pengalaman tentang sifat lingkungan mulai mengunjungi umat manusia jauh sebelum masa kejayaan peradaban modern.Pertama, orang-orang telah berspekulasi tentang keberadaan suatu kekuatan yang lebih tinggi, yang mereka percaya semua yang telah ditentukan.Tapi segera, filsuf dan ulama mulai berpikir tentang fakta dari apa, pada kenyataannya, adalah kain yang sangat eksistensi.Teori telah ditetapkan, tetapi dalam perspektif sejarah telah menjadi dominan atom.
Apa atom dalam kimia?Ini, serta semua topik yang berkaitan akan dibahas dalam artikel ini.Kami berharap bahwa di dalamnya Anda akan menemukan jawaban atas semua pertanyaan Anda.
pendiri teori atom
Bagaimana memulai pelajaran pertama kimia?Struktur atom - adalah tema utama.Anda mungkin ingat bahwa kata "atom" diterjemahkan dari bahasa Yunani sebagai "tak terpisahkan."Sekarang, banyak sejarawan percaya bahwa pertama kali mengajukan teori, beberapa pembicaraan tentang partikel kecil yang membentuk segala sesuatu, demokratis.Dia hidup pada abad kelima SM.
sayangnya, pemikir yang luar biasa ini hampir tidak ada yang diketahui.Belum mencapai kami tidak ada sumber tertulis dari mereka kali.Dan karena ide-ide dari para ulama terbesar pada zamannya, kita harus belajar hanya dari tulisan Aristoteles, Plato dan pemikir Yunani lainnya.
Jadi tema kita - ". Struktur atom"Dalam kimia, tidak semua memiliki peringkat tinggi, tetapi banyak ingat bahwa semua temuan para ulama kuno dibangun hanya pada kesimpulan.Democritus tidak terkecuali.
Bagaimana beralasan demokratis?
Logikanya sangat sederhana, tetapi pada jenius yang sama.Bayangkan bahwa Anda memiliki pisau tajam di dunia.Anda mengambil sebuah apel, misalnya, dan kemudian mulai memotongnya: pada dua bagian menjadi empat, membagi mereka lagi ... Dalam kata, cepat atau lambat Anda akan mendapatkan ketebalan sedikit irisan, maka apa yang mereka harus berbagi akan mustahil.Berikut adalah atom terpisahkan.Dalam kimia, pernyataan ini dianggap benar hampir sampai akhir abad ke-19.
Dari demokratis untuk konsep-konsep modern
Perlu dicatat bahwa dari ide-ide Yunani kuno tentang microworld selamat hanya satu kata "atom".Sekarang setiap anak sekolah tahu bahwa dunia di sekitar kita terdiri dari partikel-partikel yang jauh lebih mendasar dan baik-baik saja.Selain itu, dari perspektif ilmu pengetahuan modern, teori demokratis adalah tidak lebih dari sebuah perhitungan murni hipotetis tidak didukung oleh sekali tidak ada bukti.Namun, pada hari-hari tidak ada mikroskop elektron, sehingga untuk membuktikan kasus mereka dengan cara lain dari pemikir tidak akan terjadi.
kecurigaan pertama yang demokratis sebenarnya di sana di apotek.Mereka dengan cepat menemukan bahwa banyak zat dalam perjalanan reaksi terurai menjadi komponen sederhana.Selain itu, membawa keteraturan kimia parah proses ini.Jadi, mereka melihat bahwa air yang dibutuhkan untuk delapan fraksi massa oksigen dan satu - hidrogen (hukum Avogadro).
Pada Abad Pertengahan, setiap doktrin materialistik, termasuk teori Democritus, distribusi dan pembangunan tidak bisa sama sekali.Dan hanya pada abad XVIII, para ilmuwan telah sekali lagi kembali ke teori atom.Pada saat ahli kimia Lavoisier, Lomonosov besar dan fisikawan Inggris berbakat D. Dalton (yang akan kita bahas secara terpisah), telah meyakinkan menunjukkan kepada rekan-rekan mereka realitas atom.Perlu ditekankan bahwa bahkan di abad ke-18 tercerahkan teori atom untuk waktu yang lama banyak pikiran yang luar biasa waktu itu serius dipertimbangkan.
Apa pun itu, tapi bahkan para ilmuwan besar belum diajukan teori tentang struktur atom, karena ia dianggap salah dan partikel terpisahkan, dasar dari segala sesuatu.
Sayangnya, percobaan kimia bisa tidak jelas membuktikan realitas atom transformasi beberapa zat ke orang lain.Namun ilmu mendasar dalam studi tentang struktur atom justru kimia.Atom dan molekul telah dipelajari untuk waktu yang lama, seorang ilmuwan Rusia yang cemerlang, tanpa yang tidak mungkin untuk membayangkan ilmu pengetahuan modern.Peran besar
Ajaran Mendeleev
dalam pengembangan doktrin atom dimainkan Mendeleev, yang pada tahun 1869 menciptakan sistem periodik brilian.Untuk pertama kalinya komunitas ilmiah diwakili oleh teori yang tidak hanya menolak, tetapi juga pelengkap wajar semua asumsi materialis.Sudah di abad ke-19, para ilmuwan mampu membuktikan keberadaan elektron.Temuan ini menyebabkan pikiran terbaik dari abad ke-20 untuk serius mempelajari atom.Dalam kimia saat ini, itu juga ditandai dengan sejumlah bukaan.
Tapi doktrin periodik berharga tidak hanya itu.Hal ini masih belum jelas persis bagaimana atom terbentuk dari berbagai unsur kimia.Tapi ilmuwan besar Rusia berhasil membuktikan secara meyakinkan bahwa mereka semua, tanpa kecuali, yang terkait erat satu sama lain.
Pembukaan Dalton
Tapi untuk dapat menafsirkan beberapa data yang berbeda hanya bisa John Dalton, yang namanya tercetak selamanya di tempat terbuka hukum sendiri.Biasanya, hanya seorang ilmuwan menyelidiki perilaku gas, tetapi berbagai kepentingan dia jauh lebih luas.Pada tahun 1808 ia mulai menerbitkan karya mendasar barunya.
Ini Dalton mengemukakan bahwa setiap unsur kimia memiliki atom tertentu.Tetapi para ilmuwan, seperti Democritus berabad-abad sebelum dia, masih percaya bahwa mereka benar-benar tak terpisahkan.Dalam banyak draft-nya gambar diagram, di mana atom disajikan dalam bentuk pelet sederhana.Ide ini berasal lebih dari 2.500 tahun yang lalu, berlangsung hampir sampai hari ini!Namun, hanya relatif baru-baru ini telah ditemukan struktur benar-benar mendalam atom.Kimia (Grade 9 khususnya) bahkan hari ini sebagian besar dipandu oleh ide-ide yang pertama kali disuarakan pada abad ke-18.
Eksperimental konfirmasi dibagi atom
Namun, sampai akhir abad ke-19 hampir semua ilmuwan percaya bahwa atom - batas luar yang tidak ada.Mereka berpikir bahwa dasar dari semua ciptaan adalah persis itu.Ini difasilitasi oleh berbagai percobaan: pula, tetapi perubahan hanya molekul, sementara tingkat dengan atom materi tidak terjadi apa-apa yang tidak dapat dijelaskan hanya kimia.Struktur atom karbon, misalnya, tetap benar-benar tidak berubah bahkan di negara-negara allotropic berbeda.
Singkatnya, untuk waktu yang lama sama sekali tidak ada data eksperimen yang bahkan secara tidak langsung menegaskan kecurigaan dari beberapa ilmuwan bahwa ada beberapa partikel yang lebih mendasar.Hanya di abad ke-19 (tidak sedikit berkat pengalaman Curie) itu menunjukkan bahwa dalam kondisi tertentu atom dari satu elemen dapat diubah menjadi yang lain.Temuan ini membentuk dasar dari ide-ide modern tentang dunia di sekitar kita.
Kismis dan puding
Pada tahun 1897, George. Thomson, fisikawan Inggris, ditemukan bahwa atom setiap memiliki sejumlah partikel bermuatan negatif, yang ia disebut "elektronik".Sudah pada tahun 1904, ilmuwan menciptakan model atom pertama, yang lebih dikenal dengan sebutan "plum pudding".Nama ini cukup akurat mencerminkan esensi.Menurut teori Thomson, atom dalam kimia - adalah "kapal" dengan merata di dalamnya biaya dan elektron.
Perhatikan bahwa model ini adalah beredar bahkan di abad ke-20.Kemudian ternyata bahwa itu benar-benar salah.Namun, itu adalah usaha yang disengaja pertama yang manusia (dan secara ilmiah) untuk menciptakan mikrokosmos sekitarnya, menawarkan model atom, cukup sederhana dan jelas.
percobaan Curie
Hal ini diyakini bahwa beberapa Pierre dan Marie Curie menandai awal fisika atom.Tentu saja, kontribusi dari orang-orang ini jenius, sebenarnya dikorbankan kesehatan dan kehidupan mereka tidak bisa dianggap remeh, namun pengalaman mereka jauh lebih mendasar.Hampir bersamaan dengan Rutherford mereka membuktikan bahwa atom - jauh lebih kompleks dan struktur heterogen.Fenomena radioaktivitas, mereka menyelidiki dan berbicara tentang hal itu.
Pada awal 1898 Marie menerbitkan artikel pertama dikhususkan untuk radiasi.Segera, Marie dan Pierre Curie telah menunjukkan bahwa campuran klorida uranium dan radium mulai muncul zat lain, yang meragukan keberadaan kimia resmi.Struktur atom sejak mulai mengeksplorasi dengan sungguh-sungguh.
«Planetary" pendekatan
akhirnya memutuskan untuk membuat Rutherford dibombardir atom logam berat α-partikel (sepenuhnya terionisasi helium).Ilmuwan segera menyarankan bahwa elektron cahaya tidak dapat dapat mengubah lintasan partikel.Dengan demikian, dispersi dapat menyebabkan hanya beberapa komponen yang lebih berat yang mungkin terkandung dalam inti atom.Segera, kami mencatat bahwa Rutherford asli tidak mengklaim untuk mengubah teori "puding".Model atom dianggap sempurna.
Oleh karena itu hasil bahwa hampir semua partikel tanpa masalah berlangsung melalui lapisan tipis perak, dia tidak terkejut.Itu hanya segera menjadi jelas bahwa beberapa atom helium yang dibelokkan hanya 30 °.Itu tidak apa yang mereka katakan pada kimia waktu.Komposisi atom oleh Thomson diasumsikan distribusi seragam elektron.Tapi ini jelas bertentangan dengan fenomena yang diamati.
sangat jarang, tetapi beberapa partikel terbang pada sudut, bahkan 180 °.Rutherford dalam kebingungan mendalam.Hal ini bertentangan dengan tajam "puding", biaya yang seharusnya (menurut teori Thomson) didistribusikan secara merata.Oleh karena itu, tidak merata dibebankan situs yang akan mengusir helium terionisasi, tidak hadir.Kesimpulan
Apa yang datang ke Rutherford?
Keadaan ini mendorong para ilmuwan untuk berpikir bahwa atom hampir kosong dan hanya pusat fokus beberapa pendidikan dengan muatan positif - kernel.Jadi ada model planet dari atom, yang mendalilkan sebagai berikut:
- Seperti yang telah kita mengatakan, di bagian tengah dari kernel berada, dan volume (relatif terhadap ukuran atom itu sendiri) diabaikan.
- Hampir semua massa atom, serta semua muatan positif ditemukan di inti.
- elektron berputar di sekelilingnya.Adalah penting bahwa jumlah mereka adalah sama dengan muatan positif.Teori
Paradoks
Semuanya itu baik, tetapi model atom tidak menjelaskan ketahanan mereka yang luar biasa.Harus diingat bahwa elektron bergerak dalam orbit dengan akselerasi yang besar.Oleh semua hukum elektrodinamika obyek dari waktu ke waktu, harus berkurang dengan sendirinya.Jika Anda memperhitungkan dalil-dalil Newton dan Maxwell, elektron memiliki semua runtuh ke inti, seperti hujan es di tanah.
Tentu saja, dalam kenyataannya, tidak ada yang terjadi.Setiap atom tidak hanya cukup tahan, tapi bisa sangat tanpa batas, tanpa radiasi dari itu tidak akan pergi.Perbedaan ini dijelaskan oleh fakta bahwa untuk microworld kita mencoba menerapkan hukum-hukum, yang berlaku hanya dalam hal mekanika klasik.Mereka, ternyata, untuk fenomena skala atom tidak berlaku sama sekali.Dan karena atom (Kimia, kelas 11) penulis buku mencoba menjelaskan sebanyak mungkin dalam kata-kata sederhana.
Ajaran
Bohr, fisikawan Denmark Niels Bohr telah terbukti bahwa dalam mikrokosmos tidak dapat tunduk pada hukum yang sama, peraturan yang berlaku untuk benda makroskopik.Itu idenya bahwa mikrokosmos "dipandu" semata-mata oleh hukum kuantum.Tentu saja, maka tidak ada teori kuantum itu sendiri, tapi Bohr benar-benar menjadi nenek moyang nya, mengungkapkan pikirannya dalam bentuk tiga postulat yang "diselamatkan" atom pasti akan dibunuh jika ia "hidup" menurut teori Rutherford.Ini adalah teori ini Dane menjadi dasar mekanika kuantum semua.Postulat
- pertama
Bohr membaca setiap sistem atom dapat berada hanya di negara-negara nuklir tertentu, dan masing-masing ditandai dengan nilai yang pasti energi (E).Jika keadaan stasioner atom (tenang), maka tidak dapat memancarkan.
- postulat kedua menunjukkan bahwa emisi energi cahaya terjadi hanya ketika transisi dari energi yang lebih tinggi dalam lebih moderat.Dengan demikian, energi yang dilepaskan adalah sama dengan nilai perbedaan antara dua negara stasioner.
model atom dari Niels Bohr
ini semiklasik teori ilmuwan yang diusulkan pada tahun 1913.Perlu dicatat bahwa dalam berdirinya ia meletakkan model planet dari Rutherford, yang tak lama sebelum ia menggambarkan atom materi.Kami telah mengatakan bahwa bertentangan dengan klasik perhitungan mekanika Rutherford: atas dasar itu, diasumsikan bahwa dengan waktu elektron yakin untuk jatuh pada permukaan atom.
untuk "bypass" kontradiksi ini, ilmuwan telah memperkenalkan masuk khusus.Esensinya terletak pada kenyataan bahwa memancarkan energi (yang mengarah ke kejatuhan mereka) elektron hanya dapat bergerak dalam orbit tertentu.Pada gerakan jalan lain atom kimia diduga tetap dalam keadaan pasif.Menurut teori Bohr orbit tersebut adalah yang gerakan titik kuantitatif yang sama dengan konstanta Planck.
teori kuantum dari struktur atom
Seperti yang telah kami katakan, hari ini dalam perjalanan dari teori kuantum struktur atom.Kimia tahun terakhir dipandu sendiri oleh dia.Hal ini didasarkan pada empat aksioma mendasar.
1. Pertama, dualitas (gelombang-partikel alam) elektron.Sederhananya, berperilaku partikel ini, dan sebagai objek material (sel darah), dan sebagai sebuah gelombang.Karena memiliki muatan partikel tertentu dan massa.Kemampuan elektron untuk difraksi yang sama dengan gelombang klasik.Panjang gelombang itu sendiri (λ) dan kecepatan partikel (v) dapat dihubungkan satu sama lain dengan de khusus Broglie hubungan: λ = h / mv.Seperti yang Anda duga, m - massa elektron.
2. koordinat dan kecepatan dari partikel untuk mengukur dengan presisi mutlak benar-benar mustahil.Semakin akurat menentukan koordinat, semakin besar ketidakpastian dalam kecepatan.Seperti, bagaimanapun, dan sebaliknya.Fenomena ini disebut ketidakpastian Heisenberg yang dapat dinyatakan sebagai persamaan berikut: Δx ∙ ∙ m Δv & gt;ћ / 2.Delta X (△ x) mengungkapkan ketidakpastian posisi koordinat dalam ruang.Dengan demikian, delta V (Δv) menampilkan error kecepatan.
3. Berlawanan dengan kepercayaan populer sebelumnya, elektron tidak melewati orbit didefinisikan secara ketat, seperti kereta di rel.Teori kuantum mengatakan bahwa sebuah elektron dapat berada di mana saja di ruang angkasa, tapi kemungkinan ini berbeda untuk setiap segmen.
Itu bagian dari ruang langsung di sekitar inti atom di mana probabilitas maksimum, disebut orbital.Struktur kimia modern dari kulit elektron atom penelitian dari sudut pandang ini.Tentu saja, sekolah-sekolah diajarkan distribusi yang tepat dari elektron melalui tingkat, tapi, rupanya, dalam kenyataannya mereka berbeda cukup berbeda.
4. inti atom terdiri dari nukleon (proton dan neutron).Nomor seri dari elemen dalam tabel periodik menunjukkan jumlah proton dalam inti nya, dan jumlah proton dan neutron sama dengan massa atom.Yang menjelaskan struktur inti atom kimia modern.
pendiri mekanika kuantum
diperhatikan para ilmuwan yang membuat kontribusi terbesar terhadap pengembangan sektor penting ini: fisikawan Perancis Louis de Broglie, Heisenberg Jerman, Austria, Schrodinger, orang Inggris Dirac.Semua orang ini kemudian dianugerahi Hadiah Nobel.
Seberapa jauh dalam rencana ini pergi kimia?Struktur atom, sebagian besar dari tahun-tahun kimiawan percaya cukup sederhana: banyak hanya pada tahun 1947 akhirnya mengakui realitas keberadaan partikel dasar.
Beberapa kesimpulan
Umumnya, ketika Anda membuat teori kuantum belum tanpa matematika, karena semua proses ini hanya dapat dihitung dengan menggunakan perhitungan yang rumit.Tapi kesulitan utama bukan itu intinya.Proses-proses, yang dijelaskan oleh teori ini, tersedia tidak hanya untuk indera kita, untuk semua teknologi ilmiah modern, tetapi juga imajinasi.
ada satu bahkan tidak bisa membayangkan kira-kira proses di mikrokosmos, karena mereka tidak suka semua fenomena yang kita amati di makrokosmos.Hanya berpikir: penemuan terbaru memberikan alasan untuk menganggap bahwa quark, neutrino dan partikel dasar lain yang ada di sembilan Dimensi (!).
