Atom kimya... atom Modeli. Atomun yapısı

Bir Düşünce, varlığın sadece ortam ziyaret başladı insanlık uzun zaman önce bu yana gelişen çağdaş uygarlık. İlk insanlar hakkında spekülasyonlar varlığı bazı yüksek güçler gibi hissettim, предопределяли tüm varlık. Ama zaten çok yakında filozoflar ve din adamları merak etmeye başladı üzerinde ne, aslında, oluşan kumaş kendisi bu varlık. Teorileri bir dizi vardı, ama tarihsel bir perspektif hakim olmuştur atomik.

Nedir atom kimya? Bunun yanı sıra ilgili tüm konuları tartışmak bu makalenin amaçları için. Umarım onun içinde sen-ecek bulmak tüm cevapları soru.

Atası atomik teorisi

İle başlar ilk ders kimya mı? Atomun – burada ana tema. Kesinlikle unutmayın, kelime «atom» tercüme ile antik yunan dili gibi «bölünmez». Şimdi, birçok tarihçiler ilk teori ileri гласившую hakkında bazı küçük parçacıklar, oluşan her şeyi, Rabi'ul. Yaşadığı henüz beşinci yüzyılda m. ö.

Ne yazık ki, bu konuda üstün düşünüre baktığımızda, ki kendisinin hemen hemen hiçbir şey bilinmemektedir. Kadar bize ulaşmış herhangi bir yazılı kaynak bu kez. Çünkü fikirleri hakkında büyük bir bilim adamı yaptığı zaman tanımak zorundayız, sadece emeklerinin Aristo, Platon ve diğer antik yunan düşünürler.

Peki, bizim tema - "atomun Yapısı". Kimya değil, tüm vardı yüksek puan, ama çok hatırlıyorum, bulgular, antik bilim adamlarının inşa edildi, sadece mantık. Rabi'ul bir istisna değildi.

Gibi gerekçeli Rabi'ul?

Mantık onun son derece basit, ama aynı zamanda bir dahi. Hayal var ki, en keskin bir bıçak, tüm dünyada. Almak, elma, örneğin, ve daha sonra bunu başlatmak kesti: iki yarısı, dörde, onları tekrar paylaşmak... Kısacası, er ya da geç alacak ломти böyle yetersiz kalınlığı, ne bunları paylaşmak artık mümkün olacak. İşte bu ve bölünmez bir atom. Kimya bu iddiayı kabul edildi gerçek neredeyse 19. yüzyıla kadar.

Demokritos modern görünümler

Unutulmamalıdır ki yunan algıları alemdeki varlığını, tek kelime «atom». Şimdi her öğrenci bilir ki, çevremizdeki dünya oluşur, çok daha temel ve küçük parçacıklar. Ayrıca, açısından modern bilim teorisi Demokritos oldu fazla saf varsayımsal dişli, подкрепленной düz hesap herhangi bir kanıt. Ancak o zaman yoktu, elektronik mikroskoplar, böylece suçsuzluğunu kanıtlamak için başka yollarla var düşünür ... yine de işe yaramadı.

Daha:

Sinir impuls, onu dönüştürme ve aktarım mekanizması

Sinir sistemi savunan bir tür koordinatörü vücudumuzda. O komutları iletir beyin мускулатуре, organlara, dokulara ve işler sinyalleri gidiyor onlara. Tür olarak veri taşıyıcı tarafından kullanılan bir sinir dürtü. Neyi temsil ettiğini? Hangi hızda ça...

Isıl işlem çelik

Isıl işlem çelik yapılabilir çeşitli yolları vardır. Uzmanlar ayırt aşağıdaki seçenekleri sunar: 1. Ateş. 2. Normalleştirme. 3. Sertleşme olduğunu. 4. Tatil. Isıl işlem çelik kızartma temsil ısıtma ürün sıcaklık 840 900 derece. Sırasında belirtilen s...

Ana tür duyumlar: sınıflandırma, özellikleri

Psikoloji – bu çalışmalar bilim farklı zihinsel süreçler, olaylar ve durum. Bu bilgilendirici zihinsel süreçleri içerir hissi, görünüm, algı, hayal gücü, konuşma, düşünme, ezberleme, dinleme, kaydetme, vb. bu makalede, biz daha duralım böyle bi...

İlk şüpheli hakkında Rabi'ul aslında haklı çıktı kimyagerler. Onlar hızlı bir şekilde bulundu, birçok madde sırasında tepkileri kırmak daha basit bileşenleri. Ayrıca, bu kimyagerler çıkardık sıkı desenleri, veri işlemleri. Bu yüzden, onlar, dikkat, almak için gerekli su sekiz büyük oranda oksijen ve bir hidrojen (Avogadro yasası).

Orta çağlarda, herhangi bir materyalist doktrin dahil olmak üzere, teori Demokritos, dağıtım ve geliştirme almak olamazdı temelde. Ve sadece XVIII. yüzyılda bilim adamları yeni dönen atom teorisi. Zaman kimyacı A. Lavoisier, bizim için büyük bir M. V. Lomonosov ve талантливейший ingiliz fizikçi. Dalton (hangi biz konuşalım ayrı ayrı), zaten fazlasıyla kanıtlamıştır arkadaşları gerçeklik varoluş atomu. Vurgulanmalıdır ki, hatta просвещенном 18. yüzyılda uzun bir süre atomik teori birçok seçkin zihinleri zaman ciddi olarak düşünülmedi.

Neyse, ama hatta bu büyük bilim adamları henüz gelişmiş teorileri yapısı hakkında kendisi atom, o kabul edildi, tek ve bölünmez bir parçacık, temel, kainatın yaratıcısı.

Ne yazık ki, kimyasal deneyler olamazdı açıkça gerçeği kanıtlamak için dönüm atomların bazı maddelerin diğer. Ama yine de temel bilim öğrenme yapısı atomların oldu bu kimya. Atomlar ve moleküller, uzun bir süre okudu, aynı zamanda zeki bir rus bilim adamı, onsuz hayal bile edemiyorum çağdaş bilimi.

Öğretim D. i. Mendeleyev

Büyük bir rol olma atomik öğretileri oynadı D. I. Mendeleev, bir başka 1869 yılında kurdu ustaca bir periyodik sistemi. İlk bilimsel topluluk tarafından sunuldu teori değil sadece reddetti, ama aynı zamanda makul дополняла tüm varsayımlar materyalistler. Zaten 19. yüzyılda bilim adamları başardık varlığını kanıtlamak elektron. Tüm bu bulgular zorla en iyi zihinleri 20. yüzyılın ciddi incelemek atom. Kimya, bu süre de ознаменовано pek çok keşif.

Ama öğretim Periyodik değerli değil sadece bu. Hala belirsizliğini koruyor tam olarak nasıl kuruldu atomların farklı kimyasal elementler. Ama büyük bir rus bilim adamı başardı inandırıcı olduğunu kanıtlamak için hepsi istisnasız oluşur, yakın akraba birbirleri ile.

Açılış Dalton

Ama bilmek yorumlamak için birden fazla dağınık verileri başardı sadece John Dalton, adını sonsuza dek mühürlü açık kendilerine law. Genellikle bilim adamı araştırdı sadece davranış gazlar, ancak ilgi vardı çok geniştir. 1808 yılında yayımlamaya başladı onun yeni bir temel eser.

Bu Dalton önerdi her kimyasal öğe eşleşen belirli bir atom. Ama bir bilim adamı,nasıl ve Rabi'ul için yüzyıllar önce, yine düşündüm, onlar tamamen bölünmez olduğunu. Onun taslak bir sürü schematical resimleri, atomlar şeklinde basit topları. Bu fikir, kökenli, daha 2500 yıl önce atlattı neredeyse bizim zaman! Ancak, sadece nispeten son zamanlarda ortaya gerçekten derin bir atomun. Kimya (9. sınıf özellikle) bugün bile büyük ölçüde yönlendirilir bu fikirler ilk dile, 18. yüzyılda.

Deneysel onay bölünebilme atom

Ancak, 19. yüzyıla kadar, hemen hemen tüm bilim adamları inanıyordu atom - o sınırı gibi bir şey yok. Düşündüler temeli, evrenin tam olarak bu. Bu katkı çeşitli deneyler: beğenin ya da beğenmeyin, ama değişti, sadece bir molekül iken, kendileri ile, atomlar madde değil olan biten hiç bir şey yok, neden yapamadım açıklamak için basit bir kimya. Atomun karbon, örneğin, kalır tamamen değişmeden hatta farklı allotrop durumları.

Kısacası, uzun bir süre olmadı düz hesap, herhangi bir deneysel veri, en azından dolaylı olarak doğruladı şüphe, bazı bilim adamları hakkında ne vardır ne daha temel parçacıklar. Sadece 19. yüzyılda değil (en azından sayesinde deneyimler eş Curie) olarak kanıtlanmıştır belirli koşullar altında atomlar bazı öğeleri dönüştürmek başka. Bu keşifler temelinde, modern görünümleri hakkında çevremizdeki dünya.

Kuru Üzüm ve pudingler

1897 yılında J. Thomson, ingiliz fizikçi, kuruldu, herhangi bir atom vardır belirli bir miktar negatif yüklü parçacıklar aynı adlı «elektron». Zaten, 1904 yılında bir bilim adamı yarattı ilk атомарную bir model daha bilinen adı altında «puding kuru üzüm». Başlık oldukça doğru özünü yansıtır. Bakılırsa teorisi Thomson, atom kimya – bir «kap» eşit olarak dağıtılmış o bir yük ve bir elektron.

Unutmayın, benzer bir modeli vardı, botla bile 20. yüzyılda. Sonradan ortaya çıktı ki, o tamamen yanlış. Ama yine de bu ilk bilinçli teşebbüs, insan (ve bilimsel olarak) yeniden onu çevreleyen evren, davet, atom modeli, yeterince basit ve açıklayıcı.

Deneyimler Curie

Kabul eşler Pierre ve Marie Curie başlangıcı atom fiziği. Tabii ki, katkı, bu parlak insanlar, aslında hibe etti, onların sağlık ve yaşam, göz ardı edilemez, ancak kendi deneyimleri vardı ve çok daha temel bir değer. Hemen hemen aynı anda Резерфордом kanıtladık atom – çok daha karmaşık ve heterojen bir yapısı. Kendisi bir fenomen radyoaktivite, onlar araştırdı, tam olarak bunu gösterdi.

Zaten başlangıçta 1898'de Maria yayınlamaktadır ilk makale adanmış bir radyasyon. Kısa bir süre Marie ve Pierre Curie kanıtlamıştır karışımı хлористых bileşikleri uranyum ve radyum görünmeye başlar diğer maddelerin varlığı olan şüphe resmi kimya. Atomun yapısı o zamandan beri keşfetmeye başladı yakın.

«Planet» yaklaşım

Son olarak, Rutherford üretmeye karar verdi bombalama atomların ağır metaller, α-parçacıklar (tamamen iyonize helyum). Bilim adamı hemen önerdi hafif elektronlar mümkün olmayacaktır takas yörüngesini parçacıkların hareket. Buna göre, dağılımı neden olabilir sadece herhangi bir ağır öğeleri içerebilir atomun çekirdeğinde. Hemen, biz başlangıçta Rutherford hiçbir şekilde iddia değişim teorisi «puding». Bu atom modeli olarak mükemmel.

çünkü sonuç, hangi hemen hemen tüm parçacıklar herhangi bir sorun olmadan geçti gümüş ince bir tabaka, onun şaşırttı. Burada sadece kısa bir süre ortaya çıktı, bazı atomları helyum trend ' de 30°. Bu değildi, bir şey söyledi ise kimya. Kompozisyon atom ve Томсону hayal homojen elektron dağılımı. Ama bu açıkça bir çelişki gözlenen bir olgu.

Son Derece nadir, ama yine de bazı parçacıklar isteyelim açıyla bile 180°. Rutherford oldu derin bir kayıp. Sonuçta, bu büyük ölçüde aykırı «пудингу», şarj edildiği gerekiyordu (talep teorisi Thomson) eşit dağıtılmış. Bu nedenle, düzensiz ücret alanlar olabilir püskürtmek iyonize helyum zorunda olmayabilir.

Hangi sonuçlara geldi Rutherford?

Bu şartlar ve натолкнули bilim düşüncesi, atom, hemen hemen boştur ve sadece merkez odaklı bir çeşit eğitim ile pozitif yüklü çekirdek. Ve ortaya gezegensel atom modeli, önermeleri olan aşağıdaki:

• Biz zaten konuştuk, orta bölümünde çevresinde bir çekirdek ve onun hacmi (büyüklüğüne göre en atom) ihmal edilebilir.
• Hemen Hemen tüm atomik ağırlık, hem de tüm pozitif yük gibi tam çekirdek.
• Etrafında dönen elektronlar. Önemlidir, bu sayı değerine eşit pozitif bir yük.

Paradokslar teorisi

Tüm iyi olurdu, ama bu atom modeli açıklamaz, onları inanılmaz bir istikrar. Unutulmamalıdır ki, elektronlar hareket yörüngelerinde büyük bir ivme. Tüm yasalara göre elektrodinamik böyle bir nesne zamanla mi kaybetmek şarjı. Eğer dikkate almak önermeleri Newton ve Maxwell, elektronlar gerekir genel dökmek bir çekirdek, sanki dolu arazi.

Tabii ki, böyle bir şey gerçekte olmuyor. Herhangi bir atom sadece tamamen dayanıklı, ama aynı zamanda olabilir, tamamen sınırsız bir zaman ve herhangi bir radyasyon ondan gitmek olmaz. Böyle bir tutarsızlık nedeni, bu микромиру çalışıyoruz yasaları uygulamak için, geçerli olan ilgili sadece klasik mekanik. Onlar gibi çıktı, olayların atomik ölçek değildir tamamen. Çünkü atomun yapısı (kimya, 11 sınıf) yazarlar ders çalışıyorum açıklamak için daha basit bir deyişle.

Öğretim Bora

Danimarkalı fizikçi Niels Bohr kanıtlanmıştır ki, evren dağıtamazsınız, aynı yasalar, hükümler, hangi için geçerlidir makroskopik nesneler. Ona ait bir fikir, ne bir evren «rehberlik» son derece kuantum yasaları. Tabii, o zamanlar yoktu istediğiniz kuantum teorisi, ama Bor aslında oldu onun atası ifade ederek, kendi düşünce şeklinde üç önermeleri «kurtarıldı» atom, kaçınılmaz olurdu ölen kişi, eğer o «yaşamış» teorisine göre, Rutherford. Bu teori dane biri gerçek hayatta temelini tüm kuantum mekaniği.

Önermeleri Bora

• Bunlardan İlki şöyledir: herhangi bir atomik sistem olabilir sadece özel atom durumları ve bunların her biri için karakteristik olan belirli bir enerji değeri (F). Eğer durum atomun sabit (sakin) yayarlar olamaz.
• İkinci bir önerme olduğunu söyler, radyasyon, ışık enerjisi oluyor, yalnızca bir geçiş durumu ile daha fazla enerji, daha ılımlı. Buna göre, serbest enerji farka eşit değerler arasında iki sabit durumlu.

Atom Modeli Niels Bohr

Bu полуклассическую bir bilim adamı bir teori önerdi, 1913 yılında. İlginçtir ki, onun temelini koydu gezegen modeli Rutherford, kısa bir süre önce onun tarif maddenin atom. Biz zaten konuştuk, klasik mekaniği ile tutarlı bir выкладкам Rutherford: dayanarak onun beklenen, zamanla elektron emin oldu düşmek yüzey atomu var.

«çözüm» bu çelişki, bilim adamı tanıttı özel bir varsayım. Onun özü şuydu: enerji yaymak (ne oldu neden onları düşme) elektronlar, sadece bir hareket, herhangi bir belirli yörüngeler. Hareket aynı başka yörüngeleri iddia edilen kimyasal atomlar kaldı pasif durumda. Teoriye göre Bor, bu yörüngeleri vardı bu, nicel bir anda hareket hangi eşit sabit bir Kayış.

Kuantum teorisi atomun yapısı

Dediğimiz Gibi, bugüne kadar hareket kuantum teorisi atomun yapısı. Kimya son yıllarda güdümlü, sadece onu. Temelinde yatan dört temel aksiyom.

1. İlk olarak, ikilik (корпускулярно dalga doğası) kendisi elektron. Basitçe söylemek gerekirse, davranır bu parçacık ve maddi nesne (корпускула), ve bir dalga gibi. Parçacık olarak belli bir ücret ve bir sürü. Yeteneği aynı kırınım bir çift elektron, klasik dalgalar. Boy bu fiyat dalga (λ) ve hızlı parçacıklar (v) bağlı olabilir ve birbirleriyle özel bir değer de Broglie: λ = h / mv. Tahmin edebileceğiniz gibi, m – ağırlık kendisi elektron.

2. Koordinat ve hız parçacıkları ölçmek için mutlak doğruluk ile tamamen imkansız. Daha doğrusu belirlenen koordinatı, daha yüksek bir belirsizlik hız. Ancak olarak, ve tersi. Bu olgu, adı olmuştur Heisenberg'in belirsizlik, bir olarak ifade edilebilir, bir sonraki oranı: ∆x∙m∙∆v > şirketinden/2. Delta X (∆x) ifade, belirsizlik hüküm uzayda koordinatları. Buna göre, delta V (∆v) görüntüler hız hata.

3. Her şeye rağmen, daha önce yaygın bir görüş, elektronlar devam ediyorsa kesinlikle belirli yörüngeler, bir tren raylar üzerinde. Kuantum teori, elektron bulunabilir uzayda herhangi bir noktada, ama bu olasılık değişir her kesim.

Bu kısmı boşluk, doğrudan atom çekirdeği olduğu bu olasılık maksimize denir орбиталью. Modern kimya yapısı bir atom elektron kabuklar okuyor, işte bu bakış. Tabii ki okullarda öğretilen doğru dağılımıyla elektron seviyeleri ile, ama, görünüşe göre, gerçekte onlar farklı oldukça farklı.

4. Atom çekirdeği oluşur özelliğini keşfettikleri (proton ve nötron). Öğe numarası periyodik sistem sayısını gösterir içinde çekirdeği bir proton ve bir miktar proton ve nötronlar eşit atomik kütle. İşte nasıl açıklıyor yapısı, atom çekirdeği kimya modernite.

Işbirliği yapan dernekler; kuantum mekaniği

Unutmayın bu bilim adamlarının en büyük katkıyı yapmış gelişimi için çok önemli bir sektör: fransız fizikçi L. de Бройль, alman W. Heisenberg, avusturyalı E. Schrödinger, ingiliz P. Dirac. Tüm bu insanlar sonradan verildi Nobel ödülü.

Nasıl uzak bu bağlamda gitti kimya? Atomun çoğu kimyagerler bu yıl düşünce oldukça basit: birçok sadece 1947 yılında kalıcı olarak tanınan gerçeklik varlığının temel parçacık.

Bazı sonuçlar

Genel oluştururken, kuantum teorisi olmadan olmamıştır matematikçiler tüm bu süreçleri hesaplayabilirsiniz sadece kullanarakkarmaşık hesaplamalar. Ama en büyük zorluk değil bu. Bu süreci açıklar bu teori bilgilerini mümkün olduğu kadar doğru sadece vücudumuzun duyu rağmen, bütün çağdaş bilimsel teknik, ama hayal.

Tek bir kişi bile yaklaşık düşünemiyorum süreçler alemdeki gibi tamamen farklılar tüm bu olayları biz görüyoruz макромире. Düşünmek sadece: son keşif neden vermek zannetmek, ne kuarklar, nötrinolar ve diğer temel parçacıklar var девятимерном (!) boyut. Adam gibi yaşayan, üç boyutlu uzayda, hatta yaklaşık olarak açıklamak ve onları bir davranış mı?

şu anda bize sadece tevekkül matematik ve gücünü modern bir bilgisayar, belki de, için kullanılacak bir simülasyon evren. Önemli ölçüde yardımcı olur ve kimya: atom yapısı kesinlikle revize sonra, son zamanlarda, bilim adamları, bu alanda çalışan, rapor açtığınızda, yeni bir tür kimyasal bağ vardır.

Modern fikir atomun yapısı

Eğer dikkatle okudum tüm yukarıda, muhtemelen kendileri de söylemek mümkün, nedir bugünkü fikir yapısı atomların maddeler. Ama yine de biz anlatalım: birkaç modifiye teorisi Rutherford, artırılmış paha biçilmez ilkelerini Niels Bohr. Basitçe söylemek gerekirse, bugün kabul edilir, elektronlar hareket kaotik, bulanık olayları oteller, çekirdek, oluşan nötron ve proton. Bu kısmı alanı etrafında olduğu ortaya çıkması, elektron, büyük olasılıkla denir орбиталью.

Henüz mümkün değil kesin bir şey söylemek zor değişir gibi bizim fikir yapısı atomun daha sonra. Her gün bilim adamları üzerinde çalışıyor penetrasyon gizem evren: TANK (Büyük андронный çarpıştırıcısı), Nobel ödülü, fizik alanında – tüm bu sonucudur veri araştırma.

Ama şimdi bile hiçbir fikrimiz yok ve yaklaşık bir resim olduğunu gizlemek atomlar. Tamam sadece kendisi atom ölçekte evren – büyük bir kiralık ev, hangi bize muayene mi ne birinci kat, evet, tam olarak değil. Hemen hemen her yıl iletileri açma potansiyeli hakkında yeni bir temel parçacık. Zaman, süreç, araştırma, atomlar tamamen bitmiş, bugün tahmin taahhüt etmez kimse.

Söylemek Yeterli anlayışımızı onlara değişmeye başladı sadece 1947 yılından bu yana, ne zaman açıldı, sözde V-parçacıklar. Bu insanlar sadece biraz derinleştirdi teorisi, 19. yüzyıla dayanıyor kimya. Atomun – heyecan verici bir bulmaca çözme meşgul olduğu en iyi zihinleri insanlık.