Ատոմային տեսություն և կինետիկ տեսություն
Հազարամյակներ շարունակ հին հույները կարծում էին, որ յուրաքանչյուր մաքուր նյութ (օրինակ՝ մաքուր ոսկի, մաքուր երկաթ 😉 և այլն) կազմված է ատոմներից: Նրանց կարծիքով, եթե մաքուր նյութը կտրվի փոքր կտորների, ապա այդ փոքր կտորները կրկին կտրվեն, ապա կրկին կտրվեն… և այլն, կմնա ամենափոքր կտորը, որը հնարավոր չէ շարունակել կտրել: Ամենափոքր կտորը, որը հնարավոր չէ շարունակել կտրվել, կոչվում է ատոմ : Ատոմը նշանակում է «չի կարող բաժանվել» (հունարեն):
Այդ ժամանակ ատոմները համարվում էին անբաժանելի։ Սակայն ավելի ուշ գիտնականները հայտնաբերեցին էլեկտրոններ և ատոմային միջուկներ (պրոտոններ և նեյտրոններ), այդպիսով հերքելով այն գաղափարը, որ ատոմները անբաժանելի են ։ Ատոմները կազմված են էլեկտրոններից (բացասական լիցքավորված) և միջուկից։ Էլեկտրոնները պտտվում են միջուկի շուրջը։ Միջուկի ներսում կան պրոտոններ (դրական լիցքավորված) և նեյտրոններ (չեզոք, այսինքն՝ լիցք չունեն)։
Կա մեկ այլ տեսություն, որը կոչվում է անընդհատության տեսություն (շարունակական = շարունակական): Այս տեսությունը պնդում է , որ մաքուր նյութը կարող է անվերջ բաժանվել: Այս տեսության համաձայն՝ գոյություն չունի այնպիսի բան, ինչպիսին է ամենափոքր մասնիկը: Ամենափոքր մասնիկը կարող է անվերջ բաժանվել ավելի փոքր մասնիկների և այլն:
Այս երկու տեսություններից որն է ճիշտ՝ ատոմային տեսությունը, թե՞ անընդհատ տեսությունը։
Ֆիզիկայում ցանկացած տեսություն գիտականորեն ընդունելի է, եթե այն կարող է փորձարարականորեն ապացուցվել։ 18-րդ , 19-րդ և 20- րդ դարերում գիտնականների կողմից անցկացված փորձերի միջոցով ապացուցվեց ատոմային տեսության ճիշտությունը։
Նախ, հասկացեք հետևյալ բացատրությունը։ Տարրերը մաքուր նյութեր են, որոնք քիմիապես չեն կարող բաժանվել այլ նյութերի, օրինակ՝ ոսկի (Au), երկաթ (Fe), պղինձ (Cu), ցինկ (Zn), նատրիում (Na), կալցիում (Ca), քլոր (Cl), ազոտ (N), թթվածին (O), ջրածին (H) և այլն։ Տարրերից բացի, կան նաև միացություններ։ Միացությունները կազմված են տարրերից։ Քանի որ դրանք կազմված են տարրերից, միացությունները դեռ կարելի է բաժանել տարրերի։ Միացության օրինակ է ջուրը։
Տարրերի ամենափոքր մասը ատոմն է, մինչդեռ միացությունների ամենափոքր մասը՝ մոլեկուլը։ Մոլեկուլները կազմված են միմյանց հետ կապված ատոմներից ։ Մաքուր ոսկին տարրի օրինակ է ։ Մաքուր ոսկին իրականում կազմված է ոսկու ատոմներից (Au)։ Երկաթի կտորը նույնպես տարրի օրինակ է։ Երկաթը կազմված է երկաթի ատոմներից (Fe)։ Այսպիսով, տարրը մաքուր նյութ է, որը կազմված է նույն տեսակի ատոմներից։
Ջուրը, որը դուք հաճախ տեսնում, ձեռքում պահում և խմում եք, կազմված է ջրի մոլեկուլներից (քիմիական բանաձև՝ H2O): Ջրի մոլեկուլները կազմված են երկու ջրածնի ատոմներից (H) և մեկ թթվածնի ատոմից (O):
Ահա ատոմային տեսության մի քանի ապացույցներ.
Նախ՝ հաստատուն համամասնությունների օրենքը։
Որոշակի համամասնությունների օրենքը նշում է, որ երբ տարրերը միանում են՝ առաջացնելով միացություններ, ստացված միացություններն ունեն նույն զանգվածային հարաբերակցությունը: Օրինակ՝ աղը… Մեր տեսած աղը միացություն է, որը կազմված է աղի մոլեկուլներից (քիմիական բանաձև՝ NaCl): Բնականաբար, աղի մոլեկուլները միշտ կազմված են 23 մաս նատրիումից (Na) և 35 մաս քլորից (Cl):
Անընդհատ տեսությունը չի կարող բացատրել այն , բայց ատոմային տեսությունը կարող է ։ Ատոմային տեսության համաձայն՝ ատոմները տարրի ամենափոքր մասն են , ուստի ատոմներն ունեն զանգված ։ Միացություն կազմող տարրերի զանգվածների համեմատությունը , անշուշտ, կապված է տարրը կազմող ատոմների հարաբերական զանգվածների հետ։ Հիմնվելով միացություն կազմող յուրաքանչյուր տարրի քանակի վրա՝ գիտնականները որոշում են ատոմի հարաբերական զանգվածը։ Այն կոչվում է հարաբերական, քանի որ տարրի ատոմի հարաբերական զանգվածը համեմատվում է մեկ այլ տարրի ատոմի հարաբերական զանգվածի հետ։
Ջրածինը ամենաթեթև ատոմն է, հետևաբար այն օգտագործվում է որպես չափանիշ։ Ջրածնի ատոմի (H) հարաբերական զանգվածը տրվում է 1 արժեք։ Ջրածնի ատոմի հարաբերական զանգվածը որպես չափանիշ օգտագործելով՝ ածխածնի ատոմի (C) հարաբերական զանգվածը տրվում է 12 արժեք, թթվածնի ատոմի (O) հարաբերական զանգվածը՝ 16 արժեք և այլն (պարզապես նայեք տարրերի պարբերական աղյուսակին)։ Ածխածնի ատոմի հարաբերական զանգվածը = 12 նշանակում է, որ մեկ ածխածնի ատոմի զանգվածը 12 անգամ մեծ է մեկ ջրածնի ատոմի (H) զանգվածից։ Թթվածնի ատոմի հարաբերական զանգվածը = 16 նշանակում է, որ մեկ թթվածնի ատոմի զանգվածը 16 անգամ մեծ է մեկ ջրածնի ատոմի (H) զանգվածից։
Միջազգային համակարգում (ՄՀ) մենք ունենք զանգվածի էտալոն՝ պլատինե-իրիդիումի ատոմ, որը պահվում է Կշռերի և չափերի միջազգային բյուրոյում (Ֆրանսիա): Միջազգային համաձայնագրով այս պլատինե-իրիդիումի ատոմի զանգվածը 1 կգ է: Սա ստանդարտ կիլոգրամն է: Ատոմային մասշտաբով մենք ունենք նաև զանգվածի երկրորդ էտալոն՝ ածխածին-12C ատոմը: Միջազգային համաձայնագրով մեկ ածխածին-12C ատոմի զանգվածը կազմում է 12,0000 միասնական ատոմային զանգվածի միավոր (u):
1 միլիմետր = 1,66 x 10-27 կգ ։
C ածխածնի (C) 1 ատոմի զանգվածը = 12,0000 միլիմետր, ջրածնի (H) 1 ատոմի զանգվածը = 1,0078 միլիմետր, թթվածնի (O) 1 ատոմի զանգվածը = 15,9994 միլիմետր, նատրիումի 1 ատոմի զանգվածը = 22,9897 միլիմետր և այլն: Ատոմային զանգվածի վերաբերյալ մանրամասները կարելի է տեսնել տարրերի պարբերական աղյուսակում :
Ատոմային զանգվածից բացի, կա նաև մոլեկուլային զանգված կոչվող մի բան։ Մոլեկուլային զանգվածը մոլեկուլը կազմող ատոմների ընդհանուր զանգվածն է։ Օրինակ՝ աղի (NaCl) մոլեկուլային զանգվածը = մեկ նատրիումի (Na) ատոմի զանգվածը + մեկ քլորի (Cl) ատոմի զանգվածը։ Ջրի (H2O ) մոլեկուլային զանգվածը = երկու ջրածնի (H) ատոմների զանգվածը + մեկ թթվածնի (O) ատոմի զանգվածը։
Երկրորդ՝ Բրաունյան շարժում
Ժամանակին ապրում էր անգլիացի կենսաբան Ռոբերտ Բրաուն անունով։ Ia ուսումնասիրում էր ջրի մեջ դրված ծաղկափոշին (1827): Տեսնվում էին ջուր և ծաղկափոշի menggunakan մանրադիտակ 
Robert Brown տարօրինակ զգացողություն առաջացավ՝ տեսնելով, որ ծաղկափոշին ինքնուրույն շարժվում է։ Տարօրինակ էր ջրի պատճառով սեդանգ լուռ, մենգապա Ծաղկափոշին շարժվում է։ Ծաղկափոշու շարժման ուղղությունը կամայական է, բայց շարունակական։ Ia կասկածում են, որ շարժումը կյանքի մի ձև է, Որտեղ կենդանի ծաղկափոշի, որպեսզի այն կարողանա շարժվել Սակայն նրա ենթադրությունը սխալ էր, քանի որ փոքր անօրգանական մասնիկները, ինչպիսին է ծաղկափոշին, նույնպես շարժվում էին ներմուծվելիս։ ke ջրի մեջ։ Այս տեսակի շարժումը կոչվում է ջրի շարժում։ BՌոուն։
Այս հայտնագործությունը չէր կարող բացատրվել մինչև կինետիկ տեսության զարգացումը։
Կինետիկ տեսություն
Կինետիկ նշանակում է շարժվել ( հունարեն ): Կինետիկ տեսությունը պնդում է, որ յուրաքանչյուր նյութ բաղկացած է ատոմներից կամ մոլեկուլներից, և այդ ատոմները կամ մոլեկուլները շարժվում են անընդհատ՝ պատահական ձևով:
Շարժվելիս ատոմները կամ մոլեկուլները Մեմփունյաi արագություն։ Ատոմները կամ մոլեկուլները նույնպես Մեմփունյաi զանգված։ Որովհետև Մեմփունյաi զանգված (m) և արագություն (v), ապա ատոմը կամ մոլեկուլը ունի կինետիկ էներգիա (EK) և իմպուլս (p): Կինետիկ էներգիա՝ EK = 1⁄2 մվ2Մինչդեռ իմպուլսը՝ p = m v։ Բացի իմպուլսից, կա նաև ուժ։ Շարժման ժամանակ միշտ կա բախման հավանականություն։ Այսպիսով, ուժը առաջանում է բախման ժամանակ իմպուլսի փոփոխությունից։
Կարող ենք ասել, որ կինետիկ տեսությունը իրականում հիմնված է կինետիկ էներգիայի, իմպուլսի և ուժի վրա: Այս երեք բաներն ուսումնասիրվում են շարժման դինամիկայի առարկայի շրջանակներում (Նյուտոնի օրենքներ, իմպուլս և իմպուլս): Տարբերությունն այն է, որ կինետիկ տեսության մեջ մենք դինամիկան կիրառում ենք ատոմային կամ մոլեկուլային մակարդակում: Կինետիկ տեսությունը մշակել են Բոյլը (1627–1691), Դանիել Բեռնուլին (1700–1782), Ջոուլը (1818–1889), Քրոնիգը (1822–1879), Ռուդոլֆ Կլաուզիուսը (1822–1888) և Քլերկ Մաքսվելը (1831–1879):
Այս կինետիկ տեսության գոյությունը կարող է բացատրել Բրաունի հայտնագործությունը ։ Կինետիկ տեսության համաձայն՝ ծաղկափոշին շարժվում է, քանի որ այն մղվում է արագ շարժվող ջրի մոլեկուլների կողմից։ Քանի որ ջրի մոլեկուլները շատ են, ծաղկափոշին մղվում է տարբեր ուղղություններից։
Հիմնվելով որոշակի համամասնությունների օրենքի և Բրաունյան շարժման հայտնաբերման վրա, ատոմային տեսությունը ավելի ու ավելի է ընդունվում գիտնականների կողմից: Ատոմը ցանկացած նյութի ամենափոքր մասնիկն է: Այսպիսով, ատոմներն ունեն չափ: Որքա՞ն մեծ է ատոմը:
1905 թվականին Այնշտայնը տեսականորեն ուսումնասիրեց ատոմների չափը։ Հիմնվելով ատոմային տեսության, կինետիկ տեսության և փորձերի միջոցով ստացված տվյալների վրա՝ նա պարզեց, որ ատոմի տրամագիծը մոտ 10-10 մ է ։ Այսպիսով, ատոմի տրամագիծը ստացվել է հաշվարկների միջոցով։ Ատոմի չափը հայտնաբերվել էր, ուստի ատոմային տեսությունը ճանաչվեց, ինչպես նաև կինետիկ տեսությունը։
