Materialo pri Atomteorio kaj Kineta Teorio
Dum miloj da jaroj, la antikvaj grekoj kredis, ke ĉiu pura substanco (ekz., pura oro, pura fero 😉, ktp.) konsistis el atomoj. Laŭ ili, se pura substanco estus tranĉita en malgrandajn pecojn, tiam tiuj malgrandaj pecoj estus tranĉitaj denove, poste tranĉitaj denove... kaj tiel plu, ekzistus plej malgranda peco, kiu ne povus esti plu tranĉita. La plej malgranda peco, kiu ne povus esti plu tranĉita, nomiĝis atomo . Atomo signifas "ne povas esti dividita" (en la greka).
Tiutempe , oni pensis, ke atomoj estas nedivideblaj. Tamen, pli postaj sciencistoj malkovris elektronojn kaj atomkernojn (protonojn kaj neŭtronojn), tiel refutante la ideon, ke atomoj estas nedivideblaj . Atomoj konsistas el elektronoj (negative ŝargitaj) kaj nukleo. Elektronoj orbitas la nukleon. Ene de la nukleo estas protonoj (pozitive ŝargitaj) kaj neŭtronoj (neŭtralaj, signifante, ke ili ne havas ŝargon).
Ekzistas alia teorio, nomata la kontinueca teorio (kontinua = daŭranta). Ĉi tiu teorio asertas , ke pura materio povas esti subdividita senfine. Laŭ ĉi tiu teorio, ne ekzistas io simila al la plej malgranda peco. La plej malgranda peco povas esti plue subdividita en pli malgrandajn pecojn, kaj tiel plu, senfine.
El ĉi tiuj du teorioj, kiu estas ĝusta? La atomteorio aŭ la kontinua teorio?
En fiziko, ĉiu teorio estas science akceptita se ĝi povas esti pruvita eksperimente. En la 18-a , 19-a kaj 20-a jarcentoj , per eksperimentoj faritaj de sciencistoj, la atomteorio pruviĝis ĝusta.
Unue, komprenu la jenan klarigon. Elementoj estas puraj substancoj, kiujn oni ne povas kemie dividi en aliajn substancojn, ekzemple, oro (Au), fero (Fe), kupro (Cu), zinko (Zn), natrio (Na), kalcio (Ca), kloro (Cl), nitrogeno (N), oksigeno (O), hidrogeno (H), ktp. Krom elementoj, ekzistas ankaŭ kombinaĵoj. Kombinaĵoj konsistas el elementoj. Ĉar ili konsistas el elementoj, kombinaĵoj tamen povas esti dividitaj en elementojn. Ekzemplo de kombinaĵo estas akvo.
La plej malgranda parto de elemento estas atomo, dum la plej malgranda parto de kombinaĵo estas molekulo. Molekuloj konsistas el ligitaj atomoj . Pura oro estas ekzemplo de elemento. Pura oro fakte konsistas el oratomoj (Au). Peco da fero ankaŭ estas ekzemplo de elemento. Fero konsistas el feratomoj (Fe). Do, elemento estas pura substanco konsistanta el la sama tipo de atomoj.
La akvo, kiun vi ofte vidas, tenas kaj trinkas, konsistas el akvomolekuloj (kemia formulo H₂O). Akvomolekuloj konsistas el du hidrogenaj atomoj (H) kaj unu oksigenatomo (O).
Jen kelkaj pruvoj de la atomteorio:
Unue, la leĝo de konstantaj proporcioj.
La leĝo de difinitaj proporcioj deklaras, ke kiam elementoj kombiniĝas por formi kombinaĵojn, la rezultantaj kombinaĵoj havas la saman masan proporcion. Ekzemple, salo… La salo, kiun ni vidas, estas kombinaĵo konsistanta el salmolekuloj (kemia formulo NaCl). Nature, salmolekuloj ĉiam formiĝas el 23 partoj de natrio (Na) kaj 35 partoj de kloro (Cl).
La kontinua teorio ne povas klarigi ĝin , sed la atomteorio povas . Laŭ la atomteorio, atomoj estas la plej malgrandaj partoj de elemento , do atomoj havas mason . La komparo de la masoj de la elementoj kiuj formas kombinaĵon certe rilatas al la relativaj masoj de la atomoj kiuj formas la elementon. Surbaze de la kvanto de ĉiu elemento kiu formas la kombinaĵon, sciencistoj determinas la relativan mason de la atomo. Oni diras, ke ĝi estas relativa ĉar la relativa maso de atomo de elemento estas komparata kun la relativa maso de la atomo de alia elemento.
Hidrogeno estas la plej malpeza atomo, tial ĝi estas uzata kiel komparnormo. La relativa maso de hidrogena atomo (H) ricevas valoron de 1. Uzante la relativan mason de hidrogena atomo kiel komparnormo, la relativa maso de karbona atomo (C) ricevas valoron de 12, la relativa maso de oksigena atomo (O) ricevas valoron de 16 kaj tiel plu (nur rigardu la periodan tabelon de elementoj). La relativa maso de karbona atomo = 12 signifas, ke la maso de unu karbona atomo estas 12-oble pli granda ol la maso de unu hidrogena atomo (H). La relativa maso de oksigena atomo = 16 signifas, ke la maso de unu oksigena atomo estas 16-oble pli granda ol la maso de unu hidrogena atomo (H).
En la Internacia Sistemo (SI), ni havas normon de maso, plateno-iridia atomo konservata ĉe la Internacia Buroo pri Pezoj kaj Mezuroj (Francio). Laŭ internacia interkonsento, la maso de ĉi tiu plateno-iridia atomo estas 1 kg. Ĉi tio estas la norma kilogramo. Je la atomskalo, ni ankaŭ havas duan normon de maso, la karbono-12C atomon. Laŭ internacia interkonsento, la maso de unu karbono-12C atomo estas 12,0000 unuigitaj atommasaj unuoj (u).
1 u = 1,66 × 10⁻²⁷ kg.
Maso de 1 atomo de C -karbono (C) = 12,0000 μ, maso de 1 atomo de hidrogeno (H) = 1,0078 μ, maso de 1 atomo de oksigeno (O) = 15,9994 μ, maso de 1 atomo de natrio = 22,9897 μ kaj tiel plu. Koncerne la atommason, detalojn oni povas vidi en la perioda tabelo de la elementoj.
Krom atommaso, ekzistas ankaŭ io nomata molekula maso. Molekula maso estas la tuta maso de la atomoj kiuj konsistigas molekulon. Ekzemple, la molekula maso de salo (NaCl) = la maso de unu natria (Na) atomo + la maso de unu klora (Cl) atomo. La molekula maso de akvo (H₂O ) = la maso de du hidrogenaj (H) atomoj + la maso de unu oksigena (O) atomo.
Due, Brown-a moviĝo
Iam vivis angla biologo nomita Robert Brown. Ia ekzamenis polenon metitan en akvon (1827). Akvo kaj poleno estis viditaj uzi mikroskopo.
Robert Brown sentis strange post vidi la polenon moviĝi memstare. Strange pro la akvo sedang silenta, Kial Poleno moviĝas. La direkto de polena movado estas arbitra sed kontinua. Ia suspektas, ke la movado estas formo de vivo, Kie viva poleno por ke ĝi povu moviĝi. Sed lia supozo estis malĝusta ĉar malgrandaj neorganikaj partikloj kiel poleno ankaŭ moviĝis kiam enigitaj. ke en akvo. Ĉi tiu speco de movado nomiĝas akva movado. BRown.
Tiu malkovro ne povus esti klarigita ĝis la disvolviĝo de kineta teorio.
Kineta teorio
Kineta signifas moviĝanta ( greke ). La kineta teorio asertas, ke ĉiu substanco konsistas el atomoj aŭ molekuloj, kaj ĉi tiuj atomoj aŭ molekuloj moviĝas kontinue laŭ hazarda maniero.
Kiam ili moviĝas, atomoj aŭ molekuloj samepunyai rapideco. Atomoj aŭ molekuloj ankaŭ samepunyai maso. Ĉar samepunyai maso (m) kaj rapido (v), tiam la atomo aŭ molekulo havas kinetan energion (EK) kaj movokvanton (p). Kineta energio: EK = 1⁄2 mv2Dum la movokvanto: p = m v. Krom impeto, ekzistas forto. Dum movado, ĉiam ekzistas la ebleco de kolizio. Do, forto ekestas el la ŝanĝo de movokvanto dum kolizio.
Ni povas diri, ke kineta teorio fakte baziĝas sur kineta energio, movokvanto kaj forto. Ĉi tiuj tri aferoj estas studataj en la temo de dinamiko de moviĝo (leĝoj de Neŭtono, impulso kaj movokvanto). La diferenco estas, ke en kineta teorio, ni aplikas dinamikon al la atoma aŭ molekula nivelo. Kinetan teorion disvolvis Boyle (1627–1691), Daniel Bernoulli (1700–1782), Joule (1818–1889), Kronig (1822–1879), Rudolph Clausius (1822–1888) kaj Clerk Maxwell (1831–1879).
La ekzisto de ĉi tiu kineta teorio povas klarigi la malkovron de Brown . Laŭ la kineta teorio, poleno moviĝas ĉar ĝin puŝas rapide moviĝantaj akvomolekuloj. Ĉar estas tiom da akvomolekuloj, la poleno estas puŝata el diversaj direktoj.
Surbaze de la leĝo de difinitaj proporcioj kaj la malkovro de la Brown-a moviĝo, la atomteorio fariĝas pli kaj pli akceptata de sciencistoj. Atomo estas la plej malgranda peco de iu ajn substanco. Tial, atomoj havas grandecon. Kiom granda estas atomo?
En 1905, Einstein teorie esploris la grandecon de atomoj. Bazite sur atomteorio, kineta teorio, kaj datumoj akiritaj per eksperimentoj, li trovis, ke la diametro de atomo estas ĉirkaŭ 10⁻⁵ m . Do la diametro de la atomo estis akirita per kalkuloj. La grandeco de la atomo estis malkovrita, do la atomteorio estis agnoskita, same kiel la kineta teorio.