Atom teorisi ve kinetik teori

Atom Teorisi ve Kinetik Teori Malzemesi

Binlerce yıldır eski Yunanlılar , her saf maddenin (örneğin, saf altın, saf demir 😉, vb.) atomlardan oluştuğuna inanıyorlardı. Onlara göre, saf bir madde küçük parçalara ayrılırsa, bu küçük parçalar tekrar kesilirse, bu böyle devam ederse, daha fazla kesilemeyecek en küçük bir parça kalırdı. Daha fazla kesilemeyecek en küçük parçaya atom denirdi. Atom , Yunanca'da "bölünemez" anlamına gelir.

O zamanlar atomların bölünemez olduğu düşünülüyordu. Ancak daha sonra bilim insanları elektronları ve atom çekirdeklerini (protonlar ve nötronlar) keşfederek atomların bölünemez olduğu fikrini çürüttüler . Atomlar elektronlardan (negatif yüklü) ve bir çekirdekten oluşur. Elektronlar çekirdeğin etrafında döner. Çekirdeğin içinde protonlar (pozitif yüklü) ve nötronlar (nötr, yani yüksüz) bulunur.

Süreklilik teorisi (sürekli = devam eden) adı verilen başka bir teori daha var . Bu teori, saf maddenin sonsuz sayıda alt bölüme ayrılabileceğini belirtir . Bu teoriye göre, en küçük parça diye bir şey yoktur. En küçük parça daha da küçük parçalara bölünebilir ve bu böyle sonsuza kadar devam eder.

Bu iki teoriden hangisi doğrudur? Atom teorisi mi, yoksa süreklilik teorisi mi?

Fizikte, herhangi bir teori deneysel olarak kanıtlanabiliyorsa bilimsel olarak kabul edilir. 18. , 19. ve 20. yüzyıllarda , bilim insanları tarafından yapılan deneyler sayesinde atom teorisinin doğruluğu kanıtlanmıştır.

Öncelikle aşağıdaki açıklamayı anlayalım. Elementler, kimyasal olarak başka maddelere ayrılamayan saf maddelerdir; örneğin altın (Au), demir (Fe), bakır (Cu), çinko (Zn), sodyum (Na), kalsiyum (Ca), klor (Cl), azot (N), oksijen (O), hidrojen (H) vb. Elementlerin yanı sıra bileşikler de vardır. Bileşikler elementlerden oluşur. Elementlerden oluştuğu için bileşikler de elementlere ayrılabilir. Bileşiklere örnek olarak su verilebilir.

Bir elementin en küçük parçası atomdur, bir bileşiğin en küçük parçası ise moleküldür. Moleküller, birbirine bağlı atomlardan oluşur . Saf altın bir element örneğidir. Saf altın aslında altın atomlarından (Au) oluşur. Bir demir parçası da bir element örneğidir. Demir, demir atomlarından (Fe) oluşur. Dolayısıyla, bir element , aynı tür atomlardan oluşan saf bir maddedir.

Sıklıkla gördüğünüz, tuttuğunuz ve içtiğiniz su, su moleküllerinden (kimyasal formülü H2O) oluşur. Su molekülleri iki hidrojen atomu (H) ve bir oksijen atomundan (O) meydana gelir.

İşte atom teorisinin bazı kanıtları:

İlk olarak, sabit oranlar yasası.

Kesin oranlar yasası, elementler birleşerek bileşikler oluşturduğunda, ortaya çıkan bileşiklerin aynı kütle oranına sahip olduğunu belirtir. Örneğin, tuz… Gördüğümüz tuz , tuz moleküllerinden oluşan bir bileşiktir (kimyasal formülü NaCl). Doğal olarak, tuz molekülleri her zaman 23 kısım sodyum (Na) ve 35 kısım klordan (Cl) oluşur.

Süreklilik teorisi bunu açıklayamaz , ancak atom teorisi açıklayabilir . Atom teorisine göre, atomlar bir elementin en küçük parçasıdır , bu nedenle atomların kütlesi vardır . Bir bileşiği oluşturan elementlerin kütlelerinin karşılaştırılması , elementi oluşturan atomların göreceli kütleleriyle kesinlikle ilişkilidir. Bilim insanları, bileşiği oluşturan her elementin miktarına dayanarak atomun göreceli kütlesini belirler. Göreceli denmesinin nedeni, bir elementin atomunun göreceli kütlesinin, başka bir elementin atomunun göreceli kütlesiyle karşılaştırılmasıdır.

Hidrojen en hafif atomdur, bu nedenle referans noktası olarak kullanılır. Bir hidrojen atomunun (H) bağıl kütlesi 1 olarak kabul edilir. Bir hidrojen atomunun bağıl kütlesini referans alarak, bir karbon atomunun (C) bağıl kütlesi 12, bir oksijen atomunun (O) bağıl kütlesi 16 ve benzeri şekilde kabul edilir (periyodik element tablosuna bakmanız yeterlidir). Bir karbon atomunun bağıl kütlesi = 12, bir karbon atomunun kütlesinin bir hidrojen atomunun (H) kütlesinden 12 kat daha büyük olduğu anlamına gelir. Bir oksijen atomunun bağıl kütlesi = 16, bir oksijen atomunun kütlesinin bir hidrojen atomunun (H) kütlesinden 16 kat daha büyük olduğu anlamına gelir.

Uluslararası Sistemde (SI), Uluslararası Ağırlık ve Ölçü Bürosu'nda (Fransa) bulunan platin-iridyum atomu kütle standardı olarak kabul edilir. Uluslararası anlaşmaya göre, bu platin-iridyum atomunun kütlesi 1 kg'dır. Bu, standart kilogramdır. Atom ölçeğinde ise ikinci bir kütle standardı olarak karbon-12C atomu bulunur. Uluslararası anlaşmaya göre, bir karbon-12C atomunun kütlesi 12.000 birleşik atomik kütle birimidir (u).

1 u = 1,66 x 10⁻²⁷ ^kg.

1 karbon (C) atomunun kütlesi = 12,0000 u, 1 hidrojen (H) atomunun kütlesi = 1,0078 u, 1 oksijen (O) atomunun kütlesi = 15,9994 u, 1 sodyum atomunun kütlesi = 22,9897 u ve benzeri. Atom kütleleri ile ilgili detaylar periyodik tabloda görülebilir.

Atom kütlesinin yanı sıra, moleküler kütle diye bir şey daha vardır. Moleküler kütle, bir molekülü oluşturan atomların toplam kütlesidir. Örneğin, tuzun (NaCl) moleküler kütlesi = bir sodyum (Na) atomunun kütlesi + bir klor (Cl) atomunun kütlesidir. Suyun (H2O ₎ moleküler kütlesi = iki hidrojen (H) atomunun kütlesi + bir oksijen (O) atomunun kütlesidir.

İkinci olarak, Brown hareketi

Bir zamanlar Robert Brown adında bir İngiliz biyolog yaşarmış. Ia 1827'de suya konulan polenleri inceliyordu. Su ve polenler incelendi. menggunakan mikroskop. Robert Brown Polenlerin kendi kendine hareket ettiğini görünce garip hissettim. Garip olan şey suyun kendisiydi. sedang sessiz, mengapa Polen hareket eder. Polen hareketinin yönü keyfi ancak süreklidir. Ia Hareketin bir yaşam biçimi olduğundan şüpheleniyorum. mana canlı polen böylece taşınmak. Ancak varsayımı yanlıştı çünkü polen gibi küçük inorganik parçacıklar da yerleştirildiklerinde hareket ediyordu. ke Su içinde. Bu tür harekete su hareketi denir. BRown.

Bu keşif, kinetik teori geliştirilene kadar açıklanamamıştı.

Kinetik teori

Kinetik, hareket anlamına gelir ( Yunanca ). Kinetik teori, her maddenin atomlardan veya moleküllerden oluştuğunu ve bu atomların veya moleküllerin sürekli ve rastgele bir şekilde hareket ettiğini belirtir.

Hareket halindeyken, atomlar veya moleküller mempunyai hız. Atomlar veya moleküller de mempunyai kütle. Çünkü mempunyai Eğer bir atom veya molekülün kütlesi (m) ve hızı (v) varsa, o atom veya molekülün kinetik enerjisi (EK) ve momentumu (p) vardır. Kinetik enerji: EK = 1⁄2 mv². Momentum ise: p = m v. İvmenin yanı sıra, bir de kuvvet vardır. Hareket halindeyken her zaman çarpışma olasılığı vardır. Dolayısıyla kuvvet, çarpışma sırasında momentumdaki değişimden kaynaklanır.

Kinetik teorinin aslında kinetik enerji, momentum ve kuvvete dayandığını söyleyebiliriz. Bu üç şey, hareket dinamiği (Newton yasaları, itme ve momentum) konusunda incelenir. Fark şudur ki, kinetik teoride dinamikleri atomik veya moleküler seviyeye uygularız. Kinetik teori Boyle (1627–1691), Daniel Bernoulli (1700–1782), Joule (1818–1889), Kronig (1822–1879), Rudolph Clausius (1822–1888) ve Clerk Maxwell (1831–1879) tarafından geliştirilmiştir.

Bu kinetik teorinin varlığı, Brown'ın keşfini açıklayabilir . Kinetik teoriye göre, polen hızla hareket eden su molekülleri tarafından itildiği için hareket eder. Çok sayıda su molekülü olduğu için polen çeşitli yönlerden itilir .

Kesin oranlar yasası ve Brown hareketinin keşfine dayanan atom teorisi, bilim insanları tarafından giderek daha fazla kabul görmektedir. Atom , herhangi bir maddenin en küçük parçasıdır. Dolayısıyla atomların boyutu vardır . Bir atom ne kadar büyüktür?

1905'te Einstein, atomların büyüklüğünü teorik olarak inceledi. Atom teorisi, kinetik teori ve deneylerden elde edilen verilere dayanarak, bir atomun çapının yaklaşık 10⁻¹⁰ ^m olduğunu buldu . Böylece atomun çapı hesaplamalar yoluyla elde edildi. Atomun büyüklüğü keşfedilmiş oldu, böylece atom teorisi ve kinetik teori kabul görmüş oldu.