pensamentos sobre a natureza dos arredores começaram a visitar a humanidade muito antes do apogeu da civilização moderna.Primeiro, as pessoas têm especulado sobre a existência de alguma força maior, o que eles acreditavam ser tudo pré-determinado.Mas muito em breve, filósofos e clérigos começaram a pensar sobre o fato de que, de fato, é o próprio tecido da existência.Teorias foram definidos, mas numa perspectiva histórica tornou-se dominante atômica.
Qual é o átomo de química?Este, assim como todos os temas relacionados será discutido neste artigo.Esperamos que nele você vai encontrar as respostas a todas suas perguntas.
fundador da teoria atômica
Como iniciar a primeira lição de química?A estrutura do átomo - é o tema principal.Você deve se lembrar que a palavra "átomo" é traduzido do grego como "indivisível".Agora, muitos historiadores acreditam que o primeiro propôs a teoria, alguma conversa sobre as minúsculas partículas que compõem todas as coisas, Demócrito.Ele viveu no século V aC.
infelizmente, este pensador notável praticamente nada se sabe.Não nos chegou nenhuma fonte escrita desses momentos.E por causa das idéias dos maiores estudiosos de seu tempo, nós temos que aprender apenas a partir dos escritos de Aristóteles, Platão e outros pensadores gregos.
Assim, nosso tema - "A estrutura do átomo."Em química, nem todos tiveram altas classificações, mas muitos se lembram de que todas as conclusões dos estudiosos antigos foram construídos exclusivamente em inferências.Demócrito não foi excepção.
Como fundamentado Demócrito?
Sua lógica era muito simples, mas ao mesmo gênio.Imagine que você tem a faca mais afiada no mundo.Você toma uma maçã, por exemplo, e, em seguida, começar a cortá-la: sobre as duas metades em quartos, dividi-los de novo ... Em uma palavra, mais cedo ou mais tarde você vai ter uma espessura escassa das fatias, então o que eles têm que compartilhar será impossível.Aqui é átomo indivisível.Em química, esta afirmação é considerado verdadeiro quase até o final do século 19.
De Demócrito com conceitos modernos
Note-se que a partir das idéias antigos gregos sobre o micromundo sobreviveu apenas uma palavra "átomo".Agora, cada aluno sabe que o mundo que nos cerca é composta de muito mais fundamental e finas partículas.Além disso, do ponto de vista da ciência moderna, a teoria de Demócrito era nada mais do que um cálculo puramente hipotético não é suportada por absolutamente nenhuma evidência.No entanto, naqueles dias não havia microscópios eletrônicos, assim que para provar o seu caso de outras formas de o pensador não teria acontecido.
primeiras suspeitas que Demócrito, na verdade, à direita na químicos.Eles rapidamente descobertas muitas substâncias que no decurso das reacções decompor-se em componentes mais simples.Além disso, é trazido regularidades químicas graves destes processos.Então, eles notaram que a água necessária para a fracção de massa oito de oxigênio e um - de hidrogênio (lei de Avogadro).
Na Idade Média, qualquer doutrina materialista, incluindo a teoria de Demócrito, distribuição e desenvolvimento não poderia começar em tudo.E só no século XVIII, os cientistas mais uma vez voltou para a teoria atômica.No momento em que o químico Lavoisier, nosso grande Lomonosov e físico Inglês talentoso D. Dalton (que vamos discutir em separado), demonstrou de forma convincente aos seus colegas a realidade dos átomos.Ressalte-se que, mesmo na teoria atômica século 18 iluminada por um longo tempo muitas mentes proeminentes da época considerada seriamente.
Fosse o que fosse, mas mesmo os grandes cientistas ainda não apresentaram teorias sobre a estrutura do átomo, uma vez que ele era considerado uma partícula e indivisível, a base de tudo.
Infelizmente, experimentos químicos não podiam provar claramente a realidade dos átomos de transformação de algumas substâncias em outros.No entanto, a ciência fundamental no estudo da estrutura de átomos foi precisamente química.Átomos e moléculas têm sido estudados por um longo tempo, um brilhante cientista russo, sem a qual é impossível imaginar a ciência moderna.
Doutrina Mendeleev
enorme papel no desenvolvimento da doutrina atômica jogado Mendeleev, que em 1869 criou o seu sistema periódico brilhante.Pela primeira vez, a comunidade científica foi representada por uma teoria que não só rejeitou, mas também complemento razoável todos os pressupostos dos materialistas.Já no século 19, os cientistas foram capazes de provar a existência de elétrons.Esses achados levaram as melhores mentes do século 20 para estudar a sério o átomo.Em química, desta vez, também foi marcada por uma pluralidade de aberturas.
Mas a doutrina da valiosa periódica não é só isso.Ainda não está claro exatamente como os átomos são formados por vários elementos químicos.Mas o grande cientista russo foi capaz de provar conclusivamente que eles são todos, sem exceção, estão intimamente relacionados entre si.
Abertura Dalton
Mas, para ser capaz de interpretar os vários dados díspares apenas pudesse John Dalton, cujo nome é para sempre impressa em aberto a sua própria lei.Normalmente, apenas um cientista investigado o comportamento de gases, mas a gama de interesses era muito mais ampla.Em 1808 ele começou a publicar seu novo trabalho fundamental.
Dalton É sugerido que cada elemento químico tem um átomo específico.Mas os cientistas, como Demócrito muitos séculos antes dele, ainda acreditava que eles são completamente inseparáveis.Nas suas muitas correntes de ar desenhos esquemáticos, nos quais os átomos são apresentados sob a forma de peletes simples.Esta idéia originou mais de 2.500 anos atrás, durou quase até os dias de hoje!No entanto, só recentemente foi descoberto muito profunda estrutura do átomo.Química (categoria 9, em particular), ainda hoje é amplamente guiado pelas ideias que foram expressas pela primeira vez no século 18.Confirmação
Experimental da divisibilidade de átomos
No entanto, até o final do século 19 quase todos os cientistas acreditavam que o átomo - o limite para além do qual não há nada.Eles pensavam que a base de toda a criação é exatamente isso.Isto foi facilitado por uma variedade de experiências: de qualquer maneira, mas muda apenas da molécula, enquanto que a taxa com os átomos de o material não ocorreu absolutamente nada que não podia ser explicada simplesmente química.A estrutura de átomos de carbono, por exemplo, permanece totalmente inalterado, mesmo em diferentes estados alotrópicas.
Em suma, por um longo tempo não houve absolutamente nenhum dados experimentais que, mesmo indiretamente confirmadas as suspeitas de alguns cientistas de que há algumas partículas mais fundamentais.Apenas no século 19 (não menos importante, graças à experiência Curie) mostrou-se que sob certas condições, os átomos de um elemento pode ser transformada na outra.Estes resultados constituíram a base de idéias modernas sobre o mundo que nos rodeia.
Raisins e pudins
Em 1897, George. Thomson, Inglês físico, verificou-se que qualquer átomo tem uma certa quantidade de partículas carregadas negativamente, o que ele chamou de "eletrônico".Já em 1904, o cientista criou o primeiro modelo atômico, que é mais conhecido sob a designação de "pudim de ameixa".O nome é reflecte com bastante precisão a essência.Segundo a teoria de Thomson, o átomo em química - é um "navio" com uniformemente distribuída aí carga e elétrons.
Note-se que este modelo estava em circulação, mesmo no século 20.Mais tarde descobriu-se que era absolutamente errado.Ainda assim, foi a primeira tentativa deliberada para o homem (e com base científica) para recriar o microcosmo envolvente, oferecendo um modelo do átomo, bastante simples e clara.Acredita experimentos
Curie
-se que o casal Pierre e Marie Curie marcou o início da física atômica.Claro, a contribuição destes homens de gênio, realmente sacrificou sua saúde e vida não pode ser subestimada, mas suas experiências foram muito mais fundamental.Quase simultaneamente com Rutherford eles provaram que um átomo - é muito mais complexa e estrutura heterogênea.O fenômeno da radioatividade, eles investigaram-lo e conversamos sobre isso.
No início de 1898 Marie publicado o primeiro artigo dedicado à radiação.Logo, Marie e Pierre Curie mostraram que uma mistura de cloretos de urânio e rádio começam a surgir outras substâncias, que duvidavam da existência da química oficial.A estrutura do átomo, desde então, começaram a explorar a sério.
«Planetary" abordagem
finalmente decidiu fazer Rutherford bombardeou átomos de metais pesados partículas alfa (hélio ionizado totalmente).O cientista sugeriu imediatamente que os elétrons de luz não pode ser capaz de mudar a trajetória das partículas.Deste modo, a dispersão pode causar apenas alguns componentes mais pesados que possam estar contidos no núcleo do átomo.Imediatamente, notamos que a Rutherford original não pretendem mudar a teoria do "pudim".Este modelo do átomo era considerado impecável.
Portanto resultar que quase todas as partículas com nenhum problema ocorreu através de uma fina camada de prata, que não ficou surpreso.É exatamente isso logo ficou claro que alguns dos átomos de hélio foram desviados apenas 30 °.Não foi o que eles disseram na química tempo.A composição do átomo por Thomson assumido distribuição uniforme de electrões.Mas este é claramente contrária aos fenômenos observados.
extremamente raro, mas algumas partículas voou em um ângulo, até 180 °.Rutherford estava em profunda perplexidade.É nitidamente em contradição com o "pudim", um encargo que deveria ser (de acordo com a teoria de Thomson) é distribuído uniformemente.Portanto, de forma desigual cobrado sites que repelem o hélio ionizado, estavam ausentes.
Que conclusões chegou a Rutherford?
Estas circunstâncias levaram os cientistas a pensar que o átomo está quase vazio e apenas o centro concentrar alguma educação com uma carga positiva - o kernel.Então, houve o modelo planetário do átomo, que postula a seguinte:
- Como já disse, na parte central do kernel está localizado, e seu volume (em relação ao tamanho do próprio átomo) é insignificante.
- Quase todos massa atómica, bem como toda a carga positiva são encontradas no núcleo.Elétrons
- giram em torno dele.É importante que o seu número é igual à carga positiva.Teoria
Paradoxos
Tudo foi bom, mas o modelo do átomo não explica sua resistência incrível.Deve ser lembrado que os elétrons se movem em órbitas com grande aceleração.Por todas as leis da eletrodinâmica um objeto ao longo do tempo, deve perder sua carga.Se você levar em conta os postulados de Newton e Maxwell, os elétrons têm tudo desmoronar ao núcleo, como granizo no chão.
Claro que, na realidade, não acontece nada.Cada átomo não só é bastante resistente, mas pode ser bastante indefinidamente, sem radiação de ele não vai.Essa discrepância é explicada pelo fato de que o micromundo tentamos aplicar as leis, que são válidos apenas em relação a mecânica clássica.Eles, como se viu, para os fenômenos de escala atômica não se aplicam a todos.E por causa do átomo (Química, categoria 11) autores de livros tentar explicar, tanto quanto possível em palavras simples.
Doutrina
Bohr, físico dinamarquês Niels Bohr Provou-se que no microcosmo não pode estar sujeito às mesmas leis, regulamentos que são válidos para objetos macroscópicos.Foi sua idéia de que o microcosmo de "guiado" unicamente por leis quânticas.É claro, então não havia própria teoria quântica, mas Bohr, na verdade, tornou-se seu antepassado, expressando seus pensamentos na forma de três postulados que "salvo" átomo vinculados a ser morto se ele "viveu" de acordo com a teoria de Rutherford.É esta teoria Dane se tornou a base da mecânica quântica todos.Postulados
- primeiro
de Bohr lê qualquer sistema atómica podem ser localizados apenas em estados nucleares específicos, e cada um deles é caracterizado por um valor definido de energia (E).Se o estado estacionário do átomo (baixo), então ele não pode irradiar.
- segundo postulado sugere que a emissão de energia luminosa que ocorre apenas quando uma transição a partir de uma energia mais elevada de uma forma mais moderada.Por conseguinte, a energia libertada é igual ao valor da diferença entre dois estados estacionários.
modelo atômico de Niels Bohr
Este cientista teoria semiclássica proposto em 1913.Vale ressaltar que em sua fundação colocou modelo planetário de Rutherford, que pouco antes ele descreveu o átomo de matéria.Já dissemos que ao contrário do clássico cálculos de mecânica Rutherford: com base em que, supunha-se que com o tempo o elétron tinha certeza a cair sobre a superfície do átomo.
para "desvio" esta contradição, o cientista introduziu um especial de admissão.Sua essência reside no fato de que irradiam energia (que era conduzir à sua queda) elétrons só pode se mover em todas as órbitas particulares.No movimento dos outros caminhos alegados átomos químicos permanecem em um estado passivo.Segundo a teoria de Bohr tais órbitas são aqueles movimento ponto quantitativo que foi igual a constante de Planck.
teoria quântica da estrutura atômica
Como já dissemos, hoje, no decurso da teoria quântica da estrutura atômica.Química últimos anos guiada unicamente por ela.Ele é baseado em quatro axiomas fundamentais.
1. Em primeiro lugar, a dualidade (onda-partícula da natureza) do elétron.Simplificando, ele se comporta dessa partícula, e como um objeto material (corpúsculos), e como uma onda.Como tem uma carga de partículas específico e massa.A capacidade dos electrões para a difração em comum com ondas clássicas.O comprimento da própria onda (λ) e a velocidade da partícula (V) podem ser ligados uns aos outros por especial relação de Broglie: λ = h / mV.Como você pode imaginar, estou - massa do elétron.
2. coordenadas e velocidades das partículas para medir com precisão absoluta é absolutamente impossível.O determinar com maior precisão as coordenadas, quanto maior for a incerteza na velocidade.Como, no entanto, e vice-versa.Este fenómeno é chamado de incerteza Heisenberg que pode ser expresso como a seguinte equação: Ax ∙ m ∙? V & gt;ћ / 2.Delta X (X △) expressa a incerteza da posição coordenadas no espaço.Por conseguinte, o delta V (? V) exibe o erro de velocidade.
3. Ao contrário do anterior crença popular, os elétrons não passam através das órbitas estritamente definidas, como um trem sobre trilhos.A teoria quântica diz que um electrão pode estar em qualquer parte no espaço, mas a probabilidade de esta é diferente para cada segmento.
Essa parte do espaço diretamente ao redor do núcleo atômico em que a probabilidade é, chamados orbitais máximos.Estrutura química moderna de conchas de elétrons de átomos de estudos a partir deste ponto de vista.Naturalmente, as escolas são ensinados a distribuição adequada dos electrões através dos níveis, mas, aparentemente, na realidade, eles diferem bastante diferente.
4. O núcleo de um átomo é composto por nucleons (prótons e nêutrons).O número de série do elemento na tabela periódica indica o número de protões no seu núcleo, e a soma de protões e neutrões é igual à massa atómica.Isso explica a estrutura do núcleo atômico da química moderna.Fundadores
da mecânica quântica
observe os cientistas que fizeram a maior contribuição para o desenvolvimento deste sector importante: o físico francês Louis de Broglie, Heisenberg alemão, austríaco, Schrodinger, o inglês Dirac.Todas estas pessoas foram mais tarde agraciado com o Prêmio Nobel.
Quão longe neste plano foi a química?A estrutura do átomo, a maior parte desses anos químicos acreditava bastante simples: muitos só em 1947 finalmente reconheceu a realidade da existência de partículas elementares.
Algumas conclusões
Geralmente, quando você cria uma teoria quântica não foi sem matemáticos, uma vez que todos estes processos só podem ser calculadas usando cálculos complexos.Mas a principal dificuldade não é o ponto.Esses processos, que são descritos por esta teoria, disponíveis não só para nossos sentidos, por toda a tecnologia científica moderna, mas também imaginação.
Ninguém sequer aproximadamente, não pode imaginar os processos em microcosmo, uma vez que não gosto de todos os fenômenos que observamos no macrocosmo.Basta pensar: as últimas descobertas dão razão para supor que os quarks, neutrinos e outras partículas fundamentais existem no Dimension nove (!).
