Determinasyon sa mga atomo ug mga molekula. Kahubitan sa usa ka atomo hangtud 1932

Sugod gikan sa karaang panahon ngadto sa tunga-tunga sa ika-18 nga siglo, ang siyensiya gigamhan sa ideya nga ang atomo - sa usa ka tipik sa butang nga dili mahimong bahinon. Iningles siyentista ug naturalist, ug D. Dalton mihatag sa usa ka kahulugan sa atomo ingon sa kinagamyan nga bahin sa usa ka kemikal nga elemento. MV Lomonosov sa iyang atomic ug molecular doktrina nakahimo sa paghatag sa usa ka kahulugan sa atomo ug molekula. Siya nadani nga ang molekula, nga iyang gitawag nga "corpuscles", nga gilangkoban sa "mga elemento" - atomo - ug anaa sa kanunay nga motion.

D. I. Mendeleev nagtuo nga kini nga subunit mga butang nga naglangkob sa materyal nga kalibutan, baton sa tanan nga kabtangan niini lamang kon kini mao ang dili ubos sa division. Sa niini nga artikulo, nagpaila kita sa usa ka butang nga ingon sa usa ka microcosm sa atomo, ug pagtuon kabtangan niini.

Background sa teoriya sa atomic nga gambalay

Sa ika-19 nga siglo, kini kaylap nga giila ingon nga ang mga pamahayag sa indivisibility sa atomo. Kadaghanan sa mga siyentipiko nagtuo nga ang mga partikulo sa usa ka kemikal nga elemento ubos sa bisan unsa nga mga kahimtang dili mahimo nga mausab ngadto sa mga atomo sa ubang mga elemento. Kini nga mga ideya mao ang mga basehan nga gibase sa kahulugan sa usa ka atomo hangtud 1932. Sa ulahing bahin sa ika-19 nga siglo sa siyensiya nga gihimo sukaranang mga nadiskobrehan nga nausab kini nga panglantaw. Una sa tanan, sa 1897 sa British pisiko J. J. Thomson nga nadiskobrehan sa electron. Kini nga kamatuoran batakan nausab siyentipiko 'ideya mahitungod mabulag nga bahin sa kemikal nga elemento.

Sa unsa nga paagi sa pagpamatuod nga ang atomo complex gambalay

Bisan sa wala pa ang pagkadiskobre sa electron , ang mga siyentipiko nagkahiusa sa mouyon nga ang mga atomo walay bayad. Unya, kini nakita nga mga electron dali rang mailhan gikan sa bisan unsa nga gitinguha sa kemikal nga elemento. Sila mahimong makita diha sa usa ka siga sa kalayo, sila mga tagdala sa mga electric kasamtangan, buhian sila nga mga butang sa panahon sa x-ray radiation.

Apan kon ang mga electron mga bahin sa tanan nga walay gawas, ug negatibo nagsugo atomo, sa ingon, sa usa ka atomo adunay mga partikulo nga sigurado nga adunay usa ka positibo nga katungdanan, kon dili atomo dili kuryente neyutral. Aron sa pagtabang sa unravel sa gambalay sa atomo nakatabang sa usa ka pisikal nga panghitabo sama sa radioactive materials. Kini mihatag sa husto nga kahulogan sa mga atomo sa pisika, ug unya chemistry.

Ang dili makita nga mga silaw

Pranses nga pisiko A. Becquerel mao ang una nga paghulagway sa mga panghitabo sa pagbuga sa mga atomo sa pipila ka mga elemento sa kemikal, igtattan-aw dili makita silaw. ionize nila ang hangin moagi pinaagi sa materyal nga, hinungdan sa blackening sa Photographic mga palid. Sa ulahi, ang mga Curies ug Rutherford nakita nga radioactive nga mga butang nga mausab ngadto sa mga atomo sa ubang mga kemikal nga mga elemento (sama sa uranium - neptunium).

Radioactive radiation mao ang nonuniform sa komposisyon: alpha mga partikulo, beta partikulo, gamma ray. Busa, ang mga panghitabo sa radioactive materials napamatud-an nga ang matag lamesa sa mga elemento partikulo adunay usa ka komplikado nga gambalay. Kini ang hinungdan sa kausaban nga gihimo ngadto sa mga kahulugan sa mga atomo. Unsa partikulo mao ang usa ka atomo, nga gihatag pinaagi sa Rutherford nga nakuha sa bag-ong siyentipikanhong kamatuoran? Ang tubag niini nga pangutana mao ang gisugyot nga eskolar sa nukleyar nga modelo sa atomo, sumala sa nga sa palibot sa mga positibo-nagsugo uyok electron mobalhin.

Kontradiksyon Rutherford modelo

Ang teoriya sa siyentista, bisan pa sa iyang talagsaong kinaiya, dili mapihigong nagpaila sa atomo. Ang iyang mga findings sa mga supak sa sukaranan nga mga balaod sa thermodynamics, sumala sa diin ang tanan nga sa mga electron nagabiyo ang nuclei mawad-an sa ilang kusog ug, ingon nga kini mahimo nga, sa madugay o madali nga mahulog sa ibabaw kaniya. Atomo sa niini nga kaso malaglag. Kini mao ang tinuod nga dili ang kaso, tungod kay ang mga kemikal ug mga partikulo nga gikan nga ilang gihimo, anaa diha sa kinaiyahan alang sa usa ka hataas nga panahon. Inexplicably atomo sa maong determinasyon base sa teoriya sa Rutherford, ingon man sa mga panghitabo nga mahitabo sa diha nga ang agi init nga yano nga mga butang pinaagi sa usa ka anggulo sa gigikanan tungtunganan. Human sa atomic spectra nag-umol sa sama nga higayon nga adunay usa ka linear porma. Kini supak sa mga Rutherford modelo sa atomo, sumala sa diin ang kolor kinahanglan nga mahimong padayon. Sumala sa mga konsepto sa quantum mechanics, mga electron karon sa nucleus dili gihulagway ingon nga punto butang ingon man sa pagbaton sa dagway sa mga electron nga panganod.

Kadaghanan sa iyang mga Densidad sa usa ka locus sa luna sa palibot sa nucleus, ug giisip nga ang nahimutangan sa usa ka tipik sa usa ka gihatag nga panahon. Usab, kini nakita nga sa atomo, mga electron nga gihan-ay sa mga lut-od. Ang gidaghanon sa mga sapaw, mga haklap mahimong determinado pinaagi sa pagkahibalo sa gidaghanon sa mga panahon diin ang elemento sa Periodic D. I. Mendeleeva System. Kay sa panig-ingnan, ang phosphorus atomo naglangkob sa 15 electron ug adunay tulo ka mga lebel sa enerhiya. Ang timailhan, nga motino sa gidaghanon sa mga lebel sa enerhiya mao ang gitawag nga ang prinsipal nga gidaghanon quantum.

Kini natukod experimentally nga ang-ang kusog sa mga electron, nga nahimutang duol sa kinauyokan, ang mga labing ubos nga enerhiya. Ang matag enerhiya kabhang gibahin ngadto sa sub-nga lebel, ug sila, sa baylo, sa ibabaw sa mga orbitals. Electron nahimutang sa lain-laing mga orbitals adunay sa mao usab nga mga panganod nga porma (mga, p, d, f).

Base sa nahisgotan na, kini mosunod nga ang porma sa electron panganod dili mahimo nga arbitraryong. Kini mao ang hugot nga determinado sumala sa orbito quantum gidaghanon. makadugang usab kita nga ang kahimtang sa mga electron sa mahugaw determinado usab sa duha ka mga prinsipyo - magnetic ug patuyoka quantum numero. Ang una mao ang base sa Schrodinger talaid ug nagpaila sa spatial orientation sa electron panganod sa ibabaw sa basehan sa tulo-ka-dimensionality sa atong kalibutan. Ang ikaduha nga timailhan - ang gidaghanon sa mga nanagkalinyas sa ibabaw niini sa pagtino rotation sa electron sa palibot sa iyang axis o kontra-padulong sa tuo.

Ang pagkadiskobre sa mga neutron

Pinaagi sa buhat sa D. Chadwick, gihimo sila sa 1932, kini gihatag sa usa ka bag-o nga kahulugan sa atomo sa chemistry ug physics. Sa ilang siyentipikanhong mga eksperimento siya napamatud-an nga sa kanalkanal mahitabo polonium radiation tungod sa mga partikulo nga walay bayad, ang masa 1,008665. Usa ka bag-o nga sa elementarya tipik ginganlan sa neutron. Ang iyang nadiskobrehan ug pagtuon sa mga kabtangan niini gitugotan sa Sobyet siyentipiko V. Gapon ug Ivanenko paghimo sa usa ka bag-o nga teoriya sa istruktura sa atomic nucleus, nga naglangkob sa proton ug neutron.

Sumala sa bag-ong teoriya, pagtino sa bahandi ang mosunod nga atomo sa usa ka structural yunit sa kemikal nga elemento, nga naglangkob sa usa ka kinauyokan nga naglangkob sa proton, neutron ug mga electron sa pagbalhin sa palibot niini. Ang gidaghanon sa mga positibo nga mga partikulo sa nucleus mao ang kanunay nga sama sa sa ordinal gidaghanon sa mga elemento sa kemikal sa matag sistema.

Ulahi Propesor Zhdanov sa iyang mga eksperimento nagpamatuod nga ubos sa impluwensya sa mga malisud nga cosmic radiation, atomic uyok mga tipak ngadto sa proton ug neutron. Dugang pa, kini nga napamatud-an nga ang mga pwersa sa naghupot niini nga mga elementary nga mga partikulo sa uyok, kini mao ang hilabihan nga kusog-intensive. molihok sila sa kaayo nga mubo distansiya (sa han-ay sa 10 ^-23 cm), nga gitawag nukleyar. Sumala sa gihisgotan sa sayo pa, pinaagi sa MV Lomonosov nakahimo sa paghatag sa usa ka kahulugan sa atomo ug sa molekula sa basehan sa siyentipikanhong kamatuoran nga nailhan sa kaniya.

Sa pagkakaron giila tagda ang mosunod nga modelo: atomo naglangkob sa usa ka nucleus ug electron sa pagbalhin sa palibot niini sa usa ka hugot nga gihubit alagianan - orbitals. Electron sa samang higayon sa pagpakita sa mga kabtangan sa mga partikulo ug sa mga balud, nga mao, adunay usa ka duha nga kinaiya. Ang uyok sa usa ka atomo nga tingub sa hapit tanan nga mga masa. Kini naglangkob sa mga proton ug neutron nakig-uban sa nukleyar nga mga pwersa.

Kong mao ba kini posible nga sa weigh atomo

Kini turns nga ang matag atomo adunay masa. Pananglitan, kini mao ang sa hydrogen 1,67h10 ^-24 pa gani lisud nga sa mahanduraw unsa ka gamay niini nga bili. Sa pagpangita sa gibug-aton sa butang, ayaw paggamit sa mga timbangan, ug ang oscillator, nga mao ang usa ka carbon nanotube. Sa pagkalkulo sa gibug-aton sa atomo ug sa molekula nga mas sayon nga gidaghanon mao ang paryente gibug-aton. Kini nagpakita sa unsa nga paagi sa daghang mga higayon nga ang gibug-aton sa usa ka molekula o sa usa ka atomo labaw pa kay sa 1/12 sa carbon atomo, nga mao ang 1,66h10 ^-27 kg. Paryente atomic masa nga gihatag sa matag lamesa sa kemikal nga mga elemento, ug sila walay sukod.

Mga siyentipiko nahibalo nga ang atomic gibug-aton sa usa ka kemikal nga elemento - mao ang average masa nga gidaghanon sa mga isotopes. makita kini, sa kinaiya sa usa ka yunit sa usa ka kemikal nga elemento mahimo nga adunay lain-laing mga masa. Mao kini ang mga sumbong sa mga uyok sa maong structural tipik sama nga.

Nakaplagan sa mga siyentipiko nga ang mga isotopes lahi sa gidaghanon sa mga neutron sa nucleus ug uyok sugoon sila susama. Pananglitan, ang usa ka klorin atomo, nga may usa ka masa nga 35 anaa sa 18 neutron ug 17 proton, ug uban sa usa ka masa nga sa 37 - 20 proton ug 17 neutron. Daghang mga kemikal nga mga elemento mao ang mga panagsagol sa mga isotopes. Pananglitan, yano nga mga butang sama sa potassium, argon, oksiheno nga anaa sa iyang komposisyon atomo nga nagrepresentar sa 3 lain-laing isotope.

Determinasyon sa atomicity

Kini adunay pipila ka mga interpretasyon. Tagda kon unsay gipasabut niini nga termino diha sa chemistry. Kon ang mga atomo sa usa ka kemikal nga elemento mahimo sa labing menos sa makadiyot anaa sa inusara, dili tambong sa pagporma mas komplikado partikulo - mga molekula, nan moingon kita nga ang maong mga butang adunay usa ka atomic gambalay. Pananglitan, multi-stage chlorination reaksiyon sa methane. kaylap Kini gigamit sa organic artipisyal nga chemistry alang sa mga mayor nga halogen naggumikan: dichloromethane, carbon tetrachloride. Kini mao ang tipak klorin molekula sa mga atomo nga may taas nga reactivity. sa paglaglag sila sigma talikala sa methane molekula, sa paghatag sa usa ka kadena ilis reaksyon.

Laing panig-ingnan sa usa ka proseso sa kemikal nga may dakung kamahinungdanon sa industriya - sa paggamit sa hydrogen peroxide ingon sa usa ka disinfectant ug bleaching ahente. Determinasyon sa atomic oksiheno ingon sa usa ka kanalkanal produkto sa hydrogen peroxide mahitabo sa duha ang buhi nga mga selula (sa enzyme catalase), ug sa laboratoryo. Atomic oksiheno qualitatively determinado pinaagi sa sa iyang mga hatag-as nga antioxidant kabtangan ug sa ilang mga abilidad sa paglaglag sa pathogenic ahente: Bakterya, fungi ug sa ilang mga spores.

Sa unsa nga paagi nga ang nukleyar nga sobre

kaniadto kami nakakaplag nga ang structural unit sa usa ka kemikal nga elemento adunay usa ka komplikado nga gambalay. Sa palibot sa mga positibo-nagsugo uyok partikulo revolve negatibo nga mga electron. Ang Nobel Prize Niels bohr, base sa quantum teoriya sa kahayag, gibuhat sa usa ka pagtulon-an, diin ang hatag hiyas ug pag-ila sa mga atomo mao ang mosunod: mga electron sa pagbalhin sa palibot sa nucleus lamang sa pipila ka mga malig alagianan sa niini nga kaso dili modan-ag enerhiya. Bohr, ang mga siyentipiko nagpakita nga ang mga partikulo sa microworld, nga naglakip sa mga atomo ug mga molekula wala mosunod sa mga balaod nga balido alang sa dako nga mga lawas - mga butang macrocosm.

Ang istruktura sa shells electron sa particulates nga gitun-an sa mga mga papeles sa quantum physics siyentipiko sama sa Hund, Pauli Klechkovskii. Tungod kay kini nailhan nga ang mga electron sa paghimo sa rotational motion sa palibot sa nucleus dili chaotic, apan sa pipila ka natudlong mga alagianan. Pauli nakita nga sulod sa usa ka single nga lebel sa enerhiya sa matag usa sa iyang mga orbitals ni, p, d, e sa electronic nga mga selula mahimong dili na kay sa duha ka negatibo nagsugo partikulo sa atbang sa bili nanagkalinyas + ½ ug - ½.

pagmando ni Hund mipasabut kon sa unsang paagi nga pun-on electron orbitals uban sa sama nga ang-ang sa enerhiya.

Aufbau baruganan, nga gitawag usab sa lagda n + l, ipatin-aw kon sa unsang paagi napuno orbitals multielectron atomo (elemento 5, 6, 7 siklo). Ang tanan nga mga regularidad sa ibabaw nag-alagad ingon nga ang mga theoretical basehan sa kemikal nga mga elemento gibuhat sa Dmitriem Mendeleevym.

oxidation degree

Kini mao ang usa ka sukaranan nga konsepto sa chemistry ug naghulagway sa kahimtang sa usa ka atomo sa usa ka molekula. Ang modernong kahulugan sa matang sa oxidation sa mga atomo mao ang mosunod: ang katungdanan nga giandam, gipahiangay atomo sa molekula, nga kalkulado base sa konsepto nga ang usa ka molekula adunay lamang sa ionic komposisyon.

oxidation mahimong gipahayag sa usa ka integer o sa usa ka fractional gidaghanon, usa ka positibo, negatibo o zero mga prinsipyo. Sa kadaghanan sa mga atomo sa kemikal nga mga elemento nga adunay pipila ka mga oxidation estado. Pananglitan, nitrogen mao ang -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Apan ang maong usa ka elemento, sama sa fluorine, sa tanan sa iyang mga compounds adunay usa lamang ka oxidation estado nga sama sa -1. Kon kini gipresentar sa usa ka yano nga bahandi, ang oxidation kahimtang sa zero. Kini nga kemikal nga natapok sayon nga gamiton alang sa classification sa mga butang ug sa paghulagway sa ilang mga kabtangan. Sa kadaghanan sa mga kaso, ang oxidation degree sa chemistry nga gigamit sa pagtukod sa mga pagbalanse redox mga reaksiyon.

Ang mga kabtangan sa mga atomo

Salamat sa mga kaplag sa quantum physics, ang modernong kahulogan sa atomo, nga gibase sa teoriya Ivanenko ug Gapon E, inabagan sa mga mosunod nga mga siyentipikanhong mga kamatuoran. Ang gambalay sa usa ka atomic nucleus wala nausab sa panahon sa kemikal nga mga reaksiyon. kausaban sa makaapekto lamang sa naghunong electron orbitals. Ang ilang gambalay mahimong gipahinungod ngadto sa usa ka daghan sa pisikal ug kemikal nga kabtangan sa mga butang. Kon ang electron dahon sa usa ka naghunong orbit ug mipadayon ngadto sa orbito uban sa usa ka mas taas nga enerhiya sa maong atomo gitawag naghinam-hinam.

Kini kinahanglan nga nakita nga ang mga electron dili mahimo nga usa ka hataas nga panahon sa niini nga mga non-core orbitals. Pagbalik sa iyang naghunong orbit, ang electron mobugag sa quantum sa enerhiya. Ang pagtuon sa maong mga kinaiya sa mga structural mga yunit sa kemikal nga elemento sama sa electron affinity, electronegativity, ionization enerhiya, nagtugot sa mga siyentipiko dili lamang sa nagpaila sa atomo nga ingon sa usa ka mahinungdanon nga tipik microcosm, apan usab nagtugot kanila sa pagpatin-aw sa mga abilidad sa mga atomo sa pagporma sa usa ka lig-on ug abtik nga mas paborable nga molecular nga kahimtang sa butang, usa ka posible nga sangputanan sa pagmugna sa bisan unsa nga matang sa lig-on nga talikala kemikal: ionic, covalent-polar ug apolar, donor-acceptor (sama sa covalent piyansa sakop sa henero nga) ug m etallicheskoy. Ang ulahing motino sa labing importante nga pisikal ug kemikal nga kabtangan sa mga metal.

Kini natukod experimentally nga ang gidak-on sa usa ka atomo mahimo vary. Ang tanan nga magdepende sa molekula sa nga kini naglakip. Pinaagi sa X-ray anggulo sa gigikanan analysis mahimo kuwentahon ang gilay-on tali sa mga atomo sa usa ka kemikal nga compound, ingon man usab sa pagkat-on sa radius structural elemento nga yunit. Pagbaton sumbanan sa kausaban sa radii sa mga atomo nga anaa sa panahon o sa grupo sa mga kemikal nga elemento, kini mao ang posible nga sa pagtagna sa ilang pisikal ug kemikal nga mga kabtangan. Pananglitan, sa mga panahon nga uban sa pagdugang sa atomic nucleus sugoon sa ilang radii pagkunhod ( "kompresiyon atomo"), ug busa makapahuyang sa metallic kabtangan sa mga compounds, ug metal nagkadaghan.

Mao kini ang, sa kahibalo sa gambalay sa atomo mahimo sa tukma pagtino sa pisikal ug kemikal nga kabtangan sa tanan nga mga elemento nga nalakip sa matag sistema sa mga elemento.