Deunydd Damcaniaeth Atomig a Damcaniaeth Ginetig
Am filoedd o flynyddoedd, roedd y Groegiaid hynafol yn credu bod pob sylwedd pur (e.e., aur pur, haearn pur 😉, ac ati) wedi'i gyfansoddi o atomau. Yn ôl iddyn nhw, pe bai sylwedd pur yn cael ei dorri'n ddarnau bach, yna byddai'r darnau bach hynny'n cael eu torri eto, yna'n cael eu torri eto… ac yn y blaen, byddai darn lleiaf na ellid ei dorri ymhellach. Gelwid y darn lleiaf na ellid ei dorri ymhellach yn atom . Ystyr atom yw "ni ellir ei rannu" (yn Groeg).
Bryd hynny , credid bod atomau'n anwahanadwy. Fodd bynnag, yn ddiweddarach, darganfu gwyddonwyr electronau a niwclei atomig (protonau a niwtronau), gan wrthbrofi'r syniad bod atomau'n anwahanadwy . Mae atomau wedi'u gwneud o electronau (â gwefr negyddol) a niwclews. Mae electronau'n cylchdroi o amgylch y niwclews. Y tu mewn i'r niwclews mae protonau (â gwefr bositif) a niwtronau (niwtral, sy'n golygu nad oes ganddynt wefr).
Mae damcaniaeth arall, o'r enw'r ddamcaniaeth barhad (parhaus = parhaus). Mae'r ddamcaniaeth hon yn nodi y gellir isrannu mater pur yn ddiddiwedd. Yn ôl y ddamcaniaeth hon, nid oes dim byd tebyg i'r darn lleiaf. Gellir isrannu'r darn lleiaf ymhellach yn ddarnau llai, ac yn y blaen, yn ddiddiwedd.
O'r ddwy ddamcaniaeth hyn, pa un sy'n gywir? Y ddamcaniaeth atomig neu'r ddamcaniaeth barhaus?
Mewn ffiseg, mae unrhyw ddamcaniaeth yn cael ei derbyn yn wyddonol os gellir ei phrofi'n arbrofol. Yn y 18fed , 19eg, a'r 20fed ganrif , trwy arbrofion a gynhaliwyd gan wyddonwyr, profwyd bod y ddamcaniaeth atomig yn gywir.
Yn gyntaf, deallwch yr esboniad canlynol. Mae elfennau yn sylweddau pur na ellir eu rhannu'n gemegol yn sylweddau eraill, er enghraifft, aur (Au), haearn (Fe), copr (Cu), sinc (Zn), sodiwm (Na), calsiwm (Ca), clorin (Cl), nitrogen (N), ocsigen (O), hydrogen (H), ac ati. Yn ogystal ag elfennau, mae cyfansoddion hefyd. Mae cyfansoddion yn cynnwys elfennau. Oherwydd eu bod yn cynnwys elfennau, gellir rhannu cyfansoddion yn elfennau o hyd. Enghraifft o gyfansoddyn yw dŵr.
Y rhan leiaf o elfen yw atom, tra bod y rhan leiaf o gyfansoddyn yn foleciwl. Mae moleciwlau yn cynnwys atomau wedi'u bondio gyda'i gilydd . Mae aur pur yn enghraifft o elfen. Mae aur pur mewn gwirionedd wedi'i gyfansoddi o atomau aur (Au). Mae darn o haearn hefyd yn enghraifft o elfen. Mae haearn wedi'i gyfansoddi o atomau haearn (Fe). Felly, mae elfen yn sylwedd pur wedi'i gyfansoddi o'r un math o atomau.
Mae'r dŵr rydych chi'n aml yn ei weld, yn ei ddal ac yn ei yfed wedi'i wneud o foleciwlau dŵr (fformiwla gemegol H2O). Mae moleciwlau dŵr yn cynnwys dau atom hydrogen (H) ac un atom ocsigen (O).
Dyma rai profion o theori atomig:
Yn gyntaf, cyfraith y cyfrannau cyson.
Mae cyfraith cyfrannau pendant yn nodi pan fydd elfennau'n cyfuno i ffurfio cyfansoddion, bod gan y cyfansoddion sy'n deillio o hyn yr un gymhareb màs. Er enghraifft, halen… Yr halen a welwn yw cyfansoddyn sy'n cynnwys moleciwlau halen (fformiwla gemegol NaCl). Yn naturiol, mae moleciwlau halen bob amser yn cael eu ffurfio o 23 rhan o sodiwm (Na) a 35 rhan o glorin (Cl).
Ni all y ddamcaniaeth barhaus ei esbonio , ond gall y ddamcaniaeth atomig . Yn ôl y ddamcaniaeth atomig, atomau yw'r rhan leiaf o elfen , felly mae gan atomau fàs . Mae cymhariaeth màs yr elfennau sy'n ffurfio cyfansoddyn yn sicr yn gysylltiedig â màs cymharol yr atomau sy'n ffurfio'r elfen. Yn seiliedig ar faint pob elfen sy'n ffurfio'r cyfansoddyn, mae gwyddonwyr yn pennu màs cymharol yr atom. Dywedir ei fod yn gymharol oherwydd bod màs cymharol atom elfen yn cael ei gymharu â màs cymharol atom elfen arall.
Hydrogen yw'r atom ysgafnaf, felly fe'i defnyddir fel meincnod. Rhoddir gwerth o 1 i fàs cymharol atom hydrogen (H). Gan ddefnyddio màs cymharol atom hydrogen fel meincnod, rhoddir gwerth o 12 i fàs cymharol atom carbon (C), rhoddir gwerth o 16 i fàs cymharol atom ocsigen (O) ac yn y blaen (edrychwch ar dabl cyfnodol yr elfennau). Mae màs cymharol atom carbon = 12 yn golygu bod màs un atom carbon 12 gwaith yn fwy na màs un atom hydrogen (H). Mae màs cymharol atom ocsigen = 16 yn golygu bod màs un atom ocsigen 16 gwaith yn fwy na màs un atom hydrogen (H).
Yn y System Ryngwladol (SI), mae gennym safon màs, atom platinwm-iridiwm a gedwir yn y Swyddfa Bwysau a Mesurau Rhyngwladol (Ffrainc). Trwy gytundeb rhyngwladol, màs yr atom platinwm-iridiwm hwn yw 1 kg. Dyma'r cilogram safonol. Ar y raddfa atomig, mae gennym hefyd ail safon màs, sef yr atom carbon-12C. Trwy gytundeb rhyngwladol, màs un atom carbon-12C yw 12,0000 o unedau màs atomig unedig (u).
1 u = 1,66 x 10 ‐27 kg.
Màs 1 atom o garbon C (C) = 12,0000 u, màs 1 atom o Hydrogen (H) = 1,0078 u, màs 1 atom o Ocsigen (O) = 15,9994 u, màs 1 atom o Sodiwm = 22,9897 u ac yn y blaen. O ran màs atomig, gellir gweld manylion yn nhabl cyfnodol yr elfennau.
Ar wahân i fàs atomig, mae yna hefyd rywbeth o'r enw màs moleciwlaidd. Màs moleciwlaidd yw cyfanswm màs yr atomau sy'n ffurfio moleciwl. Er enghraifft, màs moleciwlaidd halen (NaCl) = màs un atom sodiwm (Na) + màs un atom clorin (Cl). Màs moleciwlaidd dŵr (H2O ) = màs dau atom hydrogen (H) + màs un atom ocsigen (O).
Yn ail, symudiad Brownaidd
Ar un adeg, roedd biolegydd o Loegr o'r enw Robert Brown yn byw. Ia yn archwilio paill a osodwyd mewn dŵr (1827). Gwelwyd dŵr a phaill defnydd microsgop.
Robert Brown teimlo'n rhyfedd ar ôl gweld y paill yn symud ar ei ben ei hun. Rhyfedd oherwydd y dŵr ar hyn o bryd tawel, Pam Mae paill yn symud. Mae cyfeiriad symudiad paill yn fympwyol ond yn barhaus. Ia amau bod y mudiad yn ffurf o fywyd, Ble paill byw felly gall symud. Ond roedd ei dybiaeth yn anghywir oherwydd bod gronynnau bach anorganig fel paill hefyd yn symud wrth eu mewnosod. ke mewn dŵr. Gelwir y math hwn o symudiad yn symudiad dŵr. BRown.
Ni ellid esbonio'r darganfyddiad hwn tan ddatblygiad damcaniaeth cinetig.
Damcaniaeth ginetig
Ystyr cinetig yw symud ( Groeg ). Mae'r ddamcaniaeth cinetig yn nodi bod pob sylwedd yn cynnwys atomau neu foleciwlau a bod yr atomau neu'r moleciwlau hyn yn symud yn barhaus mewn modd ar hap.
Wrth symud, atomau neu foleciwlau aelopunyai cyflymder. Atomau neu foleciwlau hefyd aelopunyai màs. Oherwydd aelopunyai màs (m) a chyflymder (v), yna mae gan yr atom neu'r moleciwl egni cinetig (EK) a momentwm (p). Egni cinetig: EK = 1⁄2 mv2Tra bod momentwm: p = m v. Ar wahân i fomentwm, mae yna rym. Wrth symud, mae yna bob amser y posibilrwydd o wrthdrawiad. Felly, mae grym yn codi o'r newid mewn momentwm yn ystod gwrthdrawiad.
Gallwn ddweud bod damcaniaeth ginetig mewn gwirionedd yn seiliedig ar egni cinetig, momentwm, a grym. Astudir y tri pheth hyn ym mhwnc dynameg symudiad (deddfau Newton, ysgogiad, a momentwm). Y gwahaniaeth yw, mewn damcaniaeth ginetig, rydym yn cymhwyso dynameg i'r lefel atomig neu foleciwlaidd. Datblygwyd damcaniaeth ginetig gan Boyle (1627–1691), Daniel Bernoulli (1700–1782), Joule (1818–1889), Kronig (1822–1879), Rudolph Clausius (1822–1888), a Clerk Maxwell (1831–1879).
Gall bodolaeth y ddamcaniaeth ginetig hon egluro darganfyddiad Brown . Yn ôl y ddamcaniaeth ginetig, mae paill yn symud oherwydd ei fod yn cael ei wthio gan foleciwlau dŵr sy'n symud yn gyflym. Oherwydd bod cymaint o foleciwlau dŵr, mae'r paill yn cael ei wthio o wahanol gyfeiriadau.
Yn seiliedig ar gyfraith cyfrannau pendant a darganfod symudiad Brown, mae damcaniaeth atomig wedi dod yn fwyfwy derbyniol gan wyddonwyr. Atom yw'r darn lleiaf o unrhyw sylwedd. Felly, mae gan atomau faint. Pa mor fawr yw atom?
Ym 1905, ymchwiliodd Einstein i faint atomau yn ddamcaniaethol. Yn seiliedig ar ddamcaniaeth atomig, damcaniaeth ginetig, a data a gafwyd trwy arbrofion, canfu fod diamedr atom tua 10-10 m . Felly, cafodd diamedr yr atom ei gael trwy gyfrifiadau. Darganfuwyd maint yr atom, felly cydnabuwyd y ddamcaniaeth atomig , yn ogystal â'r ddamcaniaeth ginetig.