Муайян намудани атоми ва молекулаҳои. Муайян намудани заррае то соли 1932

Шурўъ аз давраи қадим то миёнаҳои асри 18, илм мафҳуми бартарї дода шуд, ки заррае - як зарра аз ин масъала, ки онҳоро наметавон тақсим карда мешавад. олим англисӣ ва табиию, ва D. Далтон таърифи аз заррае ҳамчун хурдтарин қисми элементи химиявї дод. Ломоносов дар таълимоти атом ва молекулавӣ он қодир дод муайян намудани заррае ва молекулаи буд. Ӯ боварӣ карда шуд, ки молекулаи, ки даъват "corpuscles», иборат аз «аносир» - атоми - ва дар ҳаракат доимӣ мебошанд.

D. I. Менделеев боварӣ доштанд, ки ин моддаҳои subunit, ки дар ҷаҳон моддӣ ташкил медиҳанд, нигоҳ медорад ҳамаи хосиятҳои он танҳо он аст, бояд ба шўъбаи нест. Дар ин мақола, объект ҳамчун microcosm аз атоми муайян кунем, ва омӯхтани хосиятҳои он.

Замина назарияи сохти атом

Дар асри 19, он аст, ба таври васеъ ҳамчун ариза дар бораи ба ҷудонопазирии аз заррае эътироф карда мешавад. Аксарияти олимон фикр мекарданд, ки зарраҳо як элементи химиявї дар ҳеҷ ҳолат метавонад ба атоми унсурҳои дигар имконнопазир бошад табдил ёфт. Ин фикру асоси, ки дар он муайян намудани заррае то соли 1932 асос ёфта буд буданд. Дар охири асри 19 дар илм кашфиётҳои муҳиме, ки ин мақсад тағйир дода шудаанд. Пеш аз ҳама, дар 1897 ба физики бритониёӣ Ҷ Ҷ Томсон, ки электрон ошкор буд. Далели мазкур аст, куллї ақидаҳои олимон дар бораи қисми ҷудонопазири элементи кимиёвї иваз кардааст.

Чӣ тавр нишон медиҳанд, ки заррае сохтори мураккаб

Ҳатто пеш аз ошкор намудани электрон , олимон якдилона розц ьастанд, ки атоми надоранд, музд дода мешавад. Сипас, аз он пайдо шуд, ки электрон ба осонӣ аз ҳар гуна элементи кимиёвї дилхоҳ ҷудо карда мешаванд. Онҳо метавонанд дар шӯълаи ёфта, интиќол ҷорӣ нерӯи барқ, онҳо моддаҳои радиатсионӣ дар давоми х-рентгенӣ озод кунад.

Аммо агар электрон қисми аз ҳама бидуни истисно, ва атоми айбдор манфӣ, ҳамин тавр, дар заррае баъзе зарраҳо, ки боварӣ дошта масъули мусбат ҳастанд, дар акси атоми намебуд, electrically бетараф. Барои кӯмак unravel сохтори заррае падидаи воқеӣ радиоактивц ёрӣ кард. Ин таърифи дуруст аз заррае дар физика, химия ва сипас дод.

Дар рентген ноаён

Фаронса физики A. Becquerel аввалин тасвир зуҳуроти партофтани атоми баъзе элементҳои кимиёвӣ, босираашон рентген ноаён буд. Онҳо ionize ағбаи ҳаво ба воситаи моддӣ, ки боиси сиёҳ заррин аксҳои. Баъдтар, Curies ва Рутерфорд , ки моддаҳои радиоактивӣ ба атоми дигар элементҳои кимиёвӣ (ба монанди уран - neptunium) табдил ёфт.

зарраҳо алфа, зарраҳои бета, рентген анвои: радиатсионӣ радиоактивӣ nonuniform дар таркиби аст. Ҳамин тариқ, зуҳуроти радиоактивц исбот кард, ки ҷадвали даврии элементҳои зарраҳо як сохтори мураккаб. Далели мазкур боиси тағйирот ба муайян намудани заррае. Чӣ зарраҳои аст заррае дода Рутерфорд даст далелҳои илмӣ дорад? ки тибқи он дар атрофи электрон ядрои мусбат-айбдор ҳаракат, Дар ҷавоб ба ин савол пешниҳод модели олим ҳастаӣ аз заррае шуд.

модели мухолифат Рутерфорд

Дар назарияи олими, сарфи назар аз хусусияти барҷастаи он, метавонад нест, воқеъбинона, ки заррае муайян намояд. хулосаи вай хилофи қонунҳои асосии thermodynamics буданд, ки мувофиқи он тамоми электрон orbiting ба nuclei энергетикии худро аз даст ва, чунон ки он метавонад, дер ё зуд ба ӯ афтод. Заррае, дар ин ҳолат ҳалок кардем. Ин аст, дар асл, на сурат, зеро кимиёвӣ ва зарраҳои, ки аз он ба онҳо дод, ки дар табиат барои муддати дароз вуҷуд надорад. Inexplicably заррае чунин муайян оид ба назарияи Рутерфорд, инчунин ҳамчун падидаи, ки рух медиҳад, вақте ки мегузаштанд, моддаҳои содда гарм тавассути diffraction grating асос ёфтааст. Баъд аз самтњои атом ташкил дар айни замон як шакли хаттӣ. Ин мухолифат бо модели Рутерфорд аз заррае, ки мутобиқи он спектри боз дошта бошад, пайваста. Бино ба мафҳумҳои механикаи квантї, электрон мазкур дар ядрои ҳамчун объектҳои нуқтаи ҳамчун шакли абр электрон тавсиф нест, инчунин.

Аксари зичии он дар locus муайяни фазои атрофи ядрои ва ҳисобида мешавад, ҷойгиршавии як зарра дар як вақт дода мешавад. Ҳамчунин, он пайдо шуд, ки заррае электрон дар қабатҳои ташкил шаванд. Шумораи қабатҳои мумкин аст аз тарафи донистани шумораи давраи муайян, ки дар элементи даврии Д. I. Системаи Mendeleeva. Барои мисол, заррае фосфор, ки дорои 15 электрон дорад Се сатҳҳои энергетика ва. Нишондиҳандаи, ки муайян кардани шумораи сатҳи энергетикӣ аст, шумораи квантї асосии номида мешавад.

Ин озмоиш таъсис дода шуд, ки сатҳи энергияи электрон, воқеъ наздиктарини аслӣ доранд ва пасттарин энергетика. Ҳар ниҳонӣ энергетикӣ аст, ба зербахшҳо сатҳи тақсим карданд ва онҳо дар навбати худ, дар бораи orbitals. Электрон доранд, дар orbitals гуногун ҷойгир доранд абрҳо шакли ҳамин (ҳо, саҳ, г, д).

Дар асоси дар боло, аз паи он, ки дар шакли абр электрон, ки мумкин нест, худсарона. Ин аст, ба таври қатъӣ тибқи даврагӣ муайян рақами квантї. Мо ҳамчунин илова, ки давлат аз электрон ба particulate низ ду арзишҳои муайян - магнитӣ ва мересанд рақамҳои квантї. Дар аввал аст, муодилаи Schrodinger асос тавсиф самти фазоии аз даруни абр баромад электрон дар асоси се-dimensionality ҷаҳони мо. Нишондиҳандаи дуюм - шумораи чарх дар бораи он муайян ротатсияи ба электрон дар атрофи меҳвари худ ва ё зидди бо самти соат.

Ба ошкор намудани заминаи раекторе

Тавассути кори D. Chadwick, онҳо дар соли 1932 баргузор гардид, ба он таърифи нави заррае дар химия ва физика дода шуд. Дар таҷрибаҳои илмии худ ӯ исбот намуд, ки дар Шустан рух радиатсионӣ полониум сабаби аз ҷониби зарраҳо бе ҳеҷ масъул, массаи 1,008665. Як зарра ибтидоӣ нави раекторе номгузорӣ шуд. кашфи ва омӯзиши хосиятҳои он ӯ иҷозат олимони шӯравӣ V. Gapon ва Ivanenko сохтани назарияи нави сохтори ядрои атом, ки дорои protons ва neutrons.

Бино ба назарияи нав, муайян намудани моҳияти дошт заррае зерин ташкил воҳиди сохтории унсури химиявӣ, иборат аз як аслӣ дорои protons, neutrons ва электрон ҳаракат дар атрофи он. Шумораи зарраҳои мусбат дар ядрои аст, ҳамеша ба шумораи ordinal аз унсури химиявӣ дар системаи даврии баробар.

Баъдтар профессор Жданов дар таҷрибаҳо ӯ тасдиқ кард, ки дар зери таъсири радиатсияи сахт кайҳон, nuclei атом ба protons ва neutrons тақсим. Илова бар ин, он собит шудааст, ки нерӯҳои баргузории ин зарраҳои ибтидоӣ дар ядрои он хеле энергетика-пуршиддат аст. Онҳо дар масофаи хеле кӯтоҳ (аз тартиби 10 ^-23 см), ном ҳастаӣ амал мекунад. Тавре ки пештар зикр шуд, аз ҷониби Ломоносов тавонист дод муайян намудани атоми ва молекулаи дар асоси далелҳои илмӣ маълум Ӯ буд.

Айни замон эътироф баррасӣ модели зерин: заррае иборат аст аз як ядрои ва электрон ҳаракат дар гирдаш он дар як роҳҳои ба таври қатъӣ муайян - orbitals. Электрон дар як вақт намоиш хосиятҳои ҳам зарраҳо ва мавҷҳо, ки доранд, табиатан дугона. Дар ядрои атом аст, мутамарказ қариб тамоми массаи он. Он аз protons ва neutrons алоқаманд бо қувваҳои Эрон иборат аст.

Хоҳ ба он имконпазир аст, ки ба тарозуи заррае

Он рӯй, ки ҳар як заррае дорад омма. Масалан, он аз гидроген 1,67h10 ^-24 аст, буд, ҳатто мушкил то чӣ андоза хурд ин аз арзиши. Барои пайдо кардани вазни объекти, ба тарозуи, ва oscillator аст, ки истифода набаред nanotube карбон. Барои њисоб кардани вазни заррае ва молекулаи миқдори қулай вазни нисбӣ аст. Он, ки чӣ тавр чанд маротиба ба вазни як молекулаи ё заррае аз 1/12 аз атоми карбон аст, ки 1,66h10 ^-27 кг нишон дода шудааст. оммаи ҳастаӣ нисбї дар ҷадвали даврии элементҳои химиявӣ дода ва онҳоро ҳеҷ андозагирии.

миёнаи рақами оммавии isotopes аст, - Олимон хуб медонед, ки ба вазни атом як элементи химиявї доранд. Аз афташ, дар табиати як воҳиди як элементи химиявї метавонад оммаи гуногун дошта бошанд. Њамин тариќ, бо иттиҳоми аз nuclei чунин ҳиссачаи сохтории ҳамин.

Олимон пайдо кардаанд, ки isotopes дар шумораи neutrons дар ядрои фарқ намуда ва nuclei пардохтро аз онҳо надорад. Барои намуна, як заррае хлори, ки дорои омма 35 дорои 18 neutrons ва 17 protons, ва бо омма аз 37 - 20 ва 17 protons neutrons. Бисёре аз элементҳои кимиёвӣ омехтахои аз isotopes мебошанд. Масалан, моддаҳои содда ба монанди калий, argon, оксиген ки дар атоми таркиби он намояндагони 3 isotope гуногун.

Муайян намудани atomicity

Он дорои якчанд интерпретатсияіо. Бингаред, ки чӣ аст, аз тарафи ин мӯҳлат дар химия маънои. Агар атоми як элементи химиявї на камтар аз лаҳзае метавонад дар алоҳидагӣ вуҷуд кунад, одатан на ба шакли зарраҳои мураккаб бештар - молекулаҳои, он гоҳ мо мегӯянд, ки чунин моддаҳои дорои сохтори атом. Масалан, бисёрсоҳавӣ марҳилаи аксуламали хлор намудани метан. dichloromethane, tetrachloride карбон: Ин аст, ба таври васеъ дар химия синтетикӣ органикӣ барои ҳосилаҳои Газњое асосӣ истифода бурда мешавад. Ин аст, молекулаҳои хлор ба атоми ки reactivity баланд тақсим. Онҳо вомбаргҳои sigma нобуд дар молекулаи метан, аз таъмини вокуниши иваз занҷираи.

Мисоли дигари раванди кимиёвии дорои аҳамияти бузург дар саноат - истифодаи peroxide гидроген ҳамчун агенти disinfectant ва сафедкунњ. Муайян намудани оксиген атом ҳамчун маҳсулоти Шустан аз peroxide гидроген ҳам дар ҳуҷайраҳои зинда рух медиҳад (бо ферментҳо catalase), ва дар лаборатория. оксиген ҳастаӣ Бактерияҳо, мухит ва қаламча, онҳо: сифатан аз ҷониби хосиятҳои antioxidant баланди он ва қобилияти онҳо барои нобуд агентҳои патогенӣ муайян карда мешавад.

Чӣ тавр лифофа ҳастаӣ

Мо қаблан ёфт, ки воҳиди сохтории як элементи химиявї дорои сохтори мураккаб. Наздик ба зарраҳои ядрои мусбат-ситонида revolve электрон манфӣ. Ҷоизаи Нобел дар Niels Bohr, дар асоси назарияи квантї нур биёфарид таълимоти, ки дар он тавсифи ва муайян намудани атоми ба таври зерин аст: электрон ҳаракат дар атрофи ядрои танҳо дар роҳҳои доимӣ муайян дар ин ҳолат оё энергетика radiate нест. Bohr, олимон нишон доданд, ки зарраҳои аз microworld, аз ҷумла атоми ва молекулаҳои оё қонунҳо барои мақомоти калон эътибор итоат намекунанд, - объектҳои macrocosm.

Сохтори садаф электрон аз particulates шудааст, ки дар варақаҳои дар бораи олимон физикаи квантї ба монанди Hund, Pauli Klechkovskii омӯхта шавад. Аз он маълум шуд, ки электрон кунад ҳаракат давравӣ атрофи ядрои аст хаотикњ не, балки ба роҳҳои доимӣ муайян. Pauli ёфт, ки дар давоми як сатҳи энергетикии ягонаи дар њар orbitals р он, саҳ, г, д, дар ҳуҷайраҳои электронӣ метавонад на зиёда аз ду зарраҳо ситонида манфӣ арзиши чарх муқобил + ½ ва - ½.

ҳукмронии Hund кард фаҳмонд, ки чӣ тавр ба пур orbitals электрон бо дараҷаи ҳамин.

принсипи Aufbau, инчунин волоияти даъват н + л, шарҳ, ки чӣ тавр orbitals пур multielectron атоми (унсурҳои 5, 6, 7 давраҳои). Ҳамаи regularities боло ҳамчун асоси назариявии элементҳои кимиёвӣ аз тарафи Dmitriem Mendeleevym хизмат мекарданд.

дараҷаи oxidation

Ин мафҳуми бунёдии дар химия аст ва дар як молекулаи тасвир давлат заррае. Таърифи муосири дараҷаи oxidation аз атоми чунин аст: айбдор атоми дар молекулаи, ки њисоб дар бораи мафҳумҳои, ки молекулаи дорад, танҳо таркиби ionic дар асоси шарт аст.

Дар oxidation мумкин аст аз ҷониби як бутуни ё шумораи касрӣ, як арзишҳои мусбат, манфӣ ё сифр изҳор намуданд. Дар аксари атоми аз элементҳои кимиёвӣ доранд, якчанд давлатҳои oxidation. Барои мисол, нитроген -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5 аст. Аммо чунин унсури, ба монанди фтор, дар ҳамаи пайвастагиҳои он дорад, танҳо дар як ҳолат ба ҳолати oxidation ба -1 баробар аст. Агар он аст, ҷавҳари оддӣ, давлати oxidation он аз сифр супорид. Ин миқдори кимиёвӣ қулай истифода барои таснифи моддаҳои ва барои тавсифи хосиятҳои худ. Дар аксари мавридҳо, ба дараҷаи oxidation аз химия истифода дар таъсиси аксуламалҳои муодилаҳои шишаи.

Хосиятҳои атоми

Бо шарофати ба кашфњо физикаи квантї, муайян муосири заррае мебошад, ки дар назарияи Ivanenko ва Gapon E, илова аз ҷониби далелҳои илмӣ зерин асос меёбад. Шакли ядрои атом аст, дар давоми аксуламалҳои химиявӣ дигаргун накардаанд. Тағйир танҳо orbitals электрон статсионарї таъсир мерасонад. сохтори онҳо метавонад ба бисёр хосиятњои физикї ва химиявии моддањои қоил шуданд. Агар электрон тарк як мадори статсионарї ва идома ба даврагӣ бо энергия чунин заррае олї ҳаяҷон номида мешавад.

Бояд қайд кард, ки электрон метавонад муддати дароз дар бораи ин orbitals ғайридавлатӣ аслӣ нест. Бозгашт ба мадори статсионарї он, электрон ба квантї энергетика эљод мекунад. Тадқиқот чунин хусусиятњои воњидњои сохтории элементҳои кимиёвӣ ҳамчун мансубияти электрон, electronegativity, энергетика ionization, иҷозат дод, олимон, на танҳо барои муайян кардани заррае ҳамчун microcosm ҳиссачаи муҳим, балки низ иҷозат онҳо ба фаҳмондани қобилияти атоми ба ташкили давлати молекулӣ устувор ва ба душ бештар мусоид материя, дар натиҷа мумкин аст аз ташкили ҳама гуна навъи вомбаргҳо химиявӣ устувор: ionic, covalent-қутбӣ ва apolar, донор-пазирандаи (ҳамчун намуди bonding covalent) ва м etallicheskoy. Дар охирин хосиятҳои физикӣ ва химиявии муҳимтарини металлҳои муайян мекунад.

Ин озмоиш карда шуд, ки ба андозаи заррае метавонанд фарқ кунанд. Ҳамаи хоҳад оид ба молекулаи дар он аст, дохил вобаста аст. Тавассути X-рентгенӣ таҳлили diffraction метавонад масофаи байни атоми дар як бинои кимиёвӣ ҳисоб, инчунин омӯхта радиусаш воҳид унсурҳои сохторӣ. Соҳибӣ шакли тағйир ёфтани radii аз атоми ки дар давраи ё гурӯҳи элементҳои кимиёвӣ, мумкин аст, ки ба пешгӯии хосиятҳои физикӣ ва химиявии онњо. Барои мисол, дар давраи бо зиёд ядрои атом пардохтро кам radii онҳо ( «заррае фишурдасозии»), ва аз ин рӯ хосиятҳои металлии аз пайвастагињои суст, ва ғайрифилизии қавитари.

Ҳамин тавр, дониши сохтори заррае дуруст метавонад хосиятҳои физикӣ ва химиявии ҳамаи унсурҳои дохил дар системаи даврии элементҳои муайян мекунад.