Material om atomteori och kinetisk teori
I tusentals år trodde de gamla grekerna att varje rent ämne (t.ex. rent guld, rent järn 😉, etc.) bestod av atomer. Enligt dem, om ett rent ämne skars i små bitar, så skars dessa små bitar igen, sedan skars igen ... och så vidare, skulle det finnas en minsta bit som inte kunde klippas ytterligare. Den minsta biten som inte kunde klippas ytterligare kallades en atom. Atom betyder "kan inte delas" (på grekiska).
Vid den tiden trodde man att atomer var odelbara. Senare upptäckte dock forskare elektroner och atomkärnor (protoner och neutroner), vilket motbevisade uppfattningen att atomer var odelbara . Atomer består av elektroner (negativt laddade) och en kärna. Elektroner kretsar kring kärnan. Inuti kärnan finns protoner (positivt laddade) och neutroner (neutrala, vilket betyder att de inte har någon laddning).
Det finns en annan teori som kallas kontinuitetsteorin (kontinuerlig = pågående). Denna teori menar att ren materia kan delas upp i oändlighet. Enligt denna teori finns det inget sådant som den minsta biten. Den minsta biten kan vidare delas upp i mindre bitar, och så vidare, i oändlighet.
Av dessa två teorier, vilken är korrekt? Atomteorin eller den kontinuerliga teorin?
Inom fysiken är vilken teori som helst vetenskapligt accepterad om den kan bevisas experimentellt. Under 18- , 19- och 20 -talen , genom experiment utförda av forskare, bevisades atomteorin vara korrekt.
Först, förstå följande förklaring. Grundämnen är rena ämnen som inte kemiskt kan delas in i andra ämnen, till exempel guld (Au), järn (Fe), koppar (Cu), zink (Zn), natrium (Na), kalcium (Ca), klor (Cl), kväve (N), syre (O), väte (H), etc. Förutom grundämnen finns det även föreningar. Föreningar är sammansatta av grundämnen. Eftersom de är sammansatta av grundämnen kan föreningar fortfarande delas in i grundämnen. Ett exempel på en förening är vatten.
Den minsta delen av ett grundämne är en atom, medan den minsta delen av en förening är en molekyl. Molekyler består av atomer som är bundna tillsammans . Rent guld är ett exempel på ett grundämne. Rent guld består faktiskt av guldatomer (Au). En bit järn är också ett exempel på ett grundämne. Järn består av järnatomer (Fe). Så ett grundämne är ett rent ämne som består av samma typ av atomer.
Vattnet du ofta ser, håller och dricker består av vattenmolekyler (kemisk formel H2O). Vattenmolekyler består av två väteatomer (H) och en syreatom (O).
Här är några bevis för atomteorin:
Först, lagen om konstanta proportioner.
Lagen om bestämda proportioner säger att när grundämnen kombineras för att bilda föreningar, har de resulterande föreningarna samma massförhållande. Till exempel salt... Saltet vi ser är en förening som består av saltmolekyler (kemisk formel NaCl). Naturligtvis bildas saltmolekyler alltid av 23 delar natrium (Na) och 35 delar klor (Cl).
Den kontinuerliga teorin kan inte förklara det , men atomteorin kan . Enligt atomteorin är atomer den minsta delen av ett grundämne , så atomer har massa . Jämförelsen av massorna hos de grundämnen som bildar en förening är säkerligen relaterad till de relativa massorna hos de atomer som bildar grundämnet. Baserat på mängden av varje grundämne som bildar föreningen bestämmer forskare atomens relativa massa. Den sägs vara relativ eftersom den relativa massan av en atom i ett grundämne jämförs med den relativa massan av atomen i ett annat grundämne.
Väte är den lättaste atomen, därför används den som riktmärke. Den relativa massan av en väteatom (H) ges värdet 1. Med den relativa massan av en väteatom som riktmärke ges den relativa massan av en kolatom (C) värdet 12, den relativa massan av en syreatom (O) ges värdet 16 och så vidare (titta bara på det periodiska systemet). Den relativa massan av en kolatom = 12 betyder att massan av en kolatom är 12 gånger större än massan av en väteatom (H). Den relativa massan av en syreatom = 16 betyder att massan av en syreatom är 16 gånger större än massan av en väteatom (H).
I det internationella systemet (SI) har vi en massstandard, en platina-iridiumatom, som förvaras vid Internationella byrån för vikter och mått (Frankrike). Enligt internationell överenskommelse är massan för denna platina-iridiumatom 1 kg. Detta är standardkilogrammet. På atomskalan har vi också en andra massstandard, kol-12C-atomen. Enligt internationell överenskommelse är massan för en kol-12C-atom 1 12,0000 enhetliga atommasseenheter (u).
1 u = 1,66 x 10-27 kg.
Massan av 1 atom C kol (C) = 12,0000 u, massan av 1 atom väte (H) = 1,0078 u, massan av 1 atom syre (O) = 15,9994 u, massan av 1 atom natrium = 22,9897 u och så vidare. När det gäller atommassan kan detaljer ses i det periodiska systemet.
Förutom atommassa finns det också något som kallas molekylmassa. Molekylmassa är den totala massan av de atomer som utgör en molekyl. Till exempel är molekylmassan för ett salt (NaCl) = massan av en natriumatom (Na) + massan av en kloratom (Cl). Molekylmassan för vatten (H2O ) = massan av två väteatomer (H) + massan av en syreatom (O).
För det andra, Brownsk rörelse
Det var en gång en engelsk biolog som hette Robert Brown. Ia undersökte pollen placerat i vatten (1827). Vatten och pollen observerades att använda mikroskop.
Robert Brown kändes konstigt efter att ha sett pollenet röra sig av sig självt. Konstigt på grund av vattnet sedang tyst, mengapa Pollen rör sig. Pollens rörelseriktning är godtycklig men kontinuerlig. Ia misstänker att rörelsen är en livsform, di mana levande pollen så att det kan flytta. Men hans antagande var felaktigt eftersom små oorganiska partiklar som pollen också rörde sig när de infördes. ke i vatten. Denna typ av rörelse kallas vattenrörelse. Brodd.
Denna upptäckt kunde inte förklaras förrän den kinetiska teorin utvecklades.
Kinetisk teori
Kinetisk betyder rörelse ( grekiska ). Den kinetiska teorin säger att varje ämne består av atomer eller molekyler och att dessa atomer eller molekyler rör sig kontinuerligt på ett slumpmässigt sätt.
När atomer eller molekyler rör sig Mempunyai hastighet. Atomer eller molekyler också Mempunyai massa. Eftersom Mempunyai massa (m) och hastighet (v), då har atomen eller molekylen kinetisk energi (EK) och rörelsemängd (p). Kinetisk energi: EK = 1⁄2 mv2Medan rörelsemängden är: p = m v. Förutom rörelsemängd finns det kraft. När man rör sig finns det alltid en risk för kollision. Så kraft uppstår från förändringen i rörelsemängd under en kollision.
Vi kan säga att kinetisk teori faktiskt bygger på kinetisk energi, rörelsemängd och kraft. Dessa tre saker studeras inom ämnet rörelsedynamik (Newtons lagar, impuls och rörelsemängd). Skillnaden är att vi inom kinetisk teori tillämpar dynamik på atom- eller molekylnivå. Kinetisk teori utvecklades av Boyle (1627–1691), Daniel Bernoulli (1700–1782), Joule (1818–1889), Kronig (1822–1879), Rudolph Clausius (1822–1888) och Clerk Maxwell (1831–1879).
Existensen av denna kinetiska teori kan förklara Browns upptäckt . Enligt kinetisk teori rör sig pollen eftersom det trycks fram av snabbt rörliga vattenmolekyler. Eftersom det finns så många vattenmolekyler trycks pollenet fram från olika håll.
Baserat på lagen om bestämda proportioner och upptäckten av Brownsk rörelse har atomteorin blivit alltmer accepterad av forskare. En atom är den minsta delen av ett ämne. Således har atomer storlek. Hur stor är en atom?
År 1905 undersökte Einstein teoretiskt storleken på atomer. Baserat på atomteori, kinetisk teori och data som erhållits genom experiment fann han att en atoms diameter är cirka 10⁻⁻¹⁰⁰⁰ m . Således erhölls atomens diameter genom beräkningar. Atomens storlek hade upptäckts, så atomteorin erkändes, liksom den kinetiska teorin.