Atom nəzəriyyəsi və kinetik nəzəriyyə haqqında məqalə
Atom nəzəriyyəsi
Min illərdir ki, qədim yunanlar hər bir təmiz maddənin (məsələn, qızıl, dəmir və s.) atomlardan ibarət olduğuna inanırdılar. Onlara görə, təmiz maddə kiçik hissələrə bölünərsə, kiçik hissələr yenidən kəsilir, sonra yenidən kəsilir... və sair, onda yenidən kəsilə bilməyən ən kiçik hissələr qalacaq. Yenidən kəsilə bilməyən ən kiçik hissələrə atomlar deyilir. Atom "bölünə bilməz" deməkdir (yunan dilində)
Həmin dövrdə atom artıq bölünməmiş hesab olunurdu. Lakin sonradan bəzi elm adamları elektronları və atom nüvələrini (protonlar və neytronlar) kəşf etdilər ki, atomların bölünə bilməyəcəyi fərziyyəsi səhv idi. Beləliklə, atomlar elektronlardan (mənfi yüklü) və atom nüvələrindən ibarətdir. Elektronlar nüvənin ətrafında dövrə vurur. Nüvənin içərisində protonlar (müsbət yüklü) və neytronlar (neytral və ya yüksüz) var.
Başqa bir nəzəriyyə var; adı fasiləsiz nəzəriyyədir. Bu nəzəriyyə təmiz maddələrin sonsuzluğa bölünə biləcəyini bildirir. Bu nəzəriyyəyə görə, ən kiçik parça kimi bir şey yoxdur. Ən kiçik parçalar yenə də daha kiçik parçalara bölünə bilər. Beləliklə, o, sonsuz olur. Bu iki nəzəriyyədən hansı doğrudur? Düzgün atom nəzəriyyəsi, yoxsa fasiləsiz nəzəriyyə?
Fizikada, nəzəriyyə təcrübələrlə sübut edilə bilsə, hər bir nəzəriyyə elmi cəhətdən tanınacaq. 18-ci, 19-cu və 20-ci əsrlərdə alimlər tərəfindən aparılan təcrübələr sayəsində atom nəzəriyyəsi doğru idi.
Əvvəlcə aşağıdakı icmalları başa düşməlisiniz. Elementlər kimyəvi cəhətdən digər maddələrə bölünməyən təmiz maddələrdir, məsələn, qızıl (Au), dəmir (Fe), mis (Cu), sink (Zn), natrium (Na), kalsium (Ca), xlor (Cl), azot (N), oksigen (O), hidrogen (H) və s. Elementlərdən əlavə, birləşmələr də mövcuddur. Birləşmələr elementlərdən ibarətdir. Elementlərdən ibarət olduğu üçün birləşmə yenə də elementlərə bölünə bilər. Birləşmələrə misal olaraq su göstərmək olar.
Elementin ən kiçik hissəsi atom, birləşmənin ən kiçik hissəsi isə molekuldur. Molekullar bir-birinə yapışan atomlardan ibarətdir. Saf qızıl elementə nümunədir. Saf qızıl qızıl (Au) atomlarından ibarətdir. Dəmir parçaları da elementlərə nümunədir. Dəmir dəmir (Fe) atomlarından ibarətdir. Beləliklə, element oxşar atomlardan ibarət saf maddədir.
Tez-tez gördüyünüz, tutduğunuz və içdiyiniz su su molekullarından ibarətdir (kimyəvi formulu H₂O-dur ) . Su molekulları iki Hidrogen atomundan (H₂) və bir oksigen atomundan (O₂) ibarətdir.
Atom nəzəriyyəsinin bəzi sübutları:
Birincisi, sabit müqayisə qanunu.
Müqayisə qanunu göstərir ki, elementlər birləşmələrə çevrilmək üçün birləşərsə, əmələ gələn birləşmələr eyni kütlə nisbətinə malikdir. Məsələn, duz. Gördüyümüz duz duz molekullarından (NaCl) ibarət bir birləşmədir. Təbii ki, duz molekulları həmişə 23 hissə natriumdan (Na) və 35 hissə xlordan (Cl) əmələ gəlir.
Kəsilməz nəzəriyyə bunu izah edə bilmir, amma atom nəzəriyyəsi bunu izah edə bilər. Atom nəzəriyyəsinə görə, atomlar elementin ən kiçik hissələridir, ona görə də atomlar kütləyə malikdir. Birləşmənin elementlərinin kütlə nisbəti elementi yaradan atomların nisbi kütləsi ilə əlaqəli olmalıdır. Birləşmələri yaradan hər bir elementin sayına əsasən, elm adamları atomların nisbi kütləsini təyin edirlər. Buna nisbi deyilir, çünki elementin nisbi kütləsi digər element atomlarının nisbi kütləsi ilə müqayisə edilir.
Hidrogen ən yüngül atom olduğundan, etalon kimi istifadə olunur. Hidrogen atomunun nisbi kütləsi (H) 1 dəyəri ilə verilir. Hidrogen atomunun nisbi kütləsi etalon kimi istifadə edildikdə, karbon atomunun nisbi kütləsi (C) 12 dəyəri ilə verilir.
Oksigen atomunun nisbi kütləsinə (O) 16 və s. qiymət verilir (elementlərin dövri cədvəlinə baxın). Karbon atomunun nisbi kütləsi = 12, bir karbon atomunun kütləsinin bir hidrogen atomunun (H) kütləsindən 12 dəfə çox olduğu deməkdir. Oksigen atomunun nisbi kütləsi = 16, oksigen atomunun kütləsinin bir hidrogen atomunun (H) kütləsindən 16 dəfə çox olduğu deməkdir.
Beynəlxalq Sistemdə (BS) Fransadakı beynəlxalq çəki və ölçü qurumlarında saxlanılan kütlə etalonumuz, yəni iridium platin var. Beynəlxalq müqaviləyə əsasən, iridium platin kütləsi 1 kq-dır, bu da standart kiloqramdır. Atom miqyasında ikinci kütlə etalonumuz da var, yəni 12 C karbon atomu. Beynəlxalq müqavilələrə əsasən, 1 karbon atomu 12 C-nin kütləsi 12.0000 vahid atom kütlə vahididir (qısaldılmış u).
1 u = 1.66 x 10 -27 kq.
1 Karbon atomunun kütləsi (C) = 12.0000 u, 1 Hidrogen atomunun kütləsi (H) = 1,0078 u, 1 Oksigen atomunun kütləsi (O) = 15.9994 u, 1 Natrium atomunun kütləsi = 22.9897 u və s. Atom kütləsinə gəldikdə, bunu elementlərin dövri cədvəlində tam şəkildə görmək olar.
Atom kütləsindən əlavə, molekulyar kütlə də mövcuddur. Molekulyar kütlə molekulun atomlarının ümumi kütləsidir. Məsələn, duz molekulunun kütləsi (NaCl) = bir natrium atomunun (Na) kütləsi + bir xlor atomunun (Cl) kütləsi. Su molekullarının kütləsi (H₂O ) = 2 hidrogen atomunun kütləsi (H₂) + bir oksigen atomunun kütləsi (O).
İkinci, qəhvəyi hərəkət
Qədim dövrlərdə Robert Braun adlı bir ingilis bioloqu yaşayırdı. O, suya salınmış tozcuqları araşdırırdı (1827). Su və tozcuq mikroskop vasitəsilə görünür. Robert Braun tozcuqların öz-özünə hərəkət etdiyini gördükdən sonra bunu qəribə hesab etdi. Bu, qəribədir, çünki tozcuq hərəkət edir. Tozcuqların hərəkət istiqaməti ixtiyari, lakin davamlıdır. O, hərəkətin tozcuqların hərəkət edə bilməsi üçün yaşadığı bir həyat olduğuna şübhələnir. Lakin onun təxminləri səhvdir, çünki tozcuq kimi kiçik üzvi hissəciklər də suya salındıqda hərəkət edir. Bu hərəkət Braun hərəkəti adlanır.
Bu kəşf kinetik nəzəriyyənin inkişafına qədər izah edilə bilməz.
Kinetik nəzəriyyə
Kinetik hərəkət etmək deməkdir (yunanca). Kinetik nəzəriyyə hər bir maddənin atomlardan və ya molekullardan ibarət olduğunu və atomların və ya molekulların fasiləsiz təsadüfi hərəkət etdiyini bildirir.
Hərəkət edərkən atomlar və ya molekullar sürətlənməlidirlər. Atomların və ya molekulların da kütləsi var. Kütləsi (m) və sürəti (v) olduğundan, atom və ya molekulun kinetik enerjisi (EK) və impulsu (p) olur. Kinetik enerji: EK = 1/2 mv2 . İmpuls isə: p = mv. İmpulsdan əlavə, qüvvələr də mövcuddur. Hərəkət edərkən toqquşma ehtimalı var. Beləliklə, toqquşma baş verdikdə impulsun dəyişməsi səbəbindən qüvvələr yaranır.
Kinetik nəzəriyyənin kinetik enerjiyə, impulsa və qüvvəyə əsaslandığını deyə bilərik. Bu üç şey hərəkət dinamikası (Nyuton qanunları, impuls və impuls) mövzusunda öyrənilir. Fərq ondadır ki, kinetik nəzəriyyədə biz dinamikanı atomlar və ya molekullar səviyyəsində tətbiq edirik. Kinetik nəzəriyyə Boyl (1627-1691), Daniel Bernulli (1700-1782), Coul (1818-1889), Kroniq (1822-1879), Rudolf Klauzius (1822-1888) və Klerk Maksvell (1831-1879) tərəfindən inkişaf etdirilib.
Bu kinetik nəzəriyyənin mövcudluğu Braunun kəşfini izah edə bilər. Kinetik nəzəriyyəyə görə, tozcuq sürətlə hərəkət edən su molekulları onu hərəkətə gətirdiyi üçün hərəkət edir. Su molekullarının sayı çox böyükdür, buna görə də tozcuq müxtəlif istiqamətlərdən itələnir.
Daimi müqayisə qanununa və qəhvəyi hərəkətin kəşfinə əsaslanan atom nəzəriyyəsinə elm adamları getdikcə daha çox inanırlar. Atomlar istənilən maddənin ən kiçik hissəcikləridir. Beləliklə, atomun ölçüsü var. Atomun ölçüsü nədir?
1905-ci ildə Eynşteyn atomların ölçüsünü nəzəri olaraq araşdırdı. Atom nəzəriyyəsinə, kinetik nəzəriyyəyə və təcrübələr yolu ilə əldə edilən məlumatlara əsaslanaraq, atom diametrinin təxminən 10-10 m olduğunu aşkar etdi . Beləliklə, atomun diametri hesablama yolu ilə əldə edilir. Atomların ölçüsü kəşf edildi, beləliklə, kinetik nəzəriyyə ilə yanaşı, atom nəzəriyyəsi də tanınır.
