Artiklu dwar it-teorija atomika u t-teorija kinetika
Teorija atomika
Għal eluf ta’ snin, il-Griegi tal-qedem kienu jemmnu li kull sustanza pura (bħad-deheb, il-ħadid, eċċ.) kienet tikkonsisti minn atomi. Skont huma, jekk sustanza pura tinqata’ f’biċċiet żgħar, allura l-partijiet ċkejkna jerġgħu jinqatgħu, imbagħad jinqatgħu lura... u l-bqija, imbagħad ikun hemm l-iżgħar biċċiet li ma jistgħux jerġgħu jinqatgħu. L-iżgħar biċċiet li ma jistgħux jerġgħu jinqatgħu jissejħu atomi. Atom tfisser “ma jistax jinqasam” (lingwa Griega).
Dak iż-żmien, l-atomu kien meqjus li ma kienx għadu maqsum. Iżda aktar tard xi xjentisti skoprew elettroni u nuklei atomiċi (protoni u newtroni) u għalhekk is-suppożizzjoni li l-atomi ma setgħux jiġu suddiviżi kienet żbaljata. Għalhekk, l-atomi jikkonsistu minn elettroni (iċċarġjati b'mod negattiv) u nuklei atomiċi. L-elettroni jduru madwar in-nukleu. Ġewwa n-nukleu, hemm protoni (iċċarġjati b'mod pożittiv) u newtroni (newtrali jew mhux iċċarġjati).
Hemm teorija oħra; l-isem tagħha huwa t-teorija kontinwa. Din it-teorija tgħid li sustanzi puri jistgħu jinqasmu sal-infinità. Skont din it-teorija, ma teżistix ħaġa bħall-iżgħar biċċa. L-iżgħar biċċiet xorta jistgħu jinqatgħu f'biċċiet iżgħar. Għalhekk, isir infinit. Liema minn dawn iż-żewġ teoriji hija korretta? It-teorija atomika korretta jew it-teorija kontinwa?
Fil-fiżika, kull teorija tiġi rikonoxxuta xjentifikament jekk it-teorija tista' tiġi ppruvata b'esperimenti. Fis-sekli 18, 19 u 20, permezz ta' esperimenti mwettqa minn xjentisti, it-teorija atomika kienet vera.
L-ewwel, ifhem ir-reviżjonijiet li ġejjin. L-elementi huma sustanzi puri li ma jistgħux jiġu suddiviżi f'sustanzi oħra kimikament, pereżempju deheb (Au), ħadid (Fe), ram (Cu), żingu (Zn), Sodju (Na), Kalċju (Ca), kloru (Cl), Nitroġenu (N), ossiġnu (O), idroġenu (H) eċċ. Minbarra l-elementi, hemm ukoll komposti. Il-komposti jikkonsistu f'elementi. Minħabba li jikkonsisti f'elementi, il-kompost xorta jista' jinqasam f'elementi. Eżempji ta' komposti huma l-ilma.
L-iżgħar parti ta' element hija atomu, filwaqt li l-iżgħar parti ta' kompost hija molekula. Il-molekuli jikkonsistu minn atomi li jwaħħlu flimkien. Id-deheb pur huwa eżempju ta' element. Id-deheb pur jikkonsisti minn atomi tad-deheb (Au). Biċċiet tal-ħadid huma wkoll eżempju ta' elementi. Il-ħadid jikkonsisti minn atomi tal-ħadid (Fe). Għalhekk, l-element huwa sustanza pura li tikkonsisti minn atomi simili.
L-ilma li spiss tara, iżżomm u tixrob huwa magħmul minn molekuli tal-ilma (il-formula kimika hija H2O ) . Il-molekuli tal-ilma jikkonsistu f'żewġ atomi tal-Idroġenu (H) u atomu wieħed tal-ossiġnu (O).
Hawn huma xi provi tat-teorija atomika:
L-ewwel, il-liġi tat-tqabbil kostanti.
Il-liġi tat-tqabbil tgħid li jekk l-elementi jingħaqdu flimkien biex isiru komposti, il-komposti li jiffurmaw ikollhom l-istess proporzjon tal-massa. Pereżempju, il-melħ. Il-melħ li naraw huwa kompost li jikkonsisti minn molekuli tal-melħ (NaCl). Naturalment, il-molekuli tal-melħ huma dejjem iffurmati minn 23 parti ta’ sodju (Na) u 35 parti ta’ kloru (Cl).
It-teorija kontinwa ma tistax tispjegaha, iżda t-teorija atomika tista' tispjegaha. Skont it-teorija atomika, l-atomi huma l-iżgħar partijiet ta' element u għalhekk l-atomi għandhom massa. Il-proporzjon tal-massa tal-elementi ta' kompost irid ikun relatat mal-massa relattiva tal-atomi li joħolqu l-element. Abbażi tan-numru ta' kull element li joħloq il-komposti, ix-xjentisti jiddeterminaw il-massa relattiva tal-atomi. Jingħad li hija relattiva għaliex il-massa relattiva ta' element hija mqabbla mal-massa relattiva ta' atomi elementali oħra.
L-idroġenu huwa l-eħfef atomu, għalhekk jintuża bħala punt ta' riferiment. Il-massa relattiva ta' atomu tal-idroġenu (H) tingħata valur ta' 1. Bl-użu tal-massa relattiva ta' atomu tal-idroġenu bħala punt ta' riferiment, il-massa relattiva tal-atomu tal-karbonju (C) tingħata valur ta' 12,
Il-massa relattiva tal-atomu tal-ossiġnu (O) hija assenjata valur ta' 16 u l-bqija (ara t-tabella perjodika tal-elementi). Il-massa relattiva ta' atomu tal-karbonju = 12 tfisser li l-massa ta' atomu wieħed tal-karbonju hija 12-il darba akbar mill-massa ta' atomu wieħed tal-idroġenu (H). Il-massa relattiva ta' atomu tal-ossiġnu = 16 tfisser li l-massa ta' atomu tal-ossiġnu hija 16-il darba akbar mill-massa ta' atomu wieħed tal-idroġenu (H).
Fis-Sistema Internazzjonali (SI) għandna standard tal-massa, jiġifieri l-iridju tal-platinu, li huwa maħżun f'istituzzjonijiet internazzjonali tal-piż u d-daqs fi Franza. Skont il-ftehim internazzjonali, il-massa tal-iridju tal-platinu hija ta' 1 kg, dan huwa kilogramma standard. Fuq skala atomika, għandna wkoll it-tieni standard tal-massa, jiġifieri 12-il atomi tal-karbonju C. Abbażi ta' ftehimiet internazzjonali, il-massa ta' atomu wieħed tal-karbonju 12 C hija ta' 12,0000 unità ta' massa atomika unifikata (imqassra u).
1 u = 1.66 x 10-27 kg.
Massa ta' atomu wieħed tal-Karbonju (C) = 12.0000 u, massa ta' atomu wieħed tal-Idroġenu (H) = 1,0078 u, massa ta' atomu wieħed tal-Ossiġnu (O) = 15.9994 u, massa ta' atomu wieħed tas-Sodju = 22.9897 u eċċ. Rigward il-massa atomika, din tista' tidher sħiħa fit-tabella perjodika tal-elementi.
Minbarra l-massa atomika, hemm ukoll massa molekulari. Il-massa molekulari hija l-massa totali tal-atomi ta' molekula. Pereżempju, il-massa ta' molekula tal-melħ (NaCl) = il-massa ta' atomu wieħed tas-sodju (Na) + il-massa ta' atomu wieħed tal-kloru (Cl). Il-massa tal-molekuli tal-ilma (H2O ) = il-massa ta' żewġ atomi tal-idroġenu (H) + il-massa ta' atomu wieħed tal-ossiġnu (O).
It-tieni, mozzjoni kannella
Fi żminijiet antiki, kien hemm bijologu Ingliż jismu Robert Brown. Huwa kien qed jirriċerka l-polline mqiegħed fl-ilma (1827). L-ilma u l-polline huma viżibbli bl-użu ta' mikroskopju. Robert Brown sabha stramba wara li ra l-polline jiċċaqlaq waħdu. Hija stramba għax il-polline jiċċaqlaq. Id-direzzjoni tal-moviment tal-polline hija arbitrarja, iżda kontinwa. Huwa jissuspetta li l-moviment huwa ħajja, fejn il-polline jgħix sabiex ikun jista' jiċċaqlaq. Iżda t-tbassir tiegħu huwa żbaljat għax partiċelli organiċi żgħar bħall-polline jiċċaqalqu wkoll meta jitqiegħed fl-ilma. Dan il-moviment jissejjaħ moviment Brownjan.
Din l-iskoperta ma tistax tiġi spjegata qabel l-iżvilupp tat-teorija kinetika.
Teorija kinetika
Kinetiku tfisser li tiċċaqlaq (Grieg). It-teorija kinetika tgħid li kull sustanza tikkonsisti minn atomi jew molekuli u li l-atomi jew il-molekuli jiċċaqalqu kontinwament b'mod każwali.
Meta jiċċaqalqu, l-atomi jew il-molekuli jridu jimxu 'l quddiem b'veloċità. L-atomi jew il-molekuli għandhom ukoll massa. Minħabba li għandhom massa (m) u veloċità (v), allura l-atomu jew il-molekula għandhom enerġija kinetika (EK) u momentum (p). Enerġija kinetika: EK = 1/2 mv 2. Filwaqt li l-momentum: p = m v. Minbarra l-momentum, hemm forzi. Meta jiċċaqalqu, hemm possibbiltà ta' ħabtiet. Għalhekk, il-forzi jinqalgħu minħabba bidliet fil-momentum meta sseħħ ħabta.
Nistgħu ngħidu li t-teorija kinetika hija bbażata fuq l-enerġija kinetika, il-momentum, u l-forza. Dawn it-tliet affarijiet huma studjati fis-suġġett tad-dinamika tal-moviment (il-liġijiet ta’ Newton, l-impuls, u l-momentum). Id-differenza hija li fit-teorija kinetika, napplikaw id-dinamika fil-livell tal-atomi jew il-molekuli. It-teorija kinetika ġiet żviluppata minn Boyle (1627-1691), Daniel Bernoulli (1700-1782), Joule (1818-1889), Kronig (1822-1879), Rudolph Clausius (1822-1888) u Clerk Maxwell (1831-1879).
L-eżistenza ta’ din it-teorija kinetika tista’ tispjega l-iskoperta ta’ Brown. Skont it-teorija kinetika, il-polline jiċċaqlaq għax molekuli tal-ilma li jiċċaqalqu malajr isuquh. L-għadd ta’ molekuli tal-ilma huwa enormi, għalhekk il-polline jiġi mbuttat minn diversi direzzjonijiet.
Abbażi tal-liġi tat-tqabbil kostanti u l-iskoperta tal-moviment kannella, it-teorija atomika qed tiġi emmnuta dejjem aktar mix-xjentisti. L-atomi huma l-iżgħar biċċiet ta’ kwalunkwe sustanza. Għalhekk, l-atomu għandu daqs. X’inhu d-daqs ta’ atomu?
Fl-1905, Einstein investiga teoretikament id-daqs tal-atomi. Abbażi tat-teorija atomika, it-teorija kinetika u d-dejta miksuba permezz ta' esperimenti, sab li d-dijametru atomiku kien ta' madwar 10-10 m . Għalhekk, id-dijametru tal-atomu jinkiseb permezz ta' kalkolu. Id-daqs tal-atomi ġie skopert, u għalhekk it-teorija atomika hija rikonoxxuta, kif ukoll it-teorija kinetika.
