Atom nazariyasi va kinetik nazariya materiallari
Ming yillar davomida qadimgi yunonlar har bir sof modda (masalan, sof oltin, sof temir 😉 va boshqalar) atomlardan iborat deb ishonishgan. Ularning fikriga ko'ra, agar sof modda mayda bo'laklarga bo'linsa, u holda bu mayda bo'laklar yana kesiladi, keyin yana kesiladi... va hokazo, endi kesib bo'lmaydigan eng kichik bo'lak qoladi. Endi kesib bo'lmaydigan eng kichik bo'lak atom deb atalgan . Atom "bo'linib bo'lmaydi" degan ma'noni anglatadi (yunoncha).
O'sha paytda atomlar bo'linmas deb hisoblangan. Biroq, keyinchalik olimlar elektronlar va atom yadrolarini (protonlar va neytronlar) kashf etdilar va shu bilan atomlar bo'linmas degan fikrni rad etdilar . Atomlar elektronlardan (manfiy zaryadlangan) va yadrodan iborat. Elektronlar yadro atrofida aylanadi. Yadro ichida protonlar (musbat zaryadlangan) va neytronlar (neytral, ya'ni ular zaryadga ega emas) joylashgan.
Yana bir nazariya mavjud , u uzluksizlik nazariyasi (uzluksiz = davom etuvchi) deb ataladi. Bu nazariya sof materiyani cheksiz bo'lish mumkinligini ta'kidlaydi . Bu nazariyaga ko'ra, eng kichik bo'lak degan narsa yo'q. Eng kichik bo'lakni yanada kichikroq bo'laklarga va hokazo cheksiz bo'lish mumkin.
Bu ikki nazariyadan qaysi biri to'g'ri? Atom nazariyasimi yoki uzluksiz nazariyami?
Fizikada har qanday nazariya, agar uni eksperimental ravishda isbotlash mumkin bo'lsa, ilmiy jihatdan qabul qilingan hisoblanadi. 18 , 19 va 20 -asrlarda olimlar tomonidan o'tkazilgan tajribalar orqali atom nazariyasining to'g'riligi isbotlandi.
Avvalo, quyidagi tushuntirishni tushuning. Elementlar kimyoviy jihatdan boshqa moddalarga bo'linmaydigan sof moddalardir, masalan, oltin (Au), temir (Fe), mis (Cu), rux (Zn), natriy (Na), kaltsiy (Ca), xlor (Cl), azot (N), kislorod (O), vodorod (H) va boshqalar. Elementlardan tashqari, birikmalar ham mavjud. Birikmalar elementlardan iborat. Ular elementlardan tashkil topganligi sababli, birikmalarni hali ham elementlarga bo'lish mumkin. Birikmaga misol sifatida suvni keltirish mumkin.
Elementning eng kichik qismi atom, birikmaning eng kichik qismi esa molekuladir. Molekulalar bir-biriga bog'langan atomlardan iborat . Sof oltin elementga misol bo'la oladi. Sof oltin aslida oltin atomlaridan (Au) iborat. Temir bo'lagi ham elementga misol bo'la oladi. Temir temir atomlaridan (Fe) iborat. Demak, element bir xil turdagi atomlardan tashkil topgan sof moddadir.
Siz tez-tez ko'radigan, ushlaydigan va ichadigan suv suv molekulalaridan iborat (kimyoviy formula H2O). Suv molekulalari ikkita vodorod atomidan (H) va bitta kislorod atomidan (O) iborat.
Atom nazariyasining ba'zi dalillari:
Birinchidan, doimiy nisbatlar qonuni.
Aniq nisbatlar qonuni shuni ko'rsatadiki, elementlar birikmalar hosil qilish uchun birlashganda, hosil bo'lgan birikmalar bir xil massa nisbatiga ega bo'ladi. Masalan, tuz... Biz ko'rib turgan tuz tuz molekulalaridan tashkil topgan birikma (kimyoviy formula NaCl). Tabiiyki, tuz molekulalari har doim 23 qism natriy (Na) va 35 qism xlor (Cl) dan hosil bo'ladi.
Uzluksiz nazariya buni tushuntira olmaydi , lekin atom nazariyasi tushuntira oladi . Atom nazariyasiga ko'ra, atomlar elementning eng kichik qismidir , shuning uchun atomlar massaga ega . Birikma hosil qiluvchi elementlarning massalarini taqqoslash , albatta, elementni hosil qiluvchi atomlarning nisbiy massalari bilan bog'liq. Birikmani hosil qiluvchi har bir elementning miqdoriga asoslanib, olimlar atomning nisbiy massasini aniqlaydilar. Bu nisbiy deyiladi, chunki element atomining nisbiy massasi boshqa element atomining nisbiy massasi bilan taqqoslanadi.
Vodorod eng yengil atom, shuning uchun u etalon sifatida ishlatiladi. Vodorod atomining nisbiy massasi (H) 1 qiymatiga teng. Vodorod atomining nisbiy massasidan etalon sifatida foydalanib, uglerod atomining nisbiy massasi (C) 12 qiymatiga, kislorod atomining nisbiy massasi (O) 16 qiymatiga va hokazo beriladi (elementlarning davriy jadvaliga qarang). Uglerod atomining nisbiy massasi = 12 bitta uglerod atomining massasi bitta vodorod atomining (H) massasidan 12 baravar katta ekanligini anglatadi. Kislorod atomining nisbiy massasi = 16 bitta kislorod atomining massasi bitta vodorod atomining (H) massasidan 16 baravar katta ekanligini anglatadi.
Xalqaro tizimda (SI) bizda massa standarti, Xalqaro og'irliklar va o'lchovlar byurosida (Fransiya) saqlanadigan platina-iridiy atomi mavjud. Xalqaro kelishuvga ko'ra, bu platina-iridiy atomining massasi 1 kg ni tashkil qiladi. Bu standart kilogrammdir. Atom shkalasida bizda ikkinchi massa standarti, uglerod-12C atomi ham mavjud. Xalqaro kelishuvga ko'ra, bitta uglerod-12C atomining massasi 1 12,0000 birlashgan atom massa birligiga (u) teng.
1 u = 1,66 x 10 ‐27 kg.
1 C uglerod atomining massasi (C) = 12,0000 u, 1 vodorod atomining massasi (H) = 1,0078 u, 1 kislorod atomining massasi (O) = 15,9994 u, 1 natriy atomining massasi = 22,9897 u va hokazo. Atom massasiga kelsak, tafsilotlarni elementlarning davriy jadvalida ko'rish mumkin .
Atom massasidan tashqari, molekulyar massa deb ataladigan narsa ham mavjud. Molekulyar massa - bu molekulani tashkil etuvchi atomlarning umumiy massasi. Masalan, tuzning molekulyar massasi (NaCl) = bitta natriy (Na) atomining massasi + bitta xlor (Cl) atomining massasi. Suvning molekulyar massasi (H2O ) = ikkita vodorod (H) atomining massasi + bitta kislorod (O) atomining massasi.
Ikkinchidan, Braun harakati
Bir paytlar u yerda Robert Braun ismli ingliz biologi yashagan. Ia suvga solingan gulchangni tekshirayotgan edi (1827). Suv va gulchang ko'rindi foydalanish mikroskop.
Robert Brown Changning o'z-o'zidan harakatlanayotganini ko'rgandan keyin o'zimni g'alati his qildim. Suv tufayli g'alati hozirda jim, mengapa Chang harakati. Chang harakati yo'nalishi o'zboshimchalik bilan, ammo uzluksiz. Ia harakat hayot shakli ekanligiga shubha qilsa, Qayerda jonli gulchang, shuning uchun u mumkin harakatlanish. Lekin uning taxmini noto'g'ri edi, chunki chang kabi mayda noorganik zarrachalar ham kiritilganda harakatlanardi. ke suvda. Bunday harakat suv harakati deb ataladi. BRown.
Bu kashfiyotni kinetik nazariya rivojlanmaguncha tushuntirib bo'lmadi.
Kinetik nazariya
Kinetik harakatlanuvchi degan ma'noni anglatadi ( yunoncha ). Kinetik nazariya har bir modda atomlar yoki molekulalardan iborat ekanligini va bu atomlar yoki molekulalar uzluksiz ravishda tasodifiy harakatlanishini ta'kidlaydi.
Harakatlanayotganda, atomlar yoki molekulalar Mempunyai tezlik. Atomlar yoki molekulalar ham Mempunyai massa. Chunki Mempunyai massa (m) va tezlik (v) bo'lsa, atom yoki molekula kinetik energiyaga (EK) va impulsga (p) ega bo'ladi. Kinetik energiya: EK = 1⁄2 mv2Impuls esa: p = m v. Impulsdan tashqari, kuch ham mavjud. Harakatlanayotganda har doim to'qnashuv ehtimoli mavjud. Shunday qilib, kuch to'qnashuv paytida impulsning o'zgarishidan kelib chiqadi.
Kinetik nazariya aslida kinetik energiya, impuls va kuchga asoslangan deb aytishimiz mumkin. Bu uch narsa harakat dinamikasi (Nyuton qonunlari, impuls va impuls) mavzusida o'rganiladi . Farqi shundaki, kinetik nazariyada biz dinamikani atom yoki molekulyar darajaga qo'llaymiz. Kinetik nazariya Boyl (1627–1691), Daniel Bernoulli (1700–1782), Joule (1818–1889), Kronig (1822–1879), Rudolf Klauzius (1822–1888) va Klerk Maksvell (1831–1879) tomonidan ishlab chiqilgan.
Ushbu kinetik nazariyaning mavjudligi Braunning kashfiyotini tushuntirishi mumkin . Kinetik nazariyaga ko'ra, chang tez harakatlanuvchi suv molekulalari tomonidan itarib yuborilgani uchun harakatlanadi. Suv molekulalari juda ko'p bo'lgani uchun chang turli yo'nalishlardan itariladi .
Aniq nisbatlar qonuniga va Braun harakatining kashf etilishiga asoslanib, atom nazariyasi olimlar tomonidan tobora ko'proq qabul qilinmoqda. Atom har qanday moddaning eng kichik bo'lagi. Shunday qilib, atomlarning o'lchami bor . Atom qanchalik katta?
1905-yilda Eynshteyn atomlarning o'lchamini nazariy jihatdan o'rganib chiqdi. Atom nazariyasi, kinetik nazariya va tajribalar orqali olingan ma'lumotlarga asoslanib, u atomning diametri taxminan 10-10 m ekanligini aniqladi . Shunday qilib, atomning diametri hisob-kitoblar orqali olindi. Atomning o'lchami kashf etilganligi sababli , atom nazariyasi ham, kinetik nazariya ham tan olindi.