Meghatározása az atomok és molekulák. Meghatározása egy atom 1932-ig

Kezdve az ókori időszak közepén a 18. században, a tudomány, az uralkodó elképzelés, hogy az atom - egy részecske kérdés, hogy nem osztható. Angol tudós és természetbúvár, és D. Dalton adott meghatározást az atom, mint a legkisebb részét kémiai elem. MV Lomonosov annak atomi és molekuláris tant képes volt, hogy egy meghatározást az atom és a molekula. Meg volt győződve arról, hogy a molekula, amit az úgynevezett „részecskéken”, tagjai „elemek” - atom - és állandó mozgásban van.

D. I. Mengyelejev gondoljuk, hogy ezt az alegységet anyagok teszik ki az anyagi világ, megtartja az összes tulajdonságait csak akkor, ha nem tartozik a szétválás. Ebben a cikkben, definiálunk egy tárgy, mint egy mikrokozmosza az atom, és tanulmányozzák a tulajdonságait.

Háttér az elmélet a atomszerkezeti

A 19. században, széles körben elismert, mint a nyilatkozatot a oszthatatlan az atom. A legtöbb tudós úgy vélte, hogy a részecskék egy kémiai elem semmilyen körülmények között nem lehet alakítani atomok más elemek. Ezek a nézetek, amely alapján alapja meghatározásának egy atom 1932-ig. A 19. század végén a tudomány tettek alapvető felfedezéseket, hogy megváltozott ez a nézet. Először is, 1897-ben a brit fizikus Joseph John Thomson fedezte fel az elektront. Ez a tény alapvetően megváltoztatta a tudósok ötleteket oszthatatlan része a kémiai elem.

Hogyan lehet bizonyítani, hogy az atom bonyolult szerkezete

Még mielőtt a felfedezés az elektron , a tudósok egybehangzó véleménye, hogy az atomok nem felelős. Ezután azt találták, hogy az elektronok könnyen megkülönböztethetők a bármilyen kívánt kémiai elem. Ezek megtalálhatók a láng, ezek hordozói elektromos áram, anyagokat bocsátanak során röntgen sugárzás.

De ha az elektronok része az összes kivétel nélkül, és a negatív töltésű atomok, így, egy atom vannak részecskék, amelyek biztos, hogy egy pozitív töltés, különben atomok nem lenne elektromosan semleges. Annak érdekében, hogy felbomlik a szerkezet az atom segített egy fizikai jelenség, mivel a radioaktivitás. Ez adta a helyes meghatározás az atom a fizika, majd a kémia.

A láthatatlan sugarak

Francia fizikus A. Becquerel volt az első, a jelenség leírására kibocsátási atomok egyes kémiai elemek, vizuálisan láthatatlan sugarak. Ezek ionizálja a levegőt áthaladnak az anyag, ami elfeketedését fényképészeti lemez. Később, a Curie-k és Rutherford találtuk, hogy a radioaktív anyagokat át atomok más kémiai elemek (mint például az urán - neptunium).

A radioaktív sugárzás nem egyenletes összetételű: alfa-részecskéket, béta-részecskéket, gamma-sugarak. Így, a jelenség a radioaktivitás bebizonyította, hogy a periódusos rendszer elemeinek részecskék egy összetett szerkezetet. Ez a tény okozza a változásokat a meghatározására az atom. Mi részecskék olyan atom, adott Rutherford kapott új tudományos tényeket? A válasz erre a kérdésre a javasolt tudós nukleáris atom modell, amely szerint az egész pozitív töltésű atommag elektronok.

Ellentmondások Rutherford modell

Az elmélet a tudós, annak ellenére, hogy kiemelkedő karakter, nem tudta objektíven meghatározni az atom. Az ő megállapításai ellentétesek az alapvető termodinamikai törvények, amelyek szerint az összes elektron kering a magok elveszítik energiájukat, és amint lehet, előbb-utóbb meg kell esni rajta. Atom ebben az esetben elpusztult. Ez valójában nem ez a helyzet, mivel a vegyi anyagok és a részecskék, amelyekből készültek, létezik a természetben hosszú ideig. Megmagyarázhatatlan atom az ilyen meghatározás alapján az elmélet a Rutherford, valamint a jelenség, hogy akkor fordul elő, amikor elhaladnak a forró egyszerű anyagok segítségével egy diffrakciós rács. Miután atomi spektrumok képződik egyidejűleg lineáris alakú. Ez ellentétben áll a Rutherford atom modell, amely szerint a spektrum kellene folyamatos. Szerint a fogalmak kvantummechanika, elektronok jelen a sejtmagban nem jellemezhető pont tárgyak, valamint amelynek a formája az elektron felhő.

A legtöbb annak sűrűsége egy bizonyos helyre a tér az atommag körül, és van úgy, hogy a hely egy részecske egy adott időpontban. Továbbá, azt találtuk, hogy az atom, elektronok rétegekben elrendezve. A rétegek száma lehet meghatározni ismeretében száma az időszakban, amelyben az elem a periódusos D. I. Mendeleeva rendszer. Például, a foszfor-atom tartalmazza 15 elektronok, és három energiaszintet. A mutató, amely meghatározza, hogy hány energiaszintet nevezik főkvantumszámú.

Megállapítást nyert, kísérletileg hogy az energia szint elektronok, legközelebb elhelyezkedő mag, a legalacsonyabb energia. Minden energia héj van osztva alszintjük, és ők viszont a pályák. Az elektronok különböző részein helyezkednek pályáknak azonos formában felhők (s, p, d, f).

Az előzőek alapján, ebből következik, hogy az alak a elektron felhő nem lehet önkényes. Szigorúan szerint határozzuk meg az orbitális kvantumszám. Mi hozzá azt is, hogy az állam az elektron részecske is meghatározza a két érték - mágneses és spin kvantumszám. Az első alapja a Schrödinger-egyenlet és jellemzi a térbeli tájékozódás az elektron felhő alapján a háromdimenziós világunk. A második mutató - száma spin határozta meg az elektron forgása saját tengelye körül, vagy az óramutató járásával ellentétesen.

A felfedezés a neutron

Munkája révén D. Chadwick, tartotta őket 1932-ben, akkor kapott egy új meghatározás az atom kémiai és fizikai. A tudományos kísérletek azt bizonyították, hogy a hasítás a polónium sugárzás okozta a részecskék nem töltés, a tömeg 1,008665. Egy új elemi részecske nevezték a neutron. Az ő felfedezése és vizsgálata tulajdonságai lehetővé tette a szovjet tudósok V. Gapon és Ivanenko hozzon létre egy új elmélet a szerkezet az atommag, amely protonok és a neutronok.

Az új elmélet, meghatározzuk az anyag volt, a következő atommal egy szerkezeti egysége a kémiai elem, amely egy magot tartalmazó protonok, neutronok és mozgó elektronok körülötte. A számos pozitív részecskék a sejtmagban mindig megegyezik a sorszáma a kémiai elem a periódusos rendszerben.

Később professzor Zsdanov az ő kísérletek igazolták, hogy a hatása alatt kemény kozmikus sugárzás, az atommagok oszlanak protonok és a neutronok. Ezenkívül bebizonyosodott, hogy a gazdaság erői ezek az elemi részecskék a sejtmagban, rendkívül energiaigényes. Járnak nagyon rövid távolságon (nagyságrendileg 10 ^-23 cm), az úgynevezett nukleáris. Mint korábban említettük, a MV Lomonosov tudott adni meghatározást az atom és a molekula a tudományos tények alapján ismernek.

Jelenleg elismert az alábbi modellt: atom magját és mozgó elektronok körülötte egy szigorúan meghatározott utak - pályák. Az elektronok ugyanakkor tulajdonságait mutatják mind a részecskék és a hullámok, azaz a kettős természetűek. A atommag koncentrálódik szinte minden annak tömegét. Ez áll a protonok és a neutronok járó nukleáris erők.

Függetlenül attól, hogy lehetséges, hogy mérlegelni atom

Kiderült, hogy minden egyes atom van tömege. Például ez a hidrogén 1,67h10 ^-24-ben még nehéz elképzelni, hogy milyen kicsi ez az érték. Ahhoz, hogy megtalálja a test súlya, ne használja a mérleg, és az oszcillátor, amely egy szén nanocső. Kiszámításához a súlya a atom és a molekula kényelmesebb mennyiség a relatív súlyát. Ez azt mutatja, hogy hány alkalommal a tömeg egy molekula vagy egy atom több, mint 1/12 a szénatom, amely 1,66h10 ^-27 kg. Relatív atomtömege vannak megadva a periódusos a kémiai elemek, és nincs dimenziója.

A tudósok tisztában vannak azzal, hogy az atomsúlya egy kémiai elem - az átlagos tömege száma izotópok. Úgy tűnik, a természetben egy egység egy kémiai elem lehet különböző tömegeket. Így a díjak a magok az ilyen strukturális részecske azonos.

A tudósok azt találták, hogy az izotópok különböznek számú neutronok az atommagban és a sejtmag díjat őket azonosak. Például, klóratom, amelynek tömege 35 tartalmazott 18 neutronok és 17 protonok, és melynek tömege 37-20 protonok és 17 neutronok. Sok kémiai elemek izotópjainak keveréke. Például egyszerű anyagok, mint például a kálium, argon, oxigén az összetételében atomok képviselő 3 különböző izotóp.

Meghatározása atomicitás

Ez több értelmezéseket. Nézzük meg, mi is értünk ez a kifejezés a kémia. Ha az atomok egy kémiai elem legalább egy pillanatra létezik elszigetelten, nem hajlamosak a bonyolultabb részecskék - molekulák, akkor azt mondjuk, hogy az ilyen anyagok van egy atomi szerkezetét. Például, többlépcsős klórozási reakciót metán. Széles körben használják a szerves szintetikus kémiában a nagy halogén-származékok: diklór-metán, szén-tetraklorid. Ez osztott klór molekulák atomok, amelyeknek nagy reakcióképessége. Elpusztítják szigma-kötés a metánmolekulával, amely egy lánc szubsztitúciós reakcióban.

Egy másik példa a kémiai folyamat, amelynek nagy jelentőséget az iparban - a hidrogén-peroxid, mint fertőtlenítő és fehérítő szert. Meghatározása atomos oxigén hasítási termék hidrogén-peroxid jelentkezik mind az élő sejteket (az enzim által kataláz), és a laboratóriumban. Atomos oxigén minőségileg meghatározható magas antioxidáns tulajdonságait, és hogy képesek elpusztítani patogén ágensek: baktériumok, gombák és spórák.

Hogy a sejtmag

Korábban megállapították, hogy a szerkezeti egység egy kémiai elem van egy bonyolult szerkezet. Körül a pozitív töltésű mag részecskék forognak negatív elektronok. A Nobel-díjat Niels Bohr alapuló kvantum elmélet a fény, létrehozott egy tanítás, ahol a jellemzése és azonosítása atomok a következők: mozgó elektronok az atommag körül csak bizonyos fix pályát ebben az esetben nem sugároznak energiát. Bohr, a tudósok kimutatták, hogy a részecskék a mikrovilág, amelyek magukban foglalják az atomok és molekulák nem engedelmeskednek a törvények érvényesek nagy testek - tárgyak makrokozmosz.

A szerkezet a elektronhéjak részecskék tanulmányozták papírokat kvantumfizika tudósok, mint például Hund, Pauli Klechkovskii. Mivel ismertté vált, hogy az elektronok teszik a forgómozgást az atommag körül nem kaotikus, hanem bizonyos rögzített utak. Pauli találtuk, hogy egyetlen energiaszintet annak minden egyes pályák s, p, d, f elektronikus sejtekben nem lehet több, mint két negatív töltésű részecskék ellenkező centrifugálás érték + ½ és - ½.

Hund szabály elmagyarázta, hogyan kell kitölteni elektron pályák azonos energia szintet.

Aufbau elv, más néven a szabály n + l, hogyan töltött orbitálok többelektronos atomok (elemek 5, 6, 7 ciklus). Az összes fenti törvényszerűségek szolgált az elméleti alapja a kémiai elemek által létrehozott Dmitriem Mendeleevym.

oxidáció mértékét

Ez egy alapvető fogalom a kémia és állapotát írja le egy atom a molekulában. A modern meghatározása az oxidáció mértékét az atomok a következő: a töltés kondicionált tartalmaznak a molekulában, amely alapján kerül kiszámításra a fogalmak, hogy a molekulának csak az ionos összetétele.

Az oxidációt lehet kifejezni egy egész vagy törtszámok, pozitív, negatív vagy nulla értékek. A legtöbb atomok kémiai elemek több oxidációs állapotok. Például, a nitrogén -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5. De egy ilyen elemet, például a fluor-, annak minden vegyületek csak egy oxidációs állapotban egyenlő -1. Ha azt bemutatják egy egyszerű anyag, oxidációs állapota nulla. Ez a kémiai mennyiségek kényelmes használni az anyagok osztályozásának és leírni a tulajdonságait. A legtöbb esetben, az oxidációs foka a kémia összeállítása során felhasznált egyenletek redox reakciók.

A tulajdonságok az atomok

Hála a felfedezések a kvantumfizika, a modern meghatározása atom, amelynek alapja az elmélet Ivanenko és Gapon E, kiegészítve az alábbi tudományos tényeket. A szerkezet atommag alatt nem változik a kémiai reakciók. A változás csak az álló elektron pályák. Ezek felépítése tudható be a sok fizikai és kémiai tulajdonságait. Ha az elektron hagy egy álló pályára, és továbblép az orbitális egy nagyobb energia ilyen atom nevezzük izgatott.

Meg kell jegyezni, hogy az elektronok nem lehet hosszú ideig ezek a nem-core pályák. Visszatérve a stacionárius pályára, az elektron bocsát ki a kvantum energia. A tanulmány az ilyen jellemzők a szerkezeti egységek a kémiai elemek, mint elektron-affinitása, elektronegativitási, ionizációs energia, lehetővé tette a kutatók nem csak meghatározni az atom, mint alapvető részecske mikrokozmosz, hanem lehetővé tette, hogy magyarázza a képességét, az atomok, hogy egy stabil, és energetikailag kedvezőbb molekuláris halmazállapot, egy lehetséges következménye létre bármilyen típusú stabil kémiai kötések: ionos, kovalens-poláris és apoláris, donor-akceptor (például kovalens kötéssel faj) és m etallicheskoy. Az utóbbi határozza meg a legfontosabb fizikai és kémiai tulajdonságai a fémek.

Megállapítást nyert, kísérletileg, hogy a méret egy atom változhat. Minden attól függ, hogy a molekula, amelyben benne van. Keresztül röntgendiffrakciós elemzés kiszámítja a távolságot atomok közötti egy kémiai vegyület, valamint megtanulják sugara szerkezeti elem egységet. Birtokló változástípusainak a sugarak az atomok tartalmazott abban az időszakban, vagy a csoport a kémiai elemek, lehetséges megjósolni, hogy a fizikai és kémiai tulajdonságai. Például, azokban az időszakokban, növekvő atommag tölteni a sugarak csökkenése ( „tömörítési atom”), és így gyengítik a fémes vegyületek tulajdonságainak, és a nemfémes amplifikáljuk.

Így, ismerete a szerkezet az atom pontosan meg tudja határozni a fizikai és kémiai tulajdonságai tartozó minden elem a periódusos rendszer elemeinek.