Атом химия - бұл... Моделі атом физикасы. Атом құрылысы

Ой мәнін барлығы қоршаған бара бастады адамзат ертерек кезге дейін гүлдену қазіргі заманғы өркениет. Алдымен адамдар размышляли бар екендігі туралы әлдебір жоғары күштер, олар пайымдауынша, предопределяли барлық болмыс. Бірақ өте көп ұзамай философтар мен діни қызметкерлер бастады ойлануға, содан кейін өзіндік тұрады өзі мата бұл болмыс. Теориялар көп болды, бірақ тарихи перспективада басымдылық етуші болды атомарная.

дегеніміз Не атом химия? Бұл, сондай-ақ барлық ілеспе тақырыптар біз талқылаймыз осы баптың шеңберінде. Деп үміттенеміз онда сіз табасыз жауаптар сізді қызықтыратын барлық сұрақтарға.

Родоначальник атомарной теориясы

неден басталады бірінші сабақ химия? Атом құрылысы « міне, басты тақырыбы. Сіз сөзсіз есіңізде болсын, бұл сөзді «атом» деп аударылады древнегреческого тілін «бөлінбейтін». Қазір көптеген тарихшылар деп санайды бірінші болуға теориясын, гласившую туралы әлдебір дәріске бөлшектерде тұратын барлық болмыс, Демокрит. Ол өмір сүрген тағы бесінші ғасырда біздің дәуірімізге дейін.

- величайшему өкінішке орай, бұл туралы көрнекті мыслителе іс жүзінде ештеңе белгілі. Бізге дейін жетпеді бірде-бір жазбаша ақпарат көзі сол кезден бастау алады. Ал идеялары туралы величайшего ғалым өз заманының бізге тиесілі біліп қана еңбектері Аристотельдің, Платонның, сондай-ақ басқа да ежелгі грек ойшылдары.

Сонымен, біздің тақырыбы - "атом Құрылысы". Химия пәні бойынша барлық болған жоғары баға, бірақ көптеген тұратындығы туралы тұжырым ежелгі ғалымдардың салынды тек умозаключениях. Демокрит қоспағанда, жол берілмейді.

Қалай рассуждал Айтқан?

Логика оның барынша қарапайым, бірақ сонымен бірге гениальна. Елестетіп көріңіз, сізде не бар, ең өткір пышақ. Сіз алма, мысалы, содан кейін басталады оны кесіп: две половинки, четвертинки, оларды қайтадан делите... Сөзбен айтқанда, ерте ме, кеш пе, сіз ломти осындай мизерной қалыңдығын, әрі қарай бөлуге болады болмайды. Міне, бұл бөлінбейтін атом. Химия бұл бекіту болып саналды шынайы әрең соңына дейін 19 ғасырдың.

Демокрита заманауи ұсыныстары

айта кету Керек, от ежелгі грек туралы түсініктерін микромире сақталған бір ғана сөзді «атом». Қазір әрбір оқушы біледі, бізді қоршаған әлем тұрады, одан ешқандай іргелі және ұсақ бөлшектер. Сонымен қатар, қазіргі ғылым тұрғысынан көру Демокрита теориясы үшін ғана емес, артық таза гипотетической выкладкой, нығайтылған біркелкі есебімен ешқандай дәлелдемелер. Дегенмен, сол уақытта болған жоқ электронды микроскоптардың, сондықтан доказать свою правоту өзге де тәсілдермен ойшыл еді, бәрібір болмады.

Көп:

Медициналық колледжі НИУ "белгород мемлекеттік университетінің дипломын алды": мекен-жайы, мамандығы, түсуі, пікірлер

Медицина колледжі медицина институтының қаласында Белгород жыл сайын қабылдайды, өзінің қанатының астына жүздеген студент облыс және жақын өңірлердің және жыл сайын шығарады мамандар орта медициналық білімі бар.қандай мамандықтар дайындайды мекемесі,...

Нервтік импульс, оның түрлендіру және беру тетігі

Жүйке жүйесі адам ретінде өзіндік үйлестірушісі біздің ағзамызда. Ол деп хабарлайды команданың ми мускулатуре, органдарға, тіндерге және өңдейді сигналдар шыққан олардан. Ретінде өзіндік тасығыштың деректер пайдаланылады жүйке серпін. Ол нені білдіре...

Мыс гидроксиді

Біріктіру гидроксиді, мыс (ІІ) « білдіреді және ашық-көк түсті кристалдар, сондай-ақ болуы аморфную (порошковидную) құрылымы. Ол нерастворимо суда, бағалау бойынша тізілім қауіпсіздік орта. Химиялық формуласы заттар - Cu(OH)₂, ол болып табылады...

Алғашқы күдікті деп Айтқан шын мәнінде құқықтарын, пайда біздің химиктер. Олар тез тауып, бұл көптеген заттар барысында реакциялардың металеместер қарапайым компоненттері. Сонымен қатар, дәл химиктер шығарды қатаң заңдылықтары осы процестердің. Осылайша, олар назар аударды алу үшін су талап етіледі сегіз бұқаралық үлестерін оттегі және сутегі (Авогадро заңы).

Орта ғасырда кез келген материалистическое оқу-жаттығу, соның ішінде және Демокрита теориясы, таралу және даму алуға емес еді негізінен. Тек XVIII ғасырда ғалымдар қайта оралады атомистической теориясы. Уақыт химигі А. лавуазье өзара бөліп алады, біздің ұлы М. В. Ломоносов және талантливейший ағылшын физигі Д. Дальтон (ол туралы әңгімелесетін боламыз жеке-жеке), сенімді дәлелдеді әріптестеріме шындық өмір сүруінің атомдар. Айта кету керек, тіпті просвещенном 18 ғасырда ұзақ уақыт бойы атомарная теориясы көптеген көрнекті умами уақыт шындап қарамаған.

Қалай болмасын, бірақ тіпті осы ұлы ғалымдар әлі выдвигали теориялар құрылысы туралы өзінің атом, өйткені ол кеңестік дәуірде біртұтас және бөлінбейтін частицей, негізі барлығы болса жақын.

өкінішке орай, химиялық тәжірибелер алмады көрнекі дәлелдеу шындық айналдыру атомдар бір заттар басқа. Дегенмен, салаға ғылымды зерделеу құрылыстар атомдар болды дәл осы химия. Атомдар мен молекулалар ұзақ уақыт бойы зерттелді бір данышпан орыс ғалымы, онсыз болмайды елестету современную.

Ілім Д. И. Менделеев

рөл қалыптасуы атомарного оқу-жаттығу ойнады. Д. И. Менделеев, 1869 жылы жасады өз гениальную мерзімді жүйесі. Алғаш рет ғылыми қоғамдастыққа ұсынылды теориясы, ол емес отвергала, бірақ ақылға қонымды дополняла барлық болжамдар материалистов. Қазірдің өзінде 19 ғасырда ғалымдар дәлелдей болуы электрондар. Барлық осы қорытындылар мәжбүрледі ең таңдаулы ақыл-20-шы ғасырдың шындап зерттеп, атом. Химия-бұл, сондай-ақ, жиналыс көптеген жаңалықтарды ашты.

Бірақ учение Менделеев құнды емес. Әлі күнге дейін түсініксіз болып қалады, бұл қалай қалыптасты атомдар әр түрлі химиялық элементтер. Бірақ ұлы орыс ғалымы алды дәлелдеуге, олар барлық дерлік тұрады, жақын өзара туыстық, бір-бірімен.

Ашу Дальтона

Бірақ айта түсіндіруге көптеген бытыраңқы деректер алды тек Джон Дальтон, ғасырлар бойы запечатлено ашық өзі заңда. Әдетте, ғалым зерттеген тек мінез-газдар, бірақ шеңбер мүдделерін одан әлдеқайда кеңірек. 1808 жылы ол кірісті жарияланған өзінің жаңа іргелі жұмыс.

Дәл осы Дальтон бұл ұсынды, әрбір химиялық элементке сәйкес келеді белгілі бір атом. Бірақ ғалым,ретінде және Ол үшін көптеген ғасырлар дейін ол, дегенмен, деп ойлаймын, олар толығымен бөлінбейтін. Оның черновиках көптеген схематичных суреттер, атомдар түрінде ұсынылған қарапайым шарлар. Бұл идея, лебі 2500-ден астам жыл бұрын тіршілік еткен, бәлкім, біздің уақыт! Алайда, тек салыстырмалы жақында ашылған, шын мәнінде терең атом құрылысы. Химия (9 сынып, атап айтқанда,), тіпті бүгін, көбінесе басшылыққа алады сол идеялар, алғаш рет айтылды 18 ғасырда.

Эксперименттік растау атомдар бөлінбейтіндігі

Дегенмен, соңына дейін 19 ғасырдың барлық дерлік ғалымдар пайымдауынша, атом - сол шегі, бұрын ештеңе жоқ. Олар деп ойладым негізі бүкіл ғаламның болып табылады. Бұған түрлі эксперименттер: как ни крути, бірақ өзгерсе, тек молекулалар, сол сияқты өздері атомдарымен заттар болмайтындай біркелкі есебімен ештеңе жоқ, содан болар еді алмады түсіндіруге простейшая химия. Атом құрылысы көміртек, мысалы, болып қалады, мүлдем өзгермейтін, тіпті әр түрлі аллотропных жағдайларда.

бір Сөзбен айтқанда, ұзақ уақыт бойы болған жоқ біркелкі есебімен ешқандай эксперименттік деректер, ең болмаса жанама түрде растады күдіктенген кейбір ғалымдар деп бар болса, неғұрлым іргелі бөлшектер. 19 ғасырда ғана (соңғы кезекте емес арқасында тәжірибелерге Кюри ерлі-зайыптылардың) дәлелденген, бұл белгілі бір жағдайларда атомдар бір элементтерін айналмауы мүмкін басқа. Бұл ашу негізіне қазіргі заманғы түсініктерді бізді қоршаған әлемде.

Мейіз және пудингтер

1897 жылы Дж. Томсоном, ағылшын физик", - деп кез-келген атоме бар әлдебір саны теріс зарядталған, ол атады «электронами». Қазірдің өзінде 1904 жылы ғалым құрып, алғашқы атомарную моделі, ол белгілі астында көрсетіліп, «қосылған пудинг отырып, мейіз». Атауы әбден дәл мәнін көрсетеді. Бұл теория бойынша, томсон тұжырымдамалары, атом химия « бұл бір «ыдыс» біркелкі бөлінген, онда зарядпен және электронами.

Ескереміз, бұл мұндай модель болды жүруге тіпті 20-шы ғасырда. Кейіннен анықталғандай, ол мүлдем дұрыс емес. Бірақ бұл бірінші саналы әрекеті (әрі ғылыми негізде) жаңадан жасауға оны қоршаған микромир ұсына отырып, моделі, атомның, жеткілікті қарапайым және көрнекі.

Тәжірибелер Кюри

деп санау ерлі-зайыптылар Пьер және Мария Кюри жатқызды начало атомдық физика. Әрине, үлесі осы данышпан адамдар, іс жүзінде пожертвовавших өзінің денсаулығы мен өмір, болмайды недооценить, бірақ олардың тәжірибелері болған, одан ешқандай іргелі мәні бар. Іс жүзінде бір мезгілде Резерфордом олар екенін дәлелдеді атом « әлдеқайда күрделі және разнородная құрылымы. Өзі құбылыс радиоактивтілік, олар супермаркеттерді, дәл осы говорило.

басында 1898 жылы Мария жариялайды бірінші бап арнап, радиация. Көп ұзамай Мария және Пьер Кюри дәлелдеді қоспасына хлорлы қосылыстар уран және радий бастайды пайда басқа да заттар бар, олардың сомневалась ресми химия. Атом құрылысы бері бастады зерттеуге жақын.

«Планетарлық» тәсіл

Ақырында Резерфорд жасауға шешім қабылдады бомбардировку атомдар ауыр металдардың &альфа;-бөлшектер (полностью ионизированный гелий). Ғалым бірден бұл ұсынды, жеңіл электрондар болмайды алады поменять қозғалу траекториясын бөлшектер. Тиісінше, сіңуін тудыруы мүмкін ғана болса, неғұрлым ауыр элементтер болуы мүмкін ядрода атом физикасы. Бірден ескереміз, бұл бастапқыда Резерфорд емес претендовал өзгерту теориясының «пудинга». Бұл модель атомның саналып безукоризненной.

Ал нәтиже, ол кезде барлық дерлік бөлшектер жоқ өтетіндей жұқа қабаты күміс, оның таң қалдырды. Бірақ көп ұзамай белгілі болғандай, кейбір атомдары гелий кері қайтарылған бірден 30°. Бұл емес, ол туралы айтқан уақытта химия. Құрамы, атомның бойынша Томсону тапсырмалары біркелкі бөлу электрондар. Алайда, бұл анық противоречили байқалатын құбылыстар.

Өте сирек, бірақ кейбір бөлшектер улетали бұрышпен тіпті 180°. Резерфорд болды глубочайшем күй кешуде. Бұл күрт қайшы «пудингу», заряд онда болуы мүмкін (теория бойынша, томсон тұжырымдамалары) бөлінген біркелкі. Демек, біркелкі зарядталған учаскелері алатын отталкивать ионизированный гелий, керек болмауы мүмкін.

қандай қорытындыға келіп, Резерфорд?

Бұл мән-жайлар және натолкнули ғалым ойға атом іс жүзінде бос және орталығында шоғырланған болса, білімі оң зарядпен - ядро. Сондай-ақ туындады планетарная модель атомның, постулаттары онда мынадай:

• біз уже айттық, орталық бөлігінде орналасқан ядро, әрі оның көлемі (мөлшеріне қатысты өзінің атом) болмашы ғана мал.
• барлық атомарная массасы, сондай-ақ барлық оң заряд орналасқан дәл ядросында.
• Айналасында айнала электрондар. Маңызды, олардың саны тең мәні оң заряд.

Либералдық теория

Барлық жақсы болар еді, бірақ бұл модель атомның жоқ деп түсіндіреді, олардың керемет тұрақтылығы. Есте электрондар движутся өзінің орбитам үлкен үдеуімен. Барлық заңдар электродинамика мұндай объект уақыт өте келе тиіс жоғалтуы өз заряд. Егер назарға постулаттары Ньютон және Максвелл, ондаэлектрондар мүлдем тиіс сыпаться арналған ядро, словно град жерге.

Әрине, ештеңе осындай шынайы болмайды. Кез келген атом ғана емес, мүлдем тұрақты емес, болуы мүмкін мүлдем шексіз, әрі ешқандай сәуле оған баруға болмайды. Мұндай сәйкес келмеуі түсіндіріледі, бұл микромиру тырысамыз қолдануға заңдар ғана жарамды қатысты классикалық механика. Олар сондай-ақ, белгілі болғандай, құбылыстарға атомарного ауқымдағы мүлдем қолдануға болмайды. Ал атом құрылысы (химия, 11 сынып) авторлары оқулықтар түсіндіруге тырысады барынша қарапайым сөздермен.

Учение Бор

Дания физик Нильсом Бормен дәлелденген, бұл микромир таратуға болмайды сол заңдар, ережелер, олардың әділ үшін макроскопиялық объектілері. Дәл тиесілі идея деп микромир «басшылыққа алады» тек квантовыми заңдарымен. Әрине, ол кезде жоқ еді ең кванттық теориясы, бірақ Бор нақты болды, оның негізін салушы білдіре отырып, өз ойын түрінде үш постулаттарының, «құтқарды» атом, онсыз да қаза тапқан еді, егер ол «өмір» сәйкес теориясы Резерфорд. Бұл теория даниялық негізіне барлық кванттық механика.

Постулаттары Бор

• оның бірі былай дейді: кез-келген атом жүйесі болуы мүмкін тек ерекше атом жағдайлар, әрі олардың әрқайсысына тән белгілі мағынасы энергиясын (Е). Егер жай-күйі атомның стационарлық (тыныш), онда таратуы мүмкін емес.
• Екінші жорамал", - дейді сәуле жарық энергиясын тек жағдайда, көшу жағдайына үлкен энергиясымен астам орташа. Тиісінше, бөлінетін энергия айырмаға тең мәндерінің арасындағы тұрақты жай-күйі.

Модель атомның Нильса Бор

Бұл полуклассическую теориясына ғалым ұсынды 1913 жылы. Бір қызығы, оның негізіне ол қаланды планетарную моделі Резерфорд, миқатты сипаттады атом заттар. Біз бұл классикалық механика противоречила выкладкам Резерфорд: негізге ала отырып, ол, дегенмен, уақыт өте келе электрон міндетті түрде құлап бетіне атомы.

Үшін «айналып» бұл қарама-қайшылық, ғалым енгізді арнайы жол берген. Оның мақсаты, оның таратуы энергиясын (бұл керек алып келуі олардың құлдырауына) электрондар алады, тек жүре отырып, онда белгілі бір орбитам. Қозғалыс кезінде олардың басқа траектория-мыс химиялық атомдар қалған " пассивном жай-күйі. Сәйкес теориясы Бор осындай орбитами болып табылады, сол, сандық қозғалысы кезінде олар бойынша тең тұрақты Планк.

Кванттық теориясы атом құрылысының

біз айтып кеткендей, бүгінгі күні барысы кванттық атом құрылыс теориясы. Химия соңғы жылдары ғана басшылыққа алады ол. Оның негізінде жатыр төрт негізгі аксиомалары.

1. Біріншіден, екі жақтылық (корпускулалық-толқындық табиғаты) ең электрона. Басқаша айтқанда, өзін бұл бәрі және материалдық объект (корпускула), толқын. Қалай бәрі де ол белгілі бір заряды мен массасы. Қабілеті сол дифракция роднит электрондар классикалық толқынмен. Ұзындығы ең толқындарλ) және жылдамдығы бөлшектер (v) байланысты болуы мүмкін бір-бірімен арнайы арақатынасымен де бройль: λ = h / mv. Қалай догадаться, m « салмағы ең электрона.

2. Координату және жылдамдығы бөлшектер өлшеу бастап абсолюттік дәлдікпен мүлдем мүмкін емес. Қарағанда дәлірек анықталады координатасы, соғұрлым жоғары белгісіздік жылдамдығы. Сол сияқты, және керісінше. Бұл құбылыс атауына ие болды белгісіздік алгоритмдерді конструкциялауда дағдының артуына әкеледі, ол түрінде көрсетілуі мүмкін келесі қатынасы: ∆x∙m∙∆v > белгісі пайда/2. Дельта Х (∆х) білдіреді белгісіздік жағдайын координаттары кеңістікте. Тиісінше, дельта V (∆v) көрсетеді жүрдек қателіктері.

3. Қарамастан барлық бұрын көп тараған пікіріне, электрондар өтпейді бойынша қатаң түрде белгіленген орбитам, поезд рельспен. Кванттық теория айтады, электрон болуы мүмкін кез келген нүктесінде кеңістік, бірақ ықтималдығы, бұл әр түрлі үшін әр кесіндінің.

бөлігі кеңістік айналасында тікелей атом ядросының, бұл ықтималдығы максималды деп аталады орбиталью. Қазіргі заманғы химия құрылысы электрондық қабықтарының атомдар зерделейді, осы көзқарас тұрғысынан. Әрине, мектептерде үйретеді дұрыс бөлу электрондардың деңгейлері бойынша, бірақ, сірә, шындығында олар пайдаланылады басқаша.

4. Ядро атомның тұрады нуклонов (протондар мен нейтрондар). Реттік нөмірі элемент периодтық жүйеде көрсетеді саны протондардың оның ядросында, ал сомасы протондар мен нейтрондардың тең атомарной массасы. Міне, түсіндіреді құрылысы атом ядросының химиясы қазіргі заманның.

Салушылар кванттық механиканың

айта кетейік, сол ғалым енгізді елеулі үлес қосқан маңызды салалары: француз физигі Л. де Бройль, неміс В. Гейзенберг, австриец Э. Шредингер, жалғызды П. Дирак. Барлық бұл адамдар кейіннен марапатталды Нобель сыйлығының лауреаты.

сол алыс бұл тұрғыда кетіп, химия? Атом құрылысы көпшілігі химиктер сол пайымдауынша, жеткілікті қарапайым: көптеген тек 1947 жылы түпкілікті мойындады шындық өмір сүруінің элементар бөлшектер.

Кейбір тұжырымдар

Жалпы, құру кезінде кванттық теориясы келмеді математиктер, өйткені барлық бұл процестер есептеуге болады, тек пайдалана отырып,күрделі есептеулер. Бірақ ең басты стимул мүлде бұл емес. Жатқан үдерістерге сипатталады осы теориямен, қол жетімді емес ғана емес, біздің сезім қарамастан, барлық қазіргі заманғы ғылыми техниканы және воображению.

Бірде-бір адам, тіпті шамамен мүмкін емес елестету процестері микромире, өйткені олар мүлдем ұқсас барлық құбылыстар, біз байқап отырмыз макромире. Апаттың тек: соңғы ашу береді себеп деуге кварки, және нейтрино және өзге де іргелі бөлшектер бар девятимерном (!) өлшеу. Адам ретінде, живущий в трехмерном пространстве, тіпті шамамен сипаттауы олардың мінез-құлқына?

қазіргі уақытта бізге тек сенуге математика мен қуатын қазіргі заманғы компьютерлер, олар, мүмкін, үшін пайдаланылады модельдеу микромира. Айтарлықтай көмектеседі және химия: атом құрылысы шығар қайта қаралатын болады, кейін ғалымдар жақында жұмыс істейтін бұл салада, деп хабарлады ашу туралы жаңа типтегі химиялық байланыс.

туралы Заманауи түсінік атом құрылысы

Егер сіз мұқият оқып, жоғарыда айтылғандардың барлығы болса, онда әрине, өздері аласыз айтуға, қандай бүгінгі ұсыну туралы құрылымы атомдар заттар. Дегенмен, біз түсіндірсек: бұл бірнеше видоизмененная теориясы Резерфорд, толықтырылған баға жетпес постулатами Нильса Бор. Былайша айтқанда, бүгін болып саналады, бұл электрондар движутся бойынша хаотичным, размытым траектория жанында, ядро, ол тұрады, нейтрондар және протондар. Бөлігі кеңістік айналасында, оның пайда болуы электрона ең ықтимал, деп аталады орбиталью.

жоқ, нақты, өзгере біздің туралы түсінік атом құрылысы одан әрі. Күн сайын ғалымдар жұмыс істейді кірумен жасалған құпияны микромира: БАК (Үлкен андронный коллайдер), Нобель сыйлығын физика саласы бойынша « бұл барлық нәтижесі болып табылады деректер іздестіру.

Бірақ тіпті қазір біз ұсынамыз және шамаланған көрінісін екенін әлі жасырады атомдары. Түсінікті тек өзі атом ауқымында микромира « үлкен көп қабатты үй, онда біз тексерілуі тек бірінші қабат, онда толық емес. Жыл сайын пайда болады қатынасын ашу мүмкіндігі туралы барлық жаңа және жаңа элементар бөлшектер. Кезде зерттеу процесі атомдар толығымен аяқталды, бүгінде болжауға емес возьмется ешкім.

Жеткілікті деп айтуға ойлағандай өзгере бастады тек 1947 жылы ашылды деп аталатын V-бөлшектер. Бұған дейін адамдар сәл ғана тереңдетті теориясы, онда 19 ғасырдың основывалась химия. Атом құрылысы « қызықты жұмбақ, разгадыванием оның бос адамзаттың ең таңдаулы ақыл.