Artikel tentang teori atom dan teori kinetik
Teori atom
Selama ribuan tahun, orang Yunani kuno percaya bahawa setiap bahan tulen (seperti emas, besi, dll.) terdiri daripada atom. Menurut mereka, jika bahan tulen dipotong menjadi kepingan kecil, maka bahagian-bahagian kecil itu dipotong lagi, kemudian dipotong semula… dan begitulah seterusnya, maka akan ada kepingan terkecil yang tidak boleh dipotong lagi. Kepingan terkecil yang tidak boleh dipotong lagi dipanggil atom. Atom bermaksud "tidak boleh dibahagikan" (bahasa Yunani)
Pada masa itu, atom dianggap tidak lagi terbahagi. Tetapi kemudian beberapa saintis menemui elektron dan nukleus atom (proton dan neutron) sehingga andaian bahawa atom tidak boleh dibahagikan adalah salah. Jadi, atom terdiri daripada elektron (bercas negatif) dan nukleus atom. Elektron mengelilingi nukleus. Di dalam nukleus, terdapat proton (bercas positif) dan neutron (neutral atau tidak bercas).
Terdapat satu lagi teori; namanya ialah teori selanjar. Teori ini menyatakan bahawa bahan tulen boleh dibahagikan kepada infiniti. Menurut teori ini, tiada benda yang dipanggil kepingan terkecil. Kepingan terkecil masih boleh dipotong menjadi kepingan yang lebih kecil. Jadi, ia menjadi tidak terhingga. Yang manakah antara dua teori ini yang betul? Teori atom yang betul atau teori selanjar?
Dalam fizik, setiap teori akan diiktiraf secara saintifik jika teori tersebut dapat dibuktikan dalam eksperimen. Pada abad ke-18, ke-19 dan ke-20, melalui eksperimen yang dijalankan oleh saintis, teori atom adalah benar.
Pertama sekali, fahami ulasan berikut. Unsur ialah bahan tulen yang tidak boleh dibahagikan kepada bahan lain secara kimia, contohnya emas (Au), besi (Fe), kuprum (Cu), zink (Zn), Natrium (Na), Kalsium (Ca), klorin (Cl), Nitrogen (N), oksigen (O), hidrogen (H) dan sebagainya. Selain unsur, terdapat juga sebatian. Sebatian terdiri daripada unsur. Oleh kerana ia terdiri daripada unsur, sebatian itu masih boleh dibahagikan kepada unsur. Contoh sebatian ialah air.
Bahagian terkecil sesuatu unsur ialah atom, manakala bahagian terkecil sesuatu sebatian ialah molekul. Molekul terdiri daripada atom-atom yang melekat bersama. Emas tulen ialah contoh unsur. Emas tulen terdiri daripada atom emas (Au). Kepingan besi juga merupakan contoh unsur. Besi terdiri daripada atom besi (Fe). Jadi, unsur ialah bahan tulen yang terdiri daripada atom-atom yang serupa.
Air yang sering anda lihat, pegang dan minum terdiri daripada molekul air (formula kimianya ialah H₂O ) . Molekul air terdiri daripada dua atom Hidrogen (H) dan satu atom oksigen (O).
Berikut adalah beberapa bukti teori atom:
Pertama, hukum perbandingan yang berterusan.
Hukum perbandingan menyatakan bahawa jika unsur-unsur bergabung menjadi sebatian, sebatian yang terbentuk mempunyai nisbah jisim yang sama. Contohnya, garam. Garam yang kita lihat ialah sebatian yang terdiri daripada molekul garam (NaCl). Secara semula jadi, molekul garam sentiasa terbentuk daripada 23 bahagian natrium (Na) dan 35 bahagian klorin (Cl).
Teori selanjar tidak dapat menjelaskannya, tetapi teori atom dapat menjelaskannya. Menurut teori atom, atom adalah bahagian terkecil sesuatu unsur supaya atom mempunyai jisim. Nisbah jisim unsur-unsur sebatian mestilah berkaitan dengan jisim relatif atom yang membentuk unsur tersebut. Berdasarkan bilangan setiap unsur yang membentuk sebatian, saintis menentukan jisim relatif atom. Ia dikatakan relatif kerana jisim relatif sesuatu unsur dibandingkan dengan jisim relatif atom unsur lain.
Hidrogen ialah atom yang paling ringan, jadi ia digunakan sebagai penanda aras. Jisim relatif atom hidrogen (H) diberikan nilai 1. Dengan menggunakan jisim relatif atom hidrogen sebagai penanda aras, jisim relatif atom karbon (C) diberikan nilai 12,
Jisim relatif atom oksigen (O) diberikan nilai 16 dan seterusnya (lihat jadual berkala unsur). Jisim relatif atom karbon = 12 bermaksud jisim satu atom karbon adalah 12 kali lebih besar daripada jisim satu atom hidrogen (H). Jisim relatif atom oksigen = 16 bermaksud jisim atom oksigen adalah 16 kali lebih tinggi daripada jisim satu atom hidrogen (H).
Dalam Sistem Antarabangsa (SI) kita mempunyai piawaian jisim, iaitu iridium platinum, yang disimpan di institusi berat dan saiz antarabangsa di Perancis. Di bawah perjanjian antarabangsa, jisim iridium platinum ialah 1 kg, ini adalah kilogram piawai. Pada skala atom, kita juga mempunyai piawaian jisim kedua, iaitu 12 atom karbon C. Berdasarkan perjanjian antarabangsa, jisim 1 atom karbon 12 C ialah 12,0000 unit jisim atom bersatu (disingkatkan u).
1 u = 1.66 x 10 -27 kg.
Jisim 1 atom Karbon (C) = 12.0000 u, jisim 1 atom Hidrogen (H) = 1,0078 u, jisim 1 atom Oksigen (O) = 15.9994 u, jisim 1 atom Natrium = 22.9897 u dan seterusnya. Mengenai jisim atom, ia boleh dilihat sepenuhnya pada jadual berkala unsur.
Selain jisim atom, terdapat juga jisim molekul. Jisim molekul ialah jumlah jisim atom sesuatu molekul. Contohnya, jisim molekul garam (NaCl) = jisim satu atom natrium (Na) + jisim satu atom klorin (Cl). Jisim molekul air (H₂O ) = jisim 2 atom hidrogen (H) + jisim satu atom oksigen (O).
Kedua, gerakan coklat
Pada zaman dahulu, hiduplah seorang ahli biologi Inggeris bernama Robert Brown. Beliau sedang menyelidik debunga yang diletakkan di dalam air (1827). Air dan debunga boleh dilihat menggunakan mikroskop. Robert Brown mendapati ia pelik selepas melihat debunga bergerak sendiri. Ia pelik kerana debunga bergerak. Arah pergerakan debunga adalah sewenang-wenangnya, tetapi berterusan. Beliau mengesyaki bahawa pergerakan itu adalah satu kehidupan, di mana debunga hidup supaya ia boleh bergerak. Tetapi tekaannya salah kerana zarah organik kecil seperti debunga juga bergerak apabila diletakkan di dalam air. Pergerakan ini dipanggil gerakan Brownian.
Penemuan ini tidak dapat dijelaskan sehinggalah perkembangan teori kinetik.
Teori kinetik
Kinetik bermaksud bergerak (Yunani). Teori kinetik menyatakan bahawa setiap bahan terdiri daripada atom atau molekul dan atom atau molekul bergerak secara berterusan secara rawak.
Apabila bergerak, atom atau molekul perlu memecut. Atom atau molekul juga mempunyai jisim. Oleh kerana ia mempunyai jisim (m) dan halaju (v), maka atom atau molekul tersebut mempunyai tenaga kinetik (EK) dan momentum (p). Tenaga kinetik: EK = 1/2 mv² . Manakala momentum: p = mv. Selain momentum, terdapat daya. Apabila bergerak, terdapat kemungkinan perlanggaran. Jadi, daya timbul kerana perubahan momentum apabila perlanggaran berlaku.
Kita boleh katakan bahawa teori kinetik adalah berdasarkan tenaga kinetik, momentum, dan daya. Ketiga-tiga perkara ini dikaji dalam subjek dinamik gerakan (hukum Newton, impuls, dan momentum). Perbezaannya ialah dalam teori kinetik, kita mengaplikasikan dinamik pada tahap atom atau molekul. Teori kinetik telah dibangunkan oleh Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolph Clausius (1822-1888) dan Clerk Maxwell (1831-1879).
Kewujudan teori kinetik ini dapat menjelaskan penemuan Brown. Menurut teori kinetik, debunga bergerak kerana molekul air yang bergerak pantas memacunya. Bilangan molekul air sangat banyak, jadi debunga ditolak dari pelbagai arah.
Berdasarkan hukum perbandingan malar dan penemuan gerakan perang, teori atom semakin dipercayai oleh saintis. Atom adalah kepingan terkecil bagi sebarang bahan. Oleh itu, atom mempunyai saiz. Apakah saiz atom?
Pada tahun 1905, Einstein secara teorinya mengkaji saiz atom. Berdasarkan teori atom, teori kinetik dan data yang diperoleh melalui eksperimen, beliau mendapati bahawa diameter atom adalah kira-kira 10 -10 m. Jadi, diameter atom diperoleh melalui pengiraan. Saiz atom telah ditemui, jadi teori atom, begitu juga teori kinetik, diiktiraf.
