myšlienky o povahe okolí začal navštevovať ľudstvo dlho pred rozkvetu modernej civilizácie.Po prvé, ľudia špekulovali o existencii nejakej vyššej sily, ktorý oni verili všetci sú vopred určené.Ale veľmi skoro, filozofi a klerikov začal premýšľať o tom, čo v skutočnosti je veľmi tkanina existencie.Teórie boli stanovené, ale v historickej perspektíve sa stala dominantnou atómový.
Čo je atóm v chémii?To, rovnako ako všetky súvisiace témy budú diskutované v tomto článku.Dúfame, že v nej nájdete odpovede na všetky vaše otázky.
zakladateľ atómovej teórie
Ako spustiť prvú lekciu chémie?Štruktúra atómu - je hlavná téma.Možno si ešte spomínate, že slovo "atóm" sa prekladá z gréčtiny ako "nedeliteľné".Teraz, veľa historikov verí, že najprv navrhoval teóriu, niektoré hovoriť o malých čiastočiek, ktoré tvoria všetky veci, Demokritos.Žil v piatom storočí pred naším letopočtom.
bohužiaľ, tento vynikajúci mysliteľ prakticky nič nie je známe.Má nám nepodarilo dosiahnuť žiadne písomné zdroj tých časov.A pretože z myšlienok z najväčších učencov svojej doby, sa musíme naučiť len zo spisov Aristotela, Platóna a ďalších gréckych mysliteľov.
Takže naša motív - ". Štruktúra atómu"V chémii, nie všetci mali vysoké hodnotenia, ale mnoho si uvedomiť, že všetky nálezy starovekých učencov boli postavené iba na závery.Democritus nebol výnimkou.
Ako odôvodnené Demokritos?
Jeho logika bola veľmi jednoduchá, ale zároveň génia.Predstavte si, že máte najostrejšie nôž na svete.Vezmete jablko, napríklad, a potom začne znížiť ju: na dve polovice na štvrtiny, rozdeliť ich znovu ... Jedným slovom, skôr alebo neskôr budete mať chudý hrúbku plátkov, potom to, čo sa budú musieť rozdeliť bude nemožné.Tu to je nedeliteľná atóm.V chémii, toto tvrdenie je považovaný za pravdivý takmer až do konca 19. storočia.
Od Democritus do moderných koncepcií
potrebné poznamenať, že z starogréckych predstáv o mikrosvete prežilo len jedno slovo: "atóm".Teraz každý školák vie, že svet okolo nás sa skladá z omnoho podstatnejšie a jemné častice.Okrem toho sa z pohľadu modernej vedy, teórie Democritus nebolo nič viac než čisto hypotetické výpočtu nie je podložené absolútne žiadne dôkazy.Avšak, v týchto dňoch tam boli žiadne elektrónové mikroskopy, tak preukázať svoj nárok v iných cestách od mysliteľ by sa nestalo.
prvé podozrenie, že Demokritos vlastne priamo tam v chemikov.Rýchlo zistil, že mnoho látok v priebehu reakcie sa delí na jednoduchšie komponenty.Okrem toho, že priniesol závažné chemické zákonitosti týchto procesov.Takže, si všimli, že potrebný voda pre osem hmotnostný podiel kyslíka a jedného - vodíka (avogadrov zákon).
V stredoveku, akýkoľvek materialistická náuka, vrátane teórie Democritus, distribúcia a vývoj nemohol dostať vôbec.A iba v XVIII storočia, vedci opäť vrátil k atómovej teórii.V čase, keď chemik Lavoisier, náš veľký Lomonosov a talentovaný anglický fyzik D. Dalton (ktoré budeme diskutovať samostatne), presvedčivo preukázané, že ich kolegovia realitu atómov.Je potrebné zdôrazniť, že ani v osvietenom 18. storočí atómovej teórie na dlhú dobu mnoho vynikajúcich mozgy tej doby vážne do úvahy.
Či už to bolo, ale aj veľkí vedci doteraz predložené teórie o štruktúre atómu, pretože bol považovaný za jedného a nedeliteľné častice, čo je základ všetkého.
Bohužiaľ, chemické pokusy nedokázal jasne preukázať realitu atómov transformačných niektorých látok do iných.Napriek tomu fundamentálnej vedy pri štúdiu štruktúry atómov práve chémie.Atómy a molekuly boli študované po dlhú dobu, brilantné ruským vedcom, bez ktorých nie je možné si predstaviť modernej vedy.
Doktrína Mendelejev
obrovskú úlohu v rozvoji atómovej doktríny hral Mendeleev, ktorý v roku 1869 vytvoril svoju brilantné periodickej sústavy.Prvýkrát bola vedecká komunita reprezentovaná teóriu, ktorá nielen zamietnutý, ale aj rozumná doplnkom všetkých predpokladov materialistov.Už v 19. storočí, vedci boli schopní preukázať existenciu elektrónov.Tieto zistenia viedli najlepšie mozgy 20. storočia vážne študovať atóm.V chémii tejto dobe bolo tiež označené množstvom otvorov.
Ale doktrína periodickej cenné nielen to.Je stále nejasné, presne tak, ako sú atómy skladá z rôznych chemických prvkov.Ale veľký ruský vedec bol schopný presvedčivo dokázať, že sú všetci, bez výnimky, sú úzko spojené s navzájom.
Otvorenie Dalton
Ale aby bolo možné interpretovať viac rôznorodé dáta mohli len John Dalton, ktorého meno je navždy potlačou v otvorenom jeho vlastné práva.Typicky, len vedec skúmal správanie plynov, ale rozsah záujmov bol oveľa širší.V roku 1808 začal vydávať svoje nové základné práci.
Je Dalton navrhol, že každý chemický prvok má špecifický atóm.Ale vedci, rovnako ako Demokritos mnoho storočí pred ním, ešte veril, že sú úplne neoddeliteľné.V mnohých návrhoch schematické výkresy, kde atómy sú prezentované vo forme jednoduchých peliet.Táto myšlienka vznikla pred viac ako 2500 rokmi, trvala takmer do súčasnosti!Avšak iba relatívne nedávno bolo zistené, naozaj hlboké štruktúry atómu.Chémia (Grade 9 najmä), aj dnes je z veľkej časti riadi nápady, ktoré boli po prvýkrát vyjadril v 18. storočí.
Experimentálne potvrdenie o deliteľnosti atómov
však až do konca 19. storočia takmer všetci vedci verili, že atóm - limit, za ktorú nie je nič.Mysleli si, že základom všetkého stvorenia je presne ono.To bolo uľahčené radom experimentov: rovnako, ale zmení len molekulu, zatiaľ čo miera s atómami materiálu nedošlo absolútne nič, ktoré nemohli byť jednoducho vysvetliť chémiu.Štruktúra atómov uhlíka, napríklad, zostane úplne nezmenená dokonca aj v rôznych allotropic stavoch.
Stručne povedané, po dlhú dobu tam bol absolútne žiadne experimentálne dáta, ktoré ani nepriamo potvrdil podozrenie niektorých vedcov, že tam sú niektoré ďalšie elementárne častice.Až v 19. storočí (v neposlednom rade vďaka skúsenostiam curie), bolo preukázané, že za určitých podmienok sú atómy jedného prvku môžu byť transformované do druhej.Tieto zistenia sa stali základom moderných predstáv o svete okolo nás.
Hrozienka a pudingy
v roku 1897, George. Thomson, anglický fyzik, bolo zistené, že akýkoľvek atóm má určité množstvo záporne nabitých častíc, ktorý on volal "elektronický".Už v roku 1904, vedec vytvoril prvý atómový model, ktorý je známejší pod označením "vianočného pudingu".Meno je pomerne presne odráža podstatu.Podľa Thomson teórie, atóm v chémii - je "loď" sa v ňom rovnomerne distribuované zadarmo a elektróny.
Všimnite si, že tento model bol v obehu ani v 20. storočí.Neskôr sa ukázalo, že to bolo úplne zle.Napriek tomu to bol prvý zámerný pokus človeka (a na vedeckom základe), aby znovu okolité mikrokozmos, ktorý ponúka model atómu, pomerne jednoduché a jasné.
experimenty Curie
Predpokladá sa, že pár Pierre a Marie Curie znamenala začiatok atómovej fyziky.Samozrejme, že príspevok týchto mužov génia, vlastne obetovala ich zdravie a život nemožno podceňovať, ale ich skúsenosti boli oveľa zásadnejšie.Takmer súčasne sa Rutherford, že sa ukázalo, že atóm - je oveľa zložitejšie a heterogénne štruktúru.Fenomén rádioaktivity, oni ho skúmali a hovoril o ňom.
Na začiatku roka 1898 Marie publikoval prvý článok venovaný žiarenia.Skoro, Marie a Pierre Curie ukázali, že zmes chloridov uránu a rádia sa začínajú objavovať ďalšie látky, ktoré pochybovali o existencii oficiálnej chémie.Štruktúra atómu má pretože začala objavovať v vážny.
«Planetary" prístup
nakoniec rozhodol urobiť Rutherford bombardované atómy ťažkých kovov alfa-častice (plne ionizovaného hélia).Vedec okamžite navrhol, že ľahké elektróny nemôžu byť možné zmeniť trajektóriu častíc.V súlade s tým, sa disperzia môže vyvolať iba niektoré ťažšie zložky, ktoré môžu byť obsiahnuté v jadre atómu.Okamžite sme na vedomie, že pôvodný Rutherford netvrdil, meniť teóriu "pudingu".Tento model atómu bola považovaná za bezchybný.
preto dôjsť, že takmer všetky častice bez problémov sa konala cez tenkou vrstvou striebra, nebol prekvapený.To je práve to skoro stalo sa jasné, že niektoré atómy hélia sa odrazil len 30 °.To nebolo to, čo povedali v dobe chémii.Zloženie atómu Thomson predpokladá rovnomerné rozloženie elektrónov.Ale to je samozrejme v rozpore s pozorovaných javov.
extrémne zriedkavé, ale niektoré častice letel pod uhlom, a to aj o 180 °.Rutherford bol v hlbokom zmätku.To je ostro v rozpore s "puding", poplatok, ktorý mal byť (podľa Thomson teórie) je rovnomerne rozložená.Preto je nerovnomerne nabitá miesta, ktoré by sa odraziť ionizovaného hélia, chýbali.
Aké závery prišiel Rutherford?
Tieto okolnosti vyzvaní vedcov k domnienke, že atóm je takmer prázdna a len stredné zamerať nejaké vzdelanie s kladným nábojom - jadra.Vznikla tak planetárny model atómu, ktorý postuluje nasledujúce:
- Ako už bolo povedané, v centrálnej časti jadra sa nachádza, a jeho množstvo (v pomere k veľkosti atómu sám) je zanedbateľný.
- Takmer všetky atómová hmotnosť, rovnako ako všetky kladný náboj sa nachádzajú v jadre.
- elektróny sa točí okolo neho.Je dôležité, že ich počet sa rovná kladného náboja.Teória
Paradoxy
Všetko bolo dobré, ale model atómu nevysvetľuje svoju neuveriteľnú odolnosť.Je potrebné pripomenúť, že elektróny sa pohybujú v obežných dráhach s veľkým zrýchlením.Podľa všetkých zákonov elektrodynamiky objekt v priebehu času, by mala k spontánnemu vybitiu.Ak máte brať do úvahy postuláty Newton a Maxwella, elektróny všetci drobiť až do špiku kostí, rovnako ako krúpy na zemi.
Samozrejme, že v skutočnosti sa nič nedeje.Každý atóm je nielen pomerne odolné, ale môže byť úplne neobmedzene dlhú dobu, a to bez žiarenia z neho nepôjde.Tento rozpor sa vysvetľuje tým, že do mikrosveta snažíme uplatňovať zákony, ktoré sú platné iba v prípade klasickej mechaniky.Oni, ako sa ukázalo, k javom atómovom meradle neplatí vôbec.A vzhľadom k atómu (Chemistry, Grade 11) v učebniciach Autori sa snažia čo možno najviac vysvetliť v jednoduchých slov.
Doctrine
Bohr, dánsky fyzik Niels Bohr bolo preukázané, že v mikrokozme nemôže byť predmetom rovnakých zákonov, predpisov, ktoré sú platné pre makroskopické objekty.Bol to jeho nápad, že mikrokozmos "riadiť" výhradne kvantovými zákony.Samozrejme, potom bol sám žiadny kvantová teória, ale Bohr skutočne stal jeho predok, vyjadrujúce jeho myšlienky vo forme troch predpokladá, že "uložené" atóm viazané byť zabitý v prípade, že "žil" podľa teórie Rutherford.Je to práve táto teória Dane sa stal základom kvantovej mechaniky všetkých.Postuláty
- prvý
Bohrov číta akýkoľvek atómovej systém môže byť umiestnený len v špecifických jadrových štátov, a každý z nich sa vyznačuje určitou hodnotou energie (E).V prípade, že stacionárne stav atómu (pokoj), potom nemôže vyžarovať.
- Druhý postulát naznačuje, že dôjde k emisie svetelnej energie iba pri prechode z vyššej energie v miernejšie.V súlade s tým, energia uvoľnená je rovná hodnote rozdielu medzi dvoma stacionárnymi stavmi.
atómový model Nielsa Bohra
Táto semiclassical teória vedec navrhol v roku 1913.Je pozoruhodné, že v jeho založenia položil planetárny model Rutherford, ktorý krátko pred tým, než je popísané atómu hmoty.Už sme povedali, že na rozdiel od klasickej mechaniky výpočtov Rutherford: na základe toho, že sa predpokladalo, že s časom elektrón bol istý, že k pádu na povrchu atómu.
na "Bypass" tohto rozporu, vedec zaviedla osobitné vstupné.Jej podstata spočíva v tom, že vyžarovať energiu (ktorá mala viesť k ich pádu) elektróny môžu pohybuje iba v každom z jednotlivých dráhach.Na pohyb ostatných ciest zostávajú údajné chemické atómy v pasívnom stave.Podľa Bohra teórie také orbity sú tie kvantitatívne pohyb bod, ktorý sa rovnal Planckova konštanta.
kvantová teória atómovej štruktúry
Ako sme už povedali, dnes v rámci kvantovej teórie atómovej štruktúry.Chémie v posledných rokoch vedená výhradne nej.Je založený na štyroch základných axióm.
1. Najprv je dualita (vlna-častice prírody) elektrónu.Jednoducho povedané, to sa chová týmto časticu, a ako materiál objektu (telieska), a ako vlna.Ako to má špecifický náboj častíc a hmotnosti.Schopnosť elektrónov na difrakcie v spoločnej s klasickými vlnami.Dĺžka vlny samotného (lambda) a rýchlosti do častíc (v) môžu byť pripojené k sebe navzájom pomocou špeciálnej de Broglie vzťahu: λ = h / mV.Ako asi tušíte, m - hmotnosť elektrónu.
2. súradnice a rýchlosti častíc, ktoré sa merať s absolútnou presnosťou, je úplne nemožné.Čím presnejšie určenie súradníc, tým väčšia je neistota v rýchlosti.Ako, však, a naopak.Tento jav sa nazýva Heisenbergov neistotu, ktorá môže byť vyjadrený ako nasledujúce rovnice :? X ∙ m ∙ Av & gt;ћ / 2.Delta X (△ x) vyjadruje neistota polohy súradníc v priestore.V súlade s tým delta V (Av) zobrazí chyba otáčok.
3. Na rozdiel od predchádzajúcej všeobecného presvedčenia, elektróny neprechádzajú prísne vymedzených dráhach, ako vlak na koľajniciach.Kvantová teória tvrdí, že elektrón môže byť kdekoľvek v priestore, ale pravdepodobnosť toho je pre každý segment.
Časť priestoru priamo okolo atómového jadra, v ktorom je pravdepodobnosť maximálna, tzv orbitály.Modernej chémie štruktúra elektrónových vrstiev atómov štúdií, z tohto hľadiska.Samozrejme, že sú školy učil správne rozdelenie elektrónov cez úrovne, ale zdá sa, že v skutočnosti sa líšia úplne odlišne.
4. jadro atómu sa skladá z nukleónov (protónov a neutrónov).Sériové číslo prvku v periodickej tabuľke označuje počet protónov v jadre, a súčet protónov a neutrónov sa rovná atómovej hmotnosti.To vysvetľuje štruktúru atómového jadra modernej chémie.
zakladateľov kvantovej mechaniky
vedomia vedcov, ktorí za najväčší prínos k rozvoju tohto významného odvetvia: francúzsky fyzik Louis de Broglie, Heisenbergov Nemecko, Rakúsko, Schrödinger, Angličan Dirac.Všetci títo ľudia boli neskôr získal Nobelovu cenu.
Ako ďaleko v tomto pláne išiel chémiu?Štruktúra atómu, väčšina z tých rokov chemikov veria natoľko jednoduchý: veľa len v roku 1947 konečne uznala realitu existencie elementárnych častíc.
Niektoré závery
Všeobecne platí, že pri vytvorení kvantová teória nebol bez matematikov, pretože všetky tieto procesy možno vypočítať iba pomocou zložitých výpočtov.Ale hlavná ťažkosť nie je miesto.Tieto procesy, ktoré sú opísané podľa tejto teórie, k dispozícii nielen pre naše zmysly, pre všetky moderné vedecké technológie, ale aj fantázie.
nikto ani približne Nedokážem si predstaviť, procesy v mikrokozme, pretože sa im nepáčilo, všetky javy, ktoré pozorujeme v makrokozmu.Len si myslím: posledné objavy dávajú dôvod sa domnievať, že kvarky, neutrína a ďalšie elementárne častice existujú v deviatich dimenzie (!).
