmos "ohjatuksi" yksinomaan kvantti lakeja.Tietenkin, niin ei ollut quantum theory itse, mutta Bohr todella tuli sen esi-isä, ilmaisi ajatuksensa muodossa kolme pääperiaatetta että "tallennettu" atomi varmasti tapetaan jos hän "asui" mukaan teoria Rutherford.On tämä teoria Dane tuli perusta kvanttimekaniikka kaikki.
Bohr postulaatit
- ensimmäinen lukee kaikki atomin järjestelmä voidaan sijoittaa vain erityisissä ydinasevaltioita, ja jokainen niistä on ominaista selvä energian arvo (E).Jos stationäärivaiheessa atomin (hiljainen), niin se voi säteillä.
- toinen olettamus viittaa siihen, että päästöjen valon energiaa tapahtuu vain, kun siirtyminen korkeamman energian maltillisempaa.Näin ollen, vapautuva energia on yhtä suuri kuin arvo on välillä kaksi kiinteää valtiota.
atomi malli Niels Bohr
Tämä semiclassical teorian tutkija ehdotti vuonna 1913.On huomattava, että sen perustus hän loi planeettojen malli Rutherford, joka juuri ennen hän kuvaili atomin asia.Olemme jo todenneet, että toisin kuin klassinen mekaniikka laskelmat Rutherford: perusteella se, oletettiin, että ajan elektroni oli varma pudota pinnalla atomin.
ja "ohittaa" tämä ristiriita, tiedemies on ottanut käyttöön erityisen maahanpääsymenettelyn.Sen ydin piilee siinä, että säteillä energiaa (joka oli johtaa niiden kaatuminen) elektronit voivat vain liikkua mihinkään tiettyyn kiertoradan.Klo liikkeen muita teitä väitetty kemiallisten atomien pysyvät passiivisessa tilassa.Mukaan Bohr teoria niin kiertoradat ovat nämä määrälliset kohta liikettä, joka oli sama kuin Planckin vakio.
quantum theory atomi rakenne
Kuten olemme sanoneet, tänään aikana quantum theory atomi rakenne.Kemia viime vuosina ohjaavat yksinomaan hänen.Se perustuu neljän keskeisen aksioomat.
1. Ensinnäkin, kaksinaisuus (aalto-hiukkanen luonne) elektronin.Yksinkertaisesti sanottuna, se käyttäytyy tämä hiukkanen, ja koska materiaali esine (corpuscle), ja aalto.Koska se on erityinen partikkelivaraus ja massa.Kyky elektronien diffraktion yhteistä klassisen aaltoja.Pituus aallon itse (λ) ja hiukkasnopeus (v) voidaan liittää toisiinsa erityisten de Broglie suhteen: λ = h / mv.Kuten arvata saattaa, m - massa elektroni.
2. koordinaatit ja nopeudet hiukkasten mitata ehdottoman tarkasti on täysin mahdotonta.Tarkemmin määrittää koordinaatit, suurempi epävarmuus nopeus.Kuten, kuitenkin, ja päinvastoin.Tätä ilmiötä kutsutaan Heisenbergin epävarmuutta, joka voidaan ilmaista seuraavalla yhtälöllä: Ax ∙ m ∙ Av & gt;ћ / 2.Delta X (△ x) ilmaisee epävarmuus koordinaattien avaruudessa.Niinpä delta V (Av) näyttää nopeuden virhe.
3. Vastoin edellinen luullaan, elektronit eivät kulje tiukasti määritelty kiertoradat, kuin juna kiskoilla.Quantum teoria sanoo, että elektroni voi olla missä tahansa avaruudessa, mutta todennäköisyys tämä on erilainen eri segmenttiin.
Se osa tilan suoraan ympärillä atomin ydintä, että todennäköisyys on suurin, nimeltään orbitaalien.Moderni kemia rakenne elektronin kuoret atomien tutkimuksia tästä näkökulmasta.Tietenkin, koulut opetetaan asianmukaisen jakautumisen elektroneja läpi tasot, mutta ilmeisesti todellisuudessa ne poikkeavat aivan eri.
4. atomin ytimessä koostuu nukleoneista (protonit ja neutronit).Sarjanumero osa jaksollisen osoittaa protonien lukumäärä sen ydin, ja summa protonien ja neutronien on sama atomimassa.Tämä selittää rakenteen atomiytimen nykyaikaisen kemian.
perustajat kvanttimekaniikka
huomata tutkijoita, jotka tekivät eniten panosta tämän tärkeän alan: Ranskan fyysikko Louis de Broglie, Heisenberg Saksan, Itävallan, Schrödingerin, englantilainen Dirac.Kaikki nämä ihmiset myöhemmin Nobelin palkinnon.
Kuinka pitkälle tämä suunnitelma meni kemia?Rakenne atomin, useimmat niistä vuotta kemistit uskoi tarpeeksi yksinkertainen: monet vain vuonna 1947 vihdoin tunnustettu todellisuuden olemassaolosta alkeishiukkasten.
Johtopäätöksiä
Yleensä kun luot quantum theory ei ole ilman matemaatikot, koska kaikki nämä prosessit voidaan laskea käyttämällä monimutkaisia laskutoimituksia.Mutta suurin vaikeus ei ole piste.Ne prosessit, joita kuvaillaan tämän teorian, käytettävissä paitsi meidän aistit, sillä kaikki modernit tieteellinen teknologia, mutta myös mielikuvitusta.
Kukaan jopa noin voi kuvitella prosesseja mikrokosmos, koska he eivät pitäneet kaikki ilmiöitä, vietämme maailmankaikkeus.Ajatelkaapa: uusimmat löydöt antavat aiheen olettaa, että kvarkit, neutriinot ja muut alkeishiukkasten olemassa yhdeksän (!) Dimension.
