Materiál z atómovej teórie a kinetickej teórie
Starovekí Gréci tisíce rokov verili, že každá čistá látka (napr. čisté zlato, čisté železo 😉 atď.) sa skladá z atómov. Podľa nich, ak by sa čistá látka rozrezala na malé kúsky, tieto malé kúsky by sa znova rozrezali, potom znova rozrezali... a tak ďalej, až by zostal najmenší kúsok, ktorý by sa už nedal ďalej rozrezať. Najmenší kúsok, ktorý sa už nedal ďalej rozrezať, sa nazýval atóm . Atóm znamená „nedá sa rozdeliť“ (v gréčtine).
V tom čase sa atómy považovali za nedeliteľné. Neskôr však vedci objavili elektróny a atómové jadrá (protóny a neutróny), čím vyvrátili predstavu, že atómy sú nedeliteľné . Atómy sa skladajú z elektrónov (záporne nabitých) a jadra. Elektróny obiehajú okolo jadra. Vo vnútri jadra sa nachádzajú protóny (kladne nabité) a neutróny (neutrálne, čo znamená, že nemajú náboj).
Existuje aj iná teória, nazývaná teória kontinuity (kontinuálna = prebiehajúca). Táto teória tvrdí , že čistú hmotu možno deliť donekonečna. Podľa tejto teórie neexistuje nič také ako najmenší kúsok. Najmenší kúsok možno ďalej deliť na menšie kúsky atď . donekonečna.
Z týchto dvoch teórií, ktorá je správna? Atomická teória alebo kontinuálna teória?
Vo fyzike je akákoľvek teória vedecky akceptovaná, ak ju možno experimentálne dokázať. V 18. , 19. a 20. storočí sa prostredníctvom experimentov vykonaných vedcami preukázala správnosť atómovej teórie.
Najprv pochopte nasledujúce vysvetlenie. Prvky sú čisté látky, ktoré sa nedajú chemicky rozdeliť na iné látky, napríklad zlato (Au), železo (Fe), meď (Cu), zinok (Zn), sodík (Na), vápnik (Ca), chlór (Cl), dusík (N), kyslík (O), vodík (H) atď. Okrem prvkov existujú aj zlúčeniny. Zlúčeniny sa skladajú z prvkov. Pretože sú zložené z prvkov, zlúčeniny sa stále dajú rozdeliť na prvky. Príkladom zlúčeniny je voda.
Najmenšou časťou prvku je atóm, zatiaľ čo najmenšou časťou zlúčeniny je molekula. Molekuly pozostávajú z atómov spojených dohromady . Čisté zlato je príkladom prvku. Čisté zlato sa v skutočnosti skladá z atómov zlata (Au). Kus železa je tiež príkladom prvku. Železo sa skladá z atómov železa (Fe). Prvok je teda čistá látka zložená z rovnakého typu atómov.
Voda, ktorú často vidíte, držíte v rukách a pijete, sa skladá z molekúl vody (chemický vzorec H2O). Molekuly vody pozostávajú z dvoch atómov vodíka (H) a jedného atómu kyslíka (O).
Tu sú niektoré dôkazy atómovej teórie:
Po prvé, zákon konštantných proporcií.
Zákon určitých proporcií hovorí, že keď sa prvky spoja a vytvoria zlúčeniny, výsledné zlúčeniny majú rovnaký hmotnostný pomer. Napríklad soľ… Soľ, ktorú vidíme, je zlúčenina zložená z molekúl soli (chemický vzorec NaCl). Molekuly soli sa prirodzene vždy tvoria z 23 dielov sodíka (Na) a 35 dielov chlóru (Cl).
Teória spojitosti to nedokáže vysvetliť , ale atómová teória áno . Podľa atómovej teórie sú atómy najmenšou časťou prvku , takže atómy majú hmotnosť . Porovnanie hmotností prvkov, ktoré tvoria zlúčeninu, určite súvisí s relatívnymi hmotnosťami atómov, ktoré tvoria prvok. Na základe množstva každého prvku, ktorý tvorí zlúčeninu, vedci určujú relatívnu hmotnosť atómu. Hovorí sa, že je relatívna, pretože relatívna hmotnosť atómu prvku sa porovnáva s relatívnou hmotnosťou atómu iného prvku.
Vodík je najľahší atóm, preto sa používa ako referenčný bod. Relatívna hmotnosť atómu vodíka (H) má hodnotu 1. Použitím relatívnej hmotnosti atómu vodíka ako referenčného bodu sa relatívna hmotnosť atómu uhlíka (C) rovná 12, relatívna hmotnosť atómu kyslíka (O) rovná 16 atď. (stačí sa pozrieť na periodickú tabuľku prvkov). Relatívna hmotnosť atómu uhlíka = 12 znamená, že hmotnosť jedného atómu uhlíka je 12-krát väčšia ako hmotnosť jedného atómu vodíka (H). Relatívna hmotnosť atómu kyslíka = 16 znamená, že hmotnosť jedného atómu kyslíka je 16-krát väčšia ako hmotnosť jedného atómu vodíka (H).
V Medzinárodnej sústave SI máme etalón hmotnosti, atóm platiny a irídia, ktorý je uložený v Medzinárodnom úrade pre váhy a miery (Francúzsko). Podľa medzinárodnej dohody je hmotnosť tohto atómu platiny a irídia 1 kg. Toto je etalón kilogramu. Na atómovej úrovni máme aj druhý etalón hmotnosti, atóm uhlíka-12C. Podľa medzinárodnej dohody je hmotnosť jedného atómu uhlíka-12C 1 12,0000 zjednotených atómových hmotnostných jednotiek (u).
1 u = 1,66 x 10⁻²⁷ kg.
Hmotnosť 1 atómu uhlíka C (C) = 12,0000 u, hmotnosť 1 atómu vodíka (H) = 1,0078 u, hmotnosť 1 atómu kyslíka (O) = 15,9994 u, hmotnosť 1 atómu sodíka = 22,9897 u atď. Podrobnosti týkajúce sa atómovej hmotnosti možno nájsť v periodickej tabuľke prvkov.
Okrem atómovej hmotnosti existuje aj niečo, čo sa nazýva molekulová hmotnosť. Molekulová hmotnosť je celková hmotnosť atómov, ktoré tvoria molekulu. Napríklad molekulová hmotnosť soli (NaCl) = hmotnosť jedného atómu sodíka (Na) + hmotnosť jedného atómu chlóru (Cl). Molekulová hmotnosť vody (H2O ) = hmotnosť dvoch atómov vodíka (H) + hmotnosť jedného atómu kyslíka (O).
Po druhé, Brownov pohyb
Kedysi dávno žil anglický biológ menom Robert Brown. Ia skúmal peľ umiestnený vo vode (1827). Videli vodu a peľ menggunakan mikroskop.
Robert Brown Cítila som sa zvláštne po tom, čo som videla peľ hýbať sa sám. Zvláštne kvôli vode v súčasnosti tichý, Prečo Peľ sa pohybuje. Smer pohybu peľu je ľubovoľný, ale plynulý. Ia podozrenie, že toto hnutie je formou života, Kde živý peľ, aby mohol pohnúť sa. Jeho predpoklad bol však nesprávny, pretože sa pri vkladaní pohybovali aj malé anorganické častice, ako napríklad peľ. ke vo vode. Tento druh pohybu sa nazýva pohyb vody. BRown.
Tento objav sa nedal vysvetliť až do vývoja kinetickej teórie.
Kinetická teória
Kinetický znamená pohyb ( po grécky ). Kinetická teória hovorí, že každá látka sa skladá z atómov alebo molekúl a tieto atómy alebo molekuly sa pohybujú nepretržite náhodným spôsobom.
Pri pohybe atómov alebo molekúl ČlenMaťi rýchlosť. Atómy alebo molekuly tiež ČlenMaťi omša. Pretože ČlenMaťi hmotnosť (m) a rýchlosť (v), potom má atóm alebo molekula kinetickú energiu (EK) a hybnosť (p). Kinetická energia: EK = 1⁄2 mv2Zatiaľ čo hybnosť: p = m v. Okrem hybnosti existuje aj sila. Pri pohybe existuje vždy možnosť zrážky. Sila teda vzniká zo zmeny hybnosti počas zrážky.
Môžeme povedať, že kinetická teória je v skutočnosti založená na kinetickej energii, hybnosti a sile. Tieto tri veci sa študujú v rámci predmetu dynamika pohybu (Newtonove zákony, impulz a hybnosť). Rozdiel je v tom, že v kinetickej teórii aplikujeme dynamiku na atómovú alebo molekulárnu úroveň. Kinetickú teóriu vyvinuli Boyle (1627 – 1691), Daniel Bernoulli (1700 – 1782), Joule (1818 – 1889), Kronig (1822 – 1879), Rudolph Clausius (1822 – 1888) a Clerk Maxwell (1831 – 1879).
Existencia tejto kinetickej teórie môže vysvetliť Brownov objav . Podľa kinetickej teórie sa peľ pohybuje, pretože je tlačený rýchlo sa pohybujúcimi molekulami vody. Pretože existuje toľko molekúl vody, peľ je tlačený z rôznych smerov.
Na základe zákona určitých proporcií a objavu Brownovho pohybu sa atómová teória stáva čoraz viac akceptovanou vedcami. Atóm je najmenšia časť akejkoľvek látky. Atómy teda majú veľkosť. Aká veľká je atóm?
V roku 1905 Einstein teoreticky skúmal veľkosť atómov. Na základe atómovej teórie, kinetickej teórie a údajov získaných experimentmi zistil, že priemer atómu je približne 10⁻⁶ m . Priemer atómu bol teda získaný výpočtami. Veľkosť atómu bola objavená, takže atómová teória , ako aj kinetická teória, boli uznané.