misli o naravi okolice začel obisk človeštvo že dolgo pred razcveta sodobne civilizacije.Najprej so ljudje razmišljal o obstoju neke višje sile, ki so verjeli, vsi so vnaprej.Ampak kmalu, filozofi in duhovščina začela razmišljati o tem, kaj, v resnici, je zelo tkanina obstoja.Teorije so bile določene, ampak v zgodovinski perspektivi je postal prevladujoči atomska.
Kaj je atom v kemiji?To, kot tudi vse s tem povezane teme bodo razpravljali v tem članku.Upamo, da bodo v njej našli odgovore na vsa vaša vprašanja.
ustanovitelj atomske teorije
Kako začeti prvo lekcijo iz kemije?Struktura atomom - je glavna tema.Morda se spomnite, da je beseda "atom" prevedeno iz grščine kot "nedeljiva."Zdaj, mnogi zgodovinarji menijo, da je prvi predlagal teorijo, nekaj govori o drobnih delcev, ki sestavljajo vse stvari, Demokrit.Živel je v petem stoletju pred našim štetjem.
žal, ta izjemen mislec praktično nič ni znano.Nam je niso dosegli nobenega pisnega vira teh časih.In ker od idej največjih znanstvenikov svojega časa, se moramo naučiti samo od pisanja Aristotela, Platona in drugih grških mislecev.
Torej naš tema - ". Struktura atomom"V kemiji, vsi so imeli niso visoke ocene, vendar mnogi ne pozabite, da so bile zgrajene vse ugotovitve starodavnih znanstvenikov izključno na sklepanja.Demokrit je bil nobena izjema.
Kako obrazloženo Demokrit?
Njegova logika je zelo preprosta, vendar hkrati genija.Predstavljajte si, da imate najostrejšo nož v svetu.Vzameš jabolko, na primer, in nato začeti ga razrežite: na obeh polovicah na četrtine, jih ponovno razdeliti ... Z eno besedo, prej ali slej boste dobili skromno debelino rezine, nato pa, kaj imajo, da delijo bo nemogoče.Tukaj je nedeljiva atom.V kemiji se ta trditev šteje res skoraj do konca 19. stoletja.
Od Demokrit na sodobne koncepte
treba opozoriti, da iz starih grških ideje o MicroWorld preživela samo eno besedo "atom".Zdaj vsak schoolchild ve, da je svet okoli nas, sestavljen iz veliko bolj temeljno in drobne delce.Poleg tega je z vidika sodobne znanosti, teorija Demokrit je bil nič več kot zgolj hipotetični izračun ga brez vsakršnega dokaza ni podprta.Vendar pa je v teh dneh ni bilo elektronski mikroskopi, tako da dokažejo svojo tožbo na druge načine, z ne bi zgodilo, mislec.Prve sume
da Demokrit dejansko prav tam na kemiki.So hitro ugotovili, da je veliko snovi, ki v okviru reakcij razgradijo v enostavnejše komponente.Poleg tega je vložena hude kemične zakonitosti teh procesov.Torej, so opazili, da je potrebno vodo za osem masni delež kisika in eno - vodika (Avogadrov Zakon).
V srednjem veku, vsaka materialistični nauk, vključno s teorijo Demokritove, distribucije in razvoja ne more priti na vse.In samo v XVIII stoletja, so znanstveniki še enkrat vrnil na atomski teoriji.Do takrat, ko je kemik Lavoisier, naša velika Lomonosov in nadarjeni angleški fizik D. Dalton (kateri bomo razpravljali ločeno), je prepričljivo dokazano, da njihovi kolegi realnost atomov.Poudariti je treba, da tudi v razsvetljeni 18. stoletja atomske teorije za dolgo časa, veliko nerešenih umi tistega časa resno obravnavati.
Karkoli je že bilo, vendar je celo veliki znanstveniki še niso navedla teorij o strukturi atoma, saj je veljal za eno in nedeljivo delec, je temelj vsega.
žalost, kemični poskusi niso mogli jasno dokazati resničnost transformacijo atomov nekaterih snovi v drugih.Vendar je temeljna znanost v študiji o strukturi atomov bil ravno kemija.Atomi in molekule so preučevali že dalj časa, a briljantno ruski znanstvenik, brez katerih je nemogoče zamisliti sodobno znanost.
Nauk Mendelejev
veliko vlogo pri razvoju atomske doktrine igral Mendelejev, ki je leta 1869 ustvaril svojo briljantno periodnega sistema.Za prvič je bila znanstvena skupnost zastopa teorijo, ki ni le zavrnila, ampak tudi smiselno dopolnilo vse predpostavke materialistov.Že v 19. stoletju, je znanstvenikom uspelo dokazati obstoj elektronov.Te ugotovitve vodil umov 20. stoletja, naj resno preuči atom.V kemija tem času se je tudi označena z množico odprtin.
Toda doktrina periodni dragocena ne samo to.Še vedno ni jasno, kako natančno so atomi narejena iz različnih kemijskih elementov.Toda veliki ruski znanstvenik je uspelo prepričljivo dokazati, da so vsi, brez izjeme, so tesno povezane med seboj.
Otvoritev Dalton
Ampak, da bo sposoben interpretiranja več raznolike podatke lahko le John Dalton, čigar ime je za vedno vtisnjen v odprtem lastnem pravu.Značilno je, da samo znanstvenik raziskovali obnašanje plinov, vendar je razpon interesov je bil veliko širši.Leta 1808 je začel objavljati svojo novo temeljno delo.
To Dalton je predlagal, da ima vsak kemični element poseben atom.Toda znanstveniki, kot Demokrit mnogih stoletjih pred njim, še vedno verjel, da so popolnoma neločljiva.V svojih številnih prepihom shematski risbe, v katerih so atomi predstavljeni v obliki preproste peletov.Ta ideja je nastala pred več kot 2500 leti, je trajal skoraj do današnjih dni!Vendar le relativno kratkim je bilo odkrito, res globoko strukturo atomom.Kemija (razred 9 zlasti) je še danes v veliki meri vodeni z idejami, ki so prvič izrazili v 18. stoletju.
Eksperimentalna potrditev deljivosti atomov
Vendar, vse do konca 19. stoletja skoraj vsi znanstveniki verjeli, da je atom - tistega, ki je meja nič.Mislili so, da je osnova vsega stvarstva natanko to.To je omogočilo različnih eksperimentov: vseeno, ampak spreminja le molekulo, medtem ko je stopnja z atomi materiala ni nastala popolnoma nič, da ni mogoče razložiti preprosto kemije.Struktura atomov ogljika, na primer, ostaja popolnoma nespremenjen tudi v različnih alotropnih stanj.
Skratka, že dolgo časa ni bilo nikakršnih eksperimentalni podatki, da je tudi posredno potrdili sume nekaterih znanstvenikov, da obstaja nekaj več osnovnih delcev.Šele v 19. stoletju (nenazadnje zaradi izkušenj Curies) se je pokazalo, da se lahko pod določenimi pogoji atomi enega elementa se preoblikuje v drugo.Te ugotovitve so oblikovali osnovo sodobnih idej o svetu okoli nas.
rozine in pudingi
leta 1897, George. Thomson, angleščina fizik, je bilo ugotovljeno, da ima vsaka atom določeno količino negativno nabitih delcev, ki jo je imenoval "elektronski".Že leta 1904 je znanstvenik ustvaril prvo atomsko model, ki je bolj znan pod oznako "slive puding".Ime je dokaj natančno odraža bistvo.Po Thomson teoriji, atom v kemiji - je "plovilo" z njimi enakomerno porazdeljeno brezplačno in elektronov.
Vedite, da je ta model v obtoku tudi v 20. stoletju.Kasneje se je izkazalo, da je popolnoma narobe.Kljub temu, da je bil prvi nameren poskus človeka (in na znanstveni osnovi) poustvariti mikrokozmos obdaja, ponuja model atoma, dokaj preprost in jasen.
poskusi Curie
Zato je menila, da je par Pierre in Marie Curie je zaznamoval začetek atomske fizike.Seveda, prispevek teh moških genija, dejansko žrtvovali njihovo zdravje in življenje, ne smemo podcenjevati, vendar njihove izkušnje so bile veliko bolj temeljnega pomena.Skoraj istočasno z Rutherford so dokazali, da je atom - je veliko bolj zapleteno in heterogeno strukturo.Pojav radioaktivnosti, ki so jo raziskovali in se pogovarjali o tem.
Na začetku leta 1898 Marie objavil prvi članek, posvečen sevanja.Kmalu sta Marie in Pierre Curie pokazale, da mešanica kloridov urana in radija so se začeli pojavljati druge snovi, ki dvomil obstoj uradne kemije.Struktura atomom je od začelo raziskovanje resno.
«Planetary" pristop
končno odločil, da je Rutherford bombardirajo atome težkih kovin a-delci (popolnoma ioniziran helij).Znanstvenik takoj predlagal, da svetlobni elektroni ne more biti sposobna spremeniti tirnico delcev.Skladno s tem lahko povzroči razpršitev samo nekaj težjih komponente, ki so lahko vsebovane v jedru atoma.Takoj smo ugotovili, da je bila prvotna Rutherford ni trdila, da spremenite teorijo "puding".Ta model atoma je štelo brezhibna.
Zato za posledico, da so skoraj vsi delci brez težav potekala skozi tanko plastjo srebra, ni bil presenečen.To je samo je kmalu postalo jasno, da so bile nekatere od helija atomov odbije le 30 °.To ni bilo tisto, kar so rekli v času, ko kemije.Sestava atomom Thomson predpostavlja enakomerno porazdelitev elektronov.Toda to je očitno v nasprotju s opazovanih pojavov.
zelo redka, vendar so nekateri delci letel pod kotom, celo za 180 °.Rutherford je bil v globoki zmedenost.To je močno v nasprotju z "puding", polnjenje, ki naj bi bil (po Thomson teoriji) je porazdeljena enakomerno.Zato je neenakomerno napolnjena mesta, ki bi odvrača ionizirano helij, so bili odsotni.
Kakšne zaključke prišel do Rutherford?
Te okoliščine spodbudilo znanstvenike, da menite, da je atom skoraj prazna in samo središče osredotočiti nekaj izobrazbo s pozitivnim nabojem - jedra.Tako je bilo planetno model atomom, ki postulatima naslednjim:
- Kot smo že povedali, v osrednjem delu jedra se nahaja, in njegov obseg (glede na velikost atoma same) je zanemarljiva.
- Skoraj vsi atomska masa, kot tudi vsi pozitivni Polnjenje se nahajajo v jedru.
- elektroni vrtijo okoli njega.Pomembno je, da je njihovo število enako pozitivnim nabojem.Teorija
Paradoksi
Vse je bilo dobro, vendar je model atoma ne pojasni svojo neverjetno odpornost.Opozoriti je treba, da se elektroni premikajo v orbitah z velikim pospeškom.Z vsemi zakoni elektrodinamiki objekt v daljšem časovnem obdobju, bi morali izgubiti svoj naboj.Če se upošteva postulate Newton in Maxwell, so elektroni vse sesulo v jedru, kot toče na tleh.
Seveda, v resnici, se ne zgodi nič.Vsak atom ni le zelo odporni, vendar lahko precej nedoločen čas, brez sevanje da ne bo šel.Ta razkorak je mogoče pojasniti z dejstvom, da na MicroWorld skušamo uporabiti zakone, ki veljajo samo za klasične mehanike.Ti, kot se je izkazalo, da pojave v atomskem merilu ne uporabljajo sploh.In ker atoma (kemija, razred 11), učbenik avtorji poskušali čim bolj razložiti s preprostimi besedami.
Nauk
Bohr, danski fizik Niels Bohr je bilo dokazano, da je v mikrokozmosu, ne more biti predmet istih zakonov, ki veljajo za makroskopskih objektov.To je bila njegova ideja, da je mikrokozmos "vodeni" izključno kvantni zakoni.Seveda, potem je bila sama po sebi ni kvantna teorija, ampak Bohr dejansko postal njegov prednik, izrazil svoje misli v obliki treh postulatov, da "shranjene" atom zavezuje, da bo ubil, če je "živel" v skladu s teorijo Rutherford.To je ta teorija Dane postalo osnova kvantne mehanike vseh.Postulati
- prva
Bohrov bere vsaka atomska sistem se lahko nahaja le v posebnih jedrskih držav, in vsak od njih je značilen določen vrednosti energije (E).Če stacionarno stanje atomom (tiho), potem ne oddaja.
- drugi postulat kažejo, da se emisije svetlobne energije le, ko je prehod iz višjega energije v bolj zmerna.Zato je energija, sproščena je enaka vrednosti razlike med dvema stacionarnih stanj.
atomic model Niels Bohr
Ta semiklasične teorija znanstvenik predlagana leta 1913.Omeniti velja, da v svoje ustanovitve je položil planetarni model Rutherford, ki je tik preden je opisal atom materije.Smo že rekli, da v nasprotju s klasično mehanika izračunov Rutherford: na osnovi tega, da so domnevali, da je s časom elektrona prepričani, da pade na površini atomom.
na "obvod" tega protislovja, je znanstvenik uveden poseben sprejem.Njegovo bistvo je v tem, da sevajo energijo (ki naj bi privedla do njihovega propada) elektroni lahko gibljejo le v kakršnih koli posebnih orbitah.Na gibanje drugih poteh domnevnih kemičnih atomi ostane v pasivnem stanju.Glede na Bohr teorije takšne orbite, so tisti, kvantitativna točka gibanje, ki je bila enaka Planck je konstanta.
kvantna teorija atomske strukture
Kot smo že dejali, je danes v okviru kvantne teorije atomske strukture.Kemija v zadnjih letih osredotočila le na njo.To temelji na štirih temeljnih aksiomov.
1. Najprej je dvojnost (narava wave-delcev) elektrona.Preprosto rečeno, da se obnaša ta delec, in kot gradivo predmeta (corpuscle), in kot val.Saj ima poseben naboj delcev in maso.Sposobnost elektronov uklona v skupno s klasičnimi valov.Dolžina val samega (λ) in hitrost (V) delcev se lahko med seboj povezani s posebno de Broglie odnosom: λ = h / MV.Kot ste lahko uganiti, m - masa elektrona.
2. koordinate in hitrosti delcev za merjenje z absolutno natančnostjo je popolnoma nemogoče.Bolj natančno določi koordinate, večje negotovosti hitrosti.Kot, vendar pa, in obratno.Ta pojav se imenuje Heisenberg negotovost, ki jo je mogoče izraziti kot naslednji enačbi: Δx ∙ m ∙? V & gt;ћ / 2.Delta X (tipkama x) izraža negotovost položaja koordinate v prostoru.Skladno s tem je delta V (? V) prikazuje napako hitrosti.
3. V nasprotju s prejšnjim splošnim prepričanjem, se elektroni ne prehajajo skozi strogo določenih orbitah, kot vlak na tirih.Quantum teorija pravi, da se lahko elektron kjerkoli v vesolju, vendar je verjetnost za to je različno za vsak segment.
Ta del prostora neposredno okoli atomskega jedra, v katerem je verjetnost je najvišje, imenovane orbitale.Sodobna kemija struktura elektronskih lupin študij atomov iz tega vidika.Seveda so šole poučuje pravilno porazdelitev elektronov skozi stopnje, ampak, očitno, v resnici se razlikujejo precej različno.
4. jedro atoma sestavljajo nukleonov (protoni in nevtroni).Zaporedna številka elementa v periodnem označuje število protonov v svojem jedru, in vsota protonov in nevtronov enaka atomsko maso.To pojasnjuje strukturo atomskega jedra sodobne kemije.
ustanovitelji kvantne mehanike
upoštevajte znanstvenike, ki so najbolj prispevale k razvoju tega pomembnega sektorja: francoski fizik Louis de Broglie, Heisenberg nemški, avstrijski, Schrödinger, Anglež Diracova.Vsi ti ljudje so bili kasneje prejel Nobelovo nagrado.
Kako daleč v tem načrtu se je kemija?Struktura atoma, večina teh letih kemikov verjel dovolj preprosta: mnogi šele leta 1947 končno priznala realnost obstoja osnovnih delcev.
Nekateri sklepi
Na splošno, ko ustvarite teorija kvantne ni bil brez matematikov, saj lahko vse te procese se izračuna samo z uporabo zapletene izračune.Toda glavna težava ni bistvo.Ti postopki, ki so opisani s to teorijo, ki so na voljo ne le za naše čute, za vse sodobne znanstvene tehnologije, temveč tudi domišljije.
Nihče niti približno ne moremo predstavljati procese v mikrokozmosu, saj ni všeč vse pojave, ki opazujemo v makrokozmosu.Samo pomislite: najnovejša odkritja dajejo razlog za domnevo, da obstajajo kvarki, nevtrini in drugih osnovnih delcev v devetih dimenzije (!).
