domas par dabu ap sāka apmeklēt cilvēci ilgi pirms ziedonis mūsdienu civilizācijas.Pirmkārt, cilvēki ir spekulējis par to, ka pastāv kāda augstāka spēka, ko viņi ticēja visi tiek normēts.Bet diezgan drīz, filozofi un garīdznieki sāka domāt par to, ko, patiesībā, ir ļoti audums eksistences.Teorijas ir noteikti, bet vēsturiskā perspektīvā ir kļuvis dominējošs atomu.
Kas ir atoms ķīmijā?Tas, kā arī visas ar to saistītās tēmas tiks apspriesti šajā pantā.Mēs ceram, ka ar to jūs atradīsiet atbildes uz visiem jūsu jautājumiem.
dibinātājs atomu teoriju
Kā sākt pirmo mācība ķīmijas?No atoma struktūra - ir galvenā tēma.Jūs varētu atcerēties, ka vārds "atoms" ir tulkots no grieķu kā "nedalāms".Tagad daudzi vēsturnieki uzskata, ka pirmais piedāvāja teoriju, kādu runāt par sīkās daļiņas, kas veido visas lietas, Democritus.Viņš dzīvoja piektajā gadsimtā pirms mūsu ēras.
diemžēl, šis izcils domātājs praktiski nekas nav zināms.Nav sasniegusi mums nav rakstisku avotu tiem laikiem.Un tāpēc, idejām lielākajiem zinātniekiem sava laika, mums ir jāmācās tikai no rakstiem Aristotelis, Platons un citu grieķu domātājiem.
Tātad mūsu tēma - ". Par atoma struktūra"Ķīmijā, ne visiem bija augstu reitingu, bet daudzi atceras, ka visi secinājumi seno zinātnieku tika būvēti tikai uz secinājumiem.Democritus nebija izņēmums.
Kā pamatots Democritus?
Viņa loģika bija ļoti vienkārša, bet tajā pašā ģēnijs.Iedomājieties, ka jums ir straujāko nazi pasaulē.Tu ņem ābolu, piemēram, un tad sāk samazināt to: uz divām pusēm ceturtdaļās, sadalīt tos atkal ... Ar vārdu sakot, agrāk vai vēlāk jūs saņemsiet kalsns biezumu šķēles, tad ko viņi ir dalīties būs neiespējami.Šeit tā ir nedalāma atoms.Ķīmijā, šis apgalvojums tiek uzskatīts taisnība gandrīz līdz beigām 19.gadsimta.
No Democritus līdz mūsdienīgajiem
Jāatzīmē, ka no seno grieķu idejas par MicroWorld izdzīvoja tikai vienu vārdu "atoms".Tagad katrs skolēns zina, ka pasaule ap mums veido daudz būtiskāks un smalkas daļiņas.Turklāt no viedokļa mūsdienu zinātnes, teorija Democritus bija nekas vairāk kā tīri hipotētiska aprēķinā nav pamatots ar absolūti bez pierādījumiem.Tomēr šajās dienās nebija elektronu mikroskopi, tāpēc, lai pierādītu savu lietu citos veidos no domātājs nebūtu noticis.
pirmās aizdomas, ka Democritus faktiski turpat pie ķīmiķi.Viņi ātri atklāja, ka daudzas vielas gaitā reakciju iedala vienkāršāku sastāvdaļām.Turklāt, tā cēla smagas ķīmiskās likumsakarības šo procesu.Tātad, viņi pamanīja, ka ūdens nepieciešams astoņu frakcijas masas skābekļa un viena - ūdeņraža (Avogadro likums).
In Viduslaikos, jebkurš materiālistisks mācība, ietverot teoriju Democritus, izplatīšanas un attīstības nevarēja iegūt vispār.Un tikai XVIII gadsimtā, zinātnieki ir atkal atgriezušies atomu teoriju.Līdz brīdim, kad ķīmiķis Lavoisier, mūsu lielā Lomonosova un talantīgs angļu fiziķis D. Dalton (ko mēs apspriest atsevišķi), ir pārliecinoši pierādījusi saviem kolēģiem realitāti atomiem.Jāuzsver, ka pat apgaismots 18.gadsimta atomu teoriju uz ilgu laiku daudz izcilu prātus tā laika nopietni jāapsver.
Neatkarīgi no tā bija, bet pat lielie zinātnieki vēl nav izvirzījusi teorijas par struktūru atoma, jo viņš tika uzskatīts par vienu un nedalāmu daļiņu, pamats visam.
Diemžēl, ķīmiskie eksperimenti nevarēja skaidri pierādīt realitāti transformācijas atomiem dažu vielu iekļaušanu citiem.Taču būtisks zinātne pētījumā struktūras atomu bija tieši ķīmija.Atomi un molekulas ir pētīta ilgu laiku, ka šis izcilais krievu zinātnieks, bez kuras nav iespējams iedomāties mūsdienu zinātni.
Doctrine Mendeļejevs
milzīga loma attīstībā atomu doktrīnu spēlēja Mendeļejevs, kurš 1869.gadā radīja savu izcili periodisko sistēmu.Pirmo reizi zinātniekiem bija pārstāvēta ar teoriju, kas ne tikai noraidīja, bet arī saprātīgs papildinājums visi pieņēmumi materiālisti.Jau 19. gadsimtā, zinātnieki varēja pierādīt elektroniem.Šie konstatējumi lika labākos prātus 20.gadsimta nopietni pētīt atomu.Ķīmijā šajā laikā, tā tika atzīmēta arī ar daudzveidīgām atverēm.
Bet doktrīna periodiskā vērtīgs ne tikai to, ka.Tas joprojām nav skaidrs, kā tieši atomi ir veidoti no dažādu ķīmisko elementu.Bet liels krievu zinātnieks varēja pierādīt, pārliecināties, ka tie visi, bez izņēmuma, ir cieši saistīti viens ar otru.
atklāšana Dalton
Bet, lai varētu interpretēt vairākas atšķirīgu dati varētu tikai John Dalton, kura vārds ir uz visiem laikiem uzdrukāts atklātā savā likumā.Parasti tikai zinātnieks pētīja uzvedību gāzēm, bet klāsts interešu viņš bija daudz plašāks.In 1808 viņš sāka publicēt savu jauno fundamentālo darbu.
Tā Dalton ierosināts, ka katrs ķīmiskais elements ir īpašs atomu.Bet zinātnieki, tāpat Democritus daudzus gadsimtus pirms viņa, tomēr uzskatīja, ka tās ir pilnīgi nešķirami.Savos daudzajiem projektiem shematisku zīmējumi, kuros atomi tiek parādīti kā vienkāršu granulu.Šī ideja radās pirms vairāk nekā 2500 gadiem, ilga gandrīz līdz mūsdienām!Tomēr tikai salīdzinoši nesen tika atklāts patiesi dziļu struktūru atoma.Ķīmija (jo īpaši tās 9. Grade) vēl šodien lielā mērā vadās pēc idejas, kas pirmo reizi izskanēja 18. gadsimtā.
Eksperimentālā apstiprinājums dalāmība atomu
tomēr līdz gada beigām 19.gadsimta gandrīz visi zinātnieki uzskatīja, ka atoms - robeža, kuru pārsniedzot nekas.Viņi domāja, ka pamats visas radības ir tieši tā.To veicināja dažādiem eksperimentiem: vienalga, bet maina tikai molekulas, bet ātrums ar atomiem materiāla nenotika absolūti nekas, ko nevar izskaidrot vienkārši ķīmiju.Par oglekļa atomiem struktūra, piemēram, joprojām ir pilnīgi nemainīgs pat dažādās allotropic valstīs.
Īsāk sakot, uz ilgu laiku nebija absolūti nekādas eksperimentālie dati, ka arī netieši apstiprina aizdomas par dažu zinātnieku, ka ir vēl daži fundamentālas daļiņas.Tikai 19. gadsimtā (ne mazāk, pateicoties pieredzei Curies) tika pierādīts, ka ar zināmiem nosacījumiem atomi viens elements var pārveidot otru.Šie konstatējumi kļuva par pamatu mūsdienu priekšstatiem par pasauli ap mums.
Rozīnes un pudiņi
1897. gadā, George. Thomson, angļu fiziķis, tika konstatēts, ka kāds atoms ir zināma negatīvi lādētu daļiņu, ko viņš sauc par "elektronisko".Jau 1904. gadā, zinātnieks radīja pirmo atomu modeli, kas ir labāk pazīstama ar nosaukumu "plūmju pudiņš".Nosaukums ir diezgan precīzi atspoguļo būtību.Saskaņā ar Thomson teoriju, atoms ķīmijā - ir "kuģis" ar vienmērīgi sadalītu tajā maksas un elektroniem.
Ņemiet vērā, ka šis modelis bija apgrozībā pat 20. gadsimtā.Vēlāk izrādījās, ka tas bija absolūti nepareizi.Still, tas bija pirmais apzināts mēģinājums cilvēks (un uz zinātniskiem pamatiem), lai atjaunotu apkārtējo mikropasauli, piedāvājot modeli atoma, diezgan vienkāršā un skaidrā.
eksperimenti Curie
Tiek uzskatīts, ka pāris Pierre un Marijas Kirī iezīmēja Atomfizikas.Protams, ieguldījums no šiem vīriešiem ģēnijs, faktiski ziedoja savu veselību un dzīvību nevar novērtēt par zemu, bet viņu pieredze bija daudz būtiska.Gandrīz vienlaicīgi ar Rutherford viņi pierādīja, ka atoms - ir daudz sarežģītāka un neviendabīga struktūra.Radioaktivitātes parādība, tie jāizmeklē, un runāja par to.
sākumā 1898 Marie publicēja pirmo rakstu veltīta starojumu.Drīz, Marijas un Pierre Curie ir pierādījuši, ka maisījums hlorīdu urāna un rādija sāk parādīties citas vielas, kas apšaubīja pastāvēšanu oficiālās ķīmiju.No atoma struktūra kopš sākuši pētīt nopietni.
«Planētu" pieeja
beidzot nolēma veikt Rutherford bombardēti atomiem smago metālu alfa-daļiņas (pilnīgi jonizētu hēlija).Zinātnieks uzreiz norādīja, ka gaismas elektroni var nebūt iespējams mainīt trajektoriju daļiņu.Attiecīgi dispersija var izraisīt tikai daži smagākus sastāvdaļas, kas var tikt ietverti kodolu atoma.Tūlīt, mēs atzīmējam, ka sākotnējais Rutherford neapgalvoja mainīt teoriju "pudiņš".Šī atoma modelis tika uzskatīts nevainojams.
tādēļ rada, ka gandrīz visas daļiņas bez problēmām notika caur kārtiņu sudraba, viņš nebija pārsteigts.Tas ir tikai tas drīz vien kļuva skaidrs, ka daži no hēlija atomu tika novirzīti tikai 30 °.Tas nebija tas, ko viņi teica laikā ķīmiju.No atoma ar Thomson sastāvs pieņemts vienotu izplatīšanu elektroniem.Bet tas ir acīmredzami pretrunā ar novēroto parādību.
ļoti reti, bet daži daļiņas lidoja leņķī, pat 180 °.Rutherford bija dziļā neizpratnē.Tas ir strauji pretrunā ar "pudiņu", nodeva, kas bija vajadzēja būt (saskaņā ar Thomson teorija) ir izplatīts vienmērīgi.Tāpēc, nevienmērīgi jāmaksā vietnes, kas varētu atvairīt jonizētu hēliju, nebija klāt.
Kādi secinājumi nāca Rutherford?
Šie apstākļi pamudināja zinātniekus domāt, ka atoms ir gandrīz tukša, un tikai centrā koncentrēties kādu izglītību ar pozitīvu maksas - kodolu.Tātad bija planētas modelis atoma, kas postulē, šādi:
- Kā mēs jau teica, centrālajā daļā kodola atrodas, un tās apjoms (attiecībā pret lielumu pati atoma) ir niecīgs.
- Gandrīz visi atomu masas, kā arī visu to pozitīvo lādiņu ir atrodami kodolā.
- elektroni grozās ap viņu.Svarīgi, ka to skaits ir vienāds ar pozitīvu lādiņu.
paradoksi teorija
Viss bija labi, bet modelis atoma nepaskaidro savu neticami izturību.Jāatceras, ka elektroni pārvietojas orbītās ar lielu paātrinājumu.Ar visiem likumiem elektrodinamikas objekts laika gaitā, vajadzētu zaudēt savu maksas.Ja jūs ņemt vērā postulātiem Newton un Maxwell, elektroni ir viss drupināt lai kodols, tāpat krusa uz zemes.
Protams, patiesībā, nekas nenotiek.Ikviens atoms ir ne tikai diezgan izturīgs, bet var būt diezgan nenoteiktu laiku, bez starojumu no tas nav iet.Šī atšķirība ir izskaidrojama ar to, ka uz MicroWorld mēs cenšamies piemērot likumus, kas ir spēkā tikai attiecībā uz klasiskā mehānika.Viņi, kā izrādījās, uz parādības atomu mēroga nepiemēro vispār.Un tāpēc, ka atoma (ķīmija, 11. pakāpe) mācību grāmatu autori mēģināt paskaidrot, cik vien iespējams, vienkāršiem vārdiem.
Doctrine
Bors, dāņu fiziķis Nils Bors ir pierādīts, ka miniatūra nevar būt pakļauti tiem pašiem likumiem, noteikumiem, kas ir spēkā attiecībā uz makroskopisko objektiem.Tā bija viņa ideja, ka miniatūra "vadīties" tikai kvantu likumiem.Protams, tad nebija kvantu teorija pati par sevi, bet Bohr faktiski kļuva par tās priekštecis, izsakot savas domas formā trīs postulē, ka "izglāba" atoms pienākums būt nogalināts, ja viņš "dzīvoja" saskaņā ar teoriju Rutherford.Tā ir šī teorija Dane kļuva par pamatu kvantu mehānikas visiem.
Bohr postulē
- Pirmais skan jebkurš atomu sistēma var atrasties tikai īpašos kodolieroču valstis, un katrs no tiem ir raksturīga noteiktu vērtību enerģijas (E).Ja nekustīgs stāvoklis atoma (klusi), tad tas nevar izstarot.
- Otrs postulāts liecina, ka emisija gaismas enerģiju notiek tikai tad, ja pāreja no augstāka enerģijas mērenāka.Tādējādi enerģija atbrīvo ir vienāds ar starpību vērtībai starp abiem stāvošajiem valstīm.
atomu modelis Nils Bors
Šī semiclassical teorija zinātnieks ierosināja 1913. gadā.Jāatzīmē, ka tās dibināšanas viņš lika planētu modeli Rutherford, kurš neilgi pirms viņš aprakstīja atoms jautājumā.Mums jau teica, ka pretēji klasiskā mehānika aprēķiniem Rutherford: pamatojoties uz to, tika pieņemts, ka ar laiku elektronu bija pārliecināts krist uz virsmas atoma.
uz "apvedceļa" šo pretrunu, zinātnieks ir ieviesusi īpašu uzņemšanu.Tās būtība slēpjas faktā, ka izstarot enerģiju (kas bija radīt to sabrukums) elektroni var tikai virzās jebkādām orbītās.Pēc kustības citu ceļus iespējamu ķīmisko atomi paliek pasīva stāvoklī.Saskaņā ar Bohr teoriju šādas orbītas ir tie kvantitatīvo kustība, kas bija vienāda ar Planck 's konstante.
kvantu teorija atomu struktūras
Kā jau esam teikuši, šodien gaitā kvantu teorija atomu struktūras.Ķīmija pēdējos gados vadās tikai pēc viņas.Tā ir balstīta uz četriem būtiskiem aksiomām.
1. Pirmkārt, dualitāte (viļņu-daļiņu daba) par elektronu.Vienkārši runājot, tas uzvedas šo daļiņu, un kā materiālu objektu (ķermenītis), un kā vilnis.Kā tas ir īpašs daļiņu maksas un masu.Spēja elektroni uz difrakcijas kopīga ar klasisko viļņiem.To pašu viļņa (koeficientu l) un daļiņu ātruma (v) garums var tikt savienotas viena ar otru ar īpašu de Broglie attiecībā: λ = h / mV.Kā jau varat minēt, m - masa elektronu.
2. koordinātes un ātrumi daļiņu mērīt ar absolūtu precizitāti, ir pilnīgi neiespējami.Jo precīzāk noteikt koordinātas, jo lielāka nenoteiktību ātrumu.Kā, tomēr, un otrādi.Šo parādību sauc Heizenbergs nenoteiktību, kas var izpausties kā šāda vienādojuma: Δx ∙ m ∙ Pakāpiena & gt;ћ / 2.Delta X (△ x) izsaka nenoteiktība pozīcijas koordinātes telpā.Attiecīgi delta V (Pakāpiena) parāda ātruma kļūda.
3. Pretēji iepriekšējo izplatītam uzskatam, elektroni neietu cauri stingri noteiktos orbītu, piemēram, vilciena sliedēm.Kvantu teoriju norāda, ka ir elektrons var būt jebkurā vietā telpā, bet varbūtība tas ir atšķirīgs katram segmentam.
Šī telpas daļa ir tieši ap atoma kodolā, kurā varbūtība ir maksimālais, ko sauc par orbitālēm.Mūsdienu ķīmija struktūra elektronu čaulu atomu pētījumiem no šī viedokļa.Protams, skolas māca pareizu sadalījumu elektroni pa līmeņiem, bet, acīmredzot, patiesībā tie atšķiras pavisam savādāk.
4. atoma kodols sastāv no nucleons (protonu un neitronu).Sērijas numurs elementa periodiskās tabulas norāda, cik protonu tās kodolā, un protoniem un neitroniem summa ir vienāda ar atomu masas.Tas izskaidro struktūru atoma kodolā mūsdienu ķīmiju.
dibinātāji kvantu mehānikas
atzīmē zinātnieki, kas sniedza vislielāko ieguldījumu attīstībā šajā svarīgajā nozarē: franču fiziķis Louis de Broglie, Heizenbergs Vācijas, Austrijas, Schrödinger, anglis Diraks.Visi šie cilvēki vēlāk tika piešķirta Nobela prēmija.
Cik tālu šajā plānā gāja ķīmiju?No atoma struktūra, lielākā daļa no šiem gadiem ķīmiķi ticēja pietiekami vienkāršs: daudzi tikai 1947. gadā beidzot atzina realitāti esamību elementārdaļiņu.
Daži secinājumi
Parasti, kad jūs izveidot kvantu teorija nav bijusi bez matemātiķi, jo visi šie procesi var aprēķināt tikai, izmantojot sarežģītus aprēķinus.Bet galvenā problēma nav punkts.Šos procesus, kas aprakstīti ar šo teoriju, kas pieejami ne tikai mūsu sajūtas, visām mūsdienu zinātniskās tehnoloģijas, bet arī iztēli.
Neviens pat aptuveni nevaru iedomāties procesus miniatūra, jo viņiem nepatika visas parādības, ka mēs novērojam šajā visums.Vienkārši domāju: jaunākie atklājumi dod iemeslu uzskatīt, ka kvarki, neitrīno un citas fundamentālas daļiņas pastāv deviņās dimensiju (!).
