Атом құрылысы туралы реферат қазақша

Атом құрылысы қазіргі таңда өте күрделі ғылымдардың бірі болып табылады. Сонау өткен философтар Ежелгі Грекия деп болжап барлық материя әртүрлі, бірақ сатып алады сол немесе өзге де қасиеттерін байланысты оның «мәні». Олардың кейбіреулері бұл теорияға зат тұрады дәріске бөлшектер деп аталатын атомдарынан. Ғылыми негіздері атомдық-молекулярлық оқу-жаттығу қаланды кейінірек жұмыстарға орыс ғалымы М. В. Ломоносов, француз химик Л. лавуазье өзара бөліп алады және Ж. Пруста, ағылшын химик Д. Дальтона, итальяндық физика А. Авогадро және басқа да зерттеушілер.
Периодтық заңы, Д. И. Менделеев көрсетеді болуы заңды арасындағы байланыс барлық химиялық элементтері. Бұл туралы негізінде барлық атомдар жатыр нәрсе ортақ. XIX ғасырдың аяғына дейін химия орнады сенім атом бар аз бөлінбейді бәрі де қарапайым заттар. Кешіріңіз, бұл кезде барлық химиялық өзгерістері және бұзылады құрылады тек молекулалар, атомдар, сол өзгеріссіз қалады мүмкін емес дробиться. Және ең соңында XIX ғасырдың соңында жасалды ашу көрсеткен, құрылыс күрделілігі атом және айналдыру мүмкіндігі атомдар бір басқа.
Бұл итермеледі білім беру және дамыту бөлімінің химия «атом Құрылысы». Бірінші көрсете отырып құрылымы күрделі атом — тәжірибелерді зерделеу бойынша катод сәулелерінің кезінде туындайтын электрлік разрядта, қатты разреженных газдардағы. Бақылау үшін осы сәулелер шыны түтіктер, оған впаяны екі металл электрод, выкачивается мүмкіндігінше барлық ауа, содан кейін өткізіледі арқылы одан жоғары кернеулі ток. Мұндай жағдайларда катодты түтіктер перпендикуляр және оның бетіне қолданылады «көрінбейтін» катодты сәулелер туғызатын жарқын жасыл шуақ жерде, қайда түседі. Катодты сәулелер қабілетіне ие, қозғалысқа келтіру. Олардың жолында оңай қозғалатын дененің откланяются өзінің бастапқы жолдары магнит және электр өрісінде (соңғы жағына оң зарядталған пластиналар). Қолданысқа катод сәулелерінің анықталса ғана ішіндегі түтікшелер, өйткені шыны үшін непроницаемо. Қасиеттерін зерттеу катод сәулелерінің жасасуға әкелді, олар тұрады дәріске бөлшектердің көтергіш теріс заряд және летящих жылдамдықпен достигающей жартысынан жылдамдығы света. Сондай-ақ, анықтай алдық массасын және көлемін, оларды зарядтау. Массасы әрбір бөлшектер теңелді 0,00055 көміртегі бөлшектер бар. Заряды тең 1,602 10 минус 19 дәрежесі. Әсіресе, тамаша, массасы бөлшектің шамасы, олардың зарядына байланысты емес бірде-табиғаттан газ қалатын тұтқасы да заттар оның жасалған электродтар, не басқа жағдайларын тәжірибе. Бұдан басқа, катодтық бөлшектер белгілі ғана заряженном жай-күйі және болуы мүмкін жоқ, өз зарядтардың болуы мүмкін басқа нәрсеге айналдырылған » электронейтральные бөлшектер: электр заряды құрайды, ең мәні олардың табиғат. Бұл бөлшектер алды атауы электрондар. Бұл катод трубках электрондар бөлектенеді катодты әсерінен электрлік заряд. Бірақ олар пайда болуы мүмкін және тыс жерде, кез келген байланысты электрлік зарядпен. Осылайша, мысалы, кезінде электрондық эмиссия металдар испускают электрондар; фотоэффекте көптеген заттар, сондай-ақ тастайды электрондар. Бөлу электрондардың ең алуан түрлі заттармен көрсетеді бұл бөлшектер құрамына кіреді барлық атомдар; демек атомдар болып табылады күрделі құрылымдар салынған астам ұсақ «құрамдас бөліктері».
Құрылысын зерттеу атом іс жүзінде басталды 1897-1898 жж. соң, біржола орнатылды табиғат катод сәулелерінің ретінде ағыны электрондар анықталды. шамасы заряды мен массасы электрона. Факт бөлу электрондардың ең алуан түрлі заттармен приводил деген тұжырымға электрондар құрамына кіретін барлық атомдар. Бірақ атом белгілі электрлік жақтардан бейтарап, осы келсек, оның құрамына кіруі тиіс тағы бір құрамдас бөлігі, уравновешивавшая сомасы теріс зарядтар электрондар. Бұл оң заряженная бөлігі атом ашылып, 1911 ж. Резерфордом зерттеу кезінде қозғалыс
a-бөлшектер газдардағы және басқа да заттар.
Резерфорд Эрнест (1871-1937)
a — бөлшектер, выбрасываемые заттармен белсенді элементтерін білдіреді оң зарядталған гелий иондары, қозғалыс жылдамдығы жететін 20000 км/сек. Арқасында осындай үлкен жылдамдығы a-бөлшектер, пролетая ауа арқылы және бетпе-бет келген молекулалар, газдар, выбивают оның элементтері. Молекулалар жоғалтқан электрондар айналады заряженными оң, выбитые сол электрондар дереу қосылады басқа молекулам, заряжая олардың теріс. Осылайша, ауада жолындағы a-бөлшектер түзілетін оң және теріс зарядталған иондар газ. Қабілеті а-бөлшектердің ионизировать ауа қолданылды ағылшын физик Вильсоном жасау үшін көрінетін жол қозғалысының жеке бөлшектердің және суретке түсіру.
Кейіннен аппараты түсіру үшін бөлшектердің атауын алды камера Вильсон. (Бірінші тректі детектор зарядталған бөлшектердің. Шығарылғанда С. Вильсоном 1912. Қолданысқа Вильсон камерасының негізделген конденсация пересыщенного бу (құру ұсақ капелек сұйықтық) ионах туындайтын бойымен іздің (трек) зарядталған бөлшектер. Одан әрі вытеснена басқа трековыми детекторларымен.)
Зерттей жолында қозғалыс бөлшектердің көмегімен камера, Резерфорд байқаған, камерада олар бір-біріне параллельді (жолдары), өтуі кезінде сәулесі параллель сәулелер қабаты арқылы газ немесе жұқа металл пластинку, олар шығып емес, параллель, ал бірнеше тарайды, т. е. жүреді ауытқуы бөлшектердің, олардың бастапқы жолдары. Кейбір бөлшектер кері қайтарылған өте қатты, кейбір мүлдем өтетіндей шебер пластинку.
Моделі атомның Бор-Резерфорд
Осы бақылаулар, Резерфорд ұсынды өз схемасын құрылыстар атомның: орталықта атом орналасқан оң ядро, оның айналасында әр түрлі орбиталям айнала теріс электрондар. Орталықтан тебетін күш пайда болған кезде олардың айналу ұстап, оларды өз орбиталях бермейді атындағы улететь. Бұл модель атомның оңай түсіндіреді құбылыс ауытқу a — бөлшектер. Мөлшері ядро мен электрондардың салыстырғанда өте аз өлшемдері барлығы атом айқындалатын орбитами неғұрлым қашық орналасқан ядро электрондар; сондықтан көпшілігі a-бөлшектер пролетает арқылы атомдар жоқ, елеулі ауытқулар. Тек жағдайларда, a-бөлшектер өте жақын жақындап өзегіне, электр отталкивание туғызады күрт ауытқуы оның бастапқы жолдары. Осылайша, зерттеу шашырау a-бөлшектер положило начало ядролық теориясы және атом физикасы. Міндеттерінің бірі алдында тұрған құрылысының теориясымен атом басында оның даму, шамасын анықтау, зарядтың ядроның әр түрлі атомдар. Өйткені, атом тұтас алғанда электрлік жақтардан бейтарап болса, анықтап, заряд ядро еді белгіленсін саны мен айналадағы ядро электрондар. Бұл мәселені шешуге осы үлкен көмек көрсетті спектрлерін зерттеу рентген сәулелерінің. Рентген сәулелері пайда соққы кезінде тез летящих электрондар туралы қандай да бір қатты дене және өзгеше сәулелер көзге көрінетін жарықтың тек айтарлықтай аз толқын ұзындығы. Ал қысқа жарық толқыны бар, ұзындығы 4000-ға жуық ангстремов (күлгін сәулесі), толқындар ұзындығы рентген сәулелерінің жатыр шегінде 20-дан 0,1 ангстрема. Үшін спектрін рентген сәулелерінің, пайдалануға болмайды кәдімгі призмой немесе дифракциялық тор. (Дифракциялық ТОР, оптикалық аспап; жиынтығы үлкен санының параллель саңылаулар да непрозрачном экранда немесе көрсететін айна жолақтардың (сызықтар), равноотстоящих бір бірінен жүргізілетін дифракциясы. Дифракциялық тор қарттар падающий оған байламы жарықтың спектрі, ол пайдаланылады спектрлік аспаптар. )
Үшін рентген сәулелерінің адамға тор өте көп бөлінулер бір миллиметр (шамамен 1 млн./1мм.). Осындай торды қолдан дайындауға мүмкін емес. 1912 ж. швейцариялық » физика Лауэ туындаған ой пайдалануға кристалдар ретінде дифракциялық торлар үшін рентген сәулелерінің.
Кристалл моделі
Упорядоченное орналасуы атомнан кристалда және шағын, олардың арасындағы қашықтық бермеген себеп болжауға ретінде кристалдар және подойдут рөліне талап етілетін дифракциялық торлар.

Тәжірибе жинайды растады болжам Лауэ, көп ұзамай алдық салу құралдары, берген мүмкіндігін спектрі рентген сәулелерінің барлық дерлік элементтер. Алу үшін рентген спектрлерін антикатод рентген трубках жасайды басқа металл спектрі болып келеді, немесе сол жағады байланысы зерттелетін элемент. Экран үшін спектрін қызмет етеді фотоқағаз; кейін көріністері онда көрінетін барлық желісі спектрін. 1913 ж. ағылшын ғалымы Мозли зерттей отырып, рентгендік спектрлер тауып арасындағы арақатынас длинами толқын рентген сәулелерінің және реттік нөмірлері тиісті элементтерін — бұл деп аталады заңының Мозли мүмкін былайша тұжырымдалған: Тамыры тік төртбұрышты келген кері мәндері толқын ұзындықтары бар сызықтық байланысты элементтердің реттік нөмірлерінің.
Тағы жұмыстарды Мозли кейбір ғалымдар деп болжап реттік нөмірі элемент көрсетеді саны ядро зарядтарының оның атом. Сонымен қатар Резерфорд зерттей отырып, сіңуін a-бөлшектер арқылы өту кезінде жұқа металл пластинка, выяснил, егер заряд электрона қабылдауға бірлігіне, онда выражаемый осындай бірліктерде заряд ядро шамамен жартысына тең атомдық салмақты элемент. Реттік нөмірі бойынша өте қарай жеңіл элементтердің де тең шамамен жартысында атомдық салмағы. Все вместе взятое әкелді деген қорытындыға Заряд ядро сан жағынан тең реттік нөмірі элемент. Осылайша, заң Мозли анықтауға мүмкіндік береді заряд атом ядроларының. Осылайша, байланысты бейтараптық атомдар, орнатылды және саны, электрондардың, айналмалы ядросының айналасында в атоме әрбір элемент. Атомның ядролық үлгісі Резерфорд өзінің одан әрі дамыту арқасында жұмыстар Нильс Бор, ілім құрылысы туралы атом тығыз байланысады оқу-жаттығу, шығу тегі және эволюциясы туралы түсінік.

Бор (Bohr) Нильс Хенрик Давид (1885-1962)
Сызықтық спектрлер алынады ыдырауы кезінде жарық испускаемого раскаленными буларымен немесе газдарымен. Әрбір элементке жауап беруші өзінің спектрі, отличающийся от спектрлерін басқа да элементтер. Көптеген металдардың береді өте күрделі спектрлер бар үлкен желілер саны (темірге дейін 5000), бірақ кездеседі және салыстырмалы қарапайым спектрлері.
Дамыта отырып, ядролық теориясын Резерфорд, ғалымдар келді ой, ол күрделі құрылымы линейчатых спектрлерін негізделген болып жатқан ішіндегі атомдардың ауытқуы, электрондардың. Теориясы Резерфорд, әрбір электрон ядро айналасында айналады, әрі тартылыс күші ядро уравновешивается центрден тепкіш күшпен кезінде пайда болатын айналу электрона. Айналдыру электрона мүлдем ұқсас, оның тез және тұрақсыз болып тұр шақыруға тиіс испускание электромагниттік толқындар. Сондықтан, болжауға болады айналатын электрон шығаратын жарық белгілі бір толқын ұзындығы байланысты жиілік айналымы электрона бойынша орбитада. Бірақ, излучая жарық, электрон жоғалтады, өзінің энергиясын, нәтижесінде бұзылған тепе-теңдік арасында, олар мен өзегі; қалпына келтіру үшін тепе-теңдік электрон тиіс бірте-бірте жүре жақын өзегіне, әрі сол бірте-бірте өзгеріп отырады өтініш беру жиілігі электрона мен сипаты, испускаемого атындағы жарық. Соңында, исчерпав барлық энергияны электрон тиіс «құлап» ядро және сәуле жарық тоқтатылады. Егер, шын мәнінде, болды, мұндай үздіксіз қозғалысын өзгерту электрона, онда спектр получался еді әрқашан үздіксіз емес, күн сәулесі белгілі бір толқын ұзындығы. Сонымен қатар, «падение» электрона » ядро білдірген еді бұзылуы атом және тоқтату, оның тіршілік ету. Осылайша, теориясы Резерфорд болатын бессильна түсіндіру ғана емес, заңдылықтары бөлу
Планк (Planck) Макс
(1858-1947)
желілерін спектрін де, өзі тіршілігін линейчатых спектрлерін. 1913 жылы Бор ұсынды соядан теориясын құрылыстар атом, оған арқасында үлкен өнермен келісу спектрлік құбылыстар ядролық моделі атом қолданып, соңғы аталатын өлшемді квантовую теориясын сәулелену енгізілген ғылымға неміс ғалымы-физик Планком. Мәні теориясы кванттардың саяды, сәуле тудыратын энергия, испускается және поглощается емес, үздіксіз ретінде қабылданған ертерек, ал жекелеген шағын, бірақ өте аз мөлшерде белгілі бір — квантами энергиясы. Энергия қоры қиыр дене өзгереді құбылуына, квант үшін квантом; бөлшек сан кванттардың денесі мүмкін емес бірде-испускать де, жұтуы. Шамасы кванта энергиясын байланысты жиілік сәуле: көп жиілігі сәулелену көп шамасы кванта. Кванты лучистой энергии деп аталады сондай-ақ, фотонами. Қолданып кванттық ұсыну айналымына кері жаққа айналады электрондардың айналасында ядро, Бор қаланды негізіне өз теориясының өте батыл болжамдар, немесе постулаттары. Осы постулаттары және қайшы келетін заңдар классикалық электродинамика, бірақ олар тауып, өз ақтауға сол поразительных нәтижелері, оларға әкеледі, және, соның ішінде полнейшем келісімі, ол анықталса теориялық нәтижелерімен және үлкен саны эксперименттік фактілер. Постулаттары Бор мынада: Электрон болуы мүмкін жылжу емес, кез келген орбитам, ал тек осындай қанағаттандыратын белгілі бір шарттарына туындайтын теориясы кванттардың. Бұл орбитаның алды атауы тұрақты немесе кванттық орбиталар. Кезде электрон қозғалады бірі бойынша ықтимал ол үшін орнықты орбиталар, ол шығаратын. Көшу электрона бастап алыс жатқан орбитадан неғұрлым жақын жүреді потерей энергиясы. Жоғалған атомом әрбір ауысу энергиясы айналады бір квант лучистой энергии. Жиілігі беретін бұл ретте жарық анықталады радиусами, сол екі орбиталар, араларында жасалады көшу электрона. Көбірек арақашықтық орбита, онда орналасқан электрон, сол, ол ауысады, көп жиілігі сәулелену. Қарапайым бірі-атомдар болып табылады сутегі атомы; ядросының айналасында айналады, оның тек бір электрон. Негізге ала отырып, келтірілген постулаттарының, Бор рассчитал радиустары мүмкін болатын орбиталар үшін электрона және тауып, бұл болса, шаршылар натурал сандар: 1 : 2 : 3 : n Шамасы n атауын алды бас кванттық сандар. Радиусы жақын өзегіне орбитаның в атоме сутегі тең 0,53 ангстрема. Есептелген осыдан, жиілікті сәулеленудің еріп өткелдер электрона бір орбитадан басқа, тап дәлдік совпадающими жиіліктері, найденными тәжірибесіне желілер үшін сутек спектрін .Осылайша дәлелденді есептеудің дұрыстығын тексереді, орнықты орбиталар, сонымен бірге приложимость Бор постулаттарының үшін осындай есептеулер. Одан әрі Бор теориясы таратылды және атом құрылымын басқа элементтер, бірақ бұл ғұрыптардың кейбір қиындықтарға, оның жаңалығы.
Бор теориясы рұқсат беруге мүмкіндік берді, өте маңызды мәселе орналасуы туралы электрондардың атомах түрлі элементтерін орнату тәуелділігі элементтер құрылыстар электрондық қабықтарының олардың атомдар. Қазіргі уақытта әзірленді схемасын құрылымның барлық атомдар химиялық элементтер. Алайда, болуы мүмкін, бұл схема бұл тек астам немесе одан кем дәйекті гипотеза, түсіндіруге мүмкіндік беретін көптеген физикалық және химиялық элементтерінің қасиеттері. Бұрынғыдай сақтала саны электрондар, айналмалы ядросының айналасында атомы сәйкес келеді реттік нөмірі элемент периодтық жүйеде. Электрондар орналасқан топтарына, яғни әрбір қабаттың тиесілі белгілі бір толтыратын немесе қалай насыщающее оның электрондар саны. Электрондар бір қабаты сипатталады дерлік бірдей қорымен энергия, т. е. орналасқан шамамен бірдей энергетикалық деңгейде. Барлық қабық атомы ыдырайды
бірнеше энергетикалық деңгейлерін. Электрондар әрбір келесі қабаттың орналасқан жоғары энергетикалық деңгейде қарағанда электрондары алдыңғы қабатының. Ең көп электрондар саны N, келтіруі мүмкін болуы осы энергетикалық деңгейдегі сияқты удвоенному квадрату нөмірі қабаты:
N=2n*n
мұнда n-нөмірі қабаты. Сонымен қатар, саны электрондар сыртқы қабатындағы барлық элементтерін басқа, палладий, жетсе, ал соңғы — он сегіз. Электрондар сыртқы қабатын, ең қашықтағы жылғы ядро және, демек, неғұрлым тығыз байланысты өзегі мүмкін отрываться от атомы мен қосыла басқа атомам кіргенде құрамына сыртқы қабатының соңғы. Атомдар, үйінен бір немесе бірнеше электрондар айналады зарядталған оң, өйткені заряд атом ядросының сомасынан асып зарядтарды қалған электрондар. Керісінше, атомдар присоединившие электрондар айналады теріс зарядталған. Пайда болған осындай жолмен зарядталған бөлшектер, сапалы ерекшеленетін тиісті атомдар. деп аталады иондарымен. Көптеген иондары, өз кезегінде, мүмкін жоғалтып немесе присоединять электрондар, превращаясь кезде немесе электронейтральные атомдары, немесе жаңа иондары басқа зарядпен. Бор теориясы көрсеткен үлкен қызметтер физика және химия, келіп, бір жағынан, ашуға заңдарын спектроскопия және түсінігі механизм лучеиспускания, ал екінші жағынан — анықтауға құрылымының жекелеген атомдар мен белгілеу және олардың арасындағы байланыс. Алайда қалған көптеген құбылыстар, осы саладағы, түсіндіру олар Бор теориясы мүмкін емес еді.
Қозғалысы электрондардың атомах Бор атынан да қарапайым механикалық, алайда ол қиын болып табылады және ерекше. Бұл ерекшелігі болды түсіндіруге жаңа кванттық теориясымен. Осыдан қате кетті: «Карпускулярно-вролновой дуализм».
Сондықтан, электрон в атоме сипатталады:
1. Бас квантовым саны n, указывающим энергияға электрона;
2. Орбитальным квантовым саны l , указывающим сипаты орбитаның;
3. Магнитті квантовым санымен сипаттайтын ереже бұлттардың кеңістікте;
4. Және спиновым квантовым санымен сипаттайтын веретенообразное қозғалысы электрона өз осінің айналасында.

… Сонау өткен философтар Ежелгі Грекия деп болжап барлық материя әртүрлі, бірақ сатып алады сол немесе өзге де қасиеттерін байланысты оның «мәні». Ал қазір, біздің заманымызда, соның арқасында ұлы ғалым, білеміз, не шын мәнінде, ол тұрады.