DOCUMENTAREA STRUCTURII COMPLEXE A ATOMELOR
Descoperirea electronului. Primele rezultate experimentale, de la care a fost posibilă tragerea unei concluzii despre structura complexă a atomilor, despre prezența încărcărilor electrice în interiorul atomilor, au fost obținute de M. Faraday în 1883, când studiază legile electrolizei.
In 1897, JA. J. Thomson rezultat al experimentelor pentru a studia descărcării electrice în gazele rarefiate, efectul fotoelectric și emisia thermionic constatat că ciocnirea atomilor în descărcarea electrică cu plasmă, încălzire atomii substanță sau iluminare cu ultraviolete ale oricărui element chimic tras identic particule încărcate negativ. Aceste particule se numesc electroni. sarcină electrică e electronilor individuali a fost măsurat pentru prima dată în experimentele lui Robert Millikan în 1909. El a dovedit într-adevăr aceeași pentru toți electronii.
Legea periodică a lui Mendeleev. Descoperirea lui D.I. Mendeleev în 1869. Legea periodică a stabilit întrebarea fizica despre cauzele recurența proprietăților chimice ale elementelor aranjate în ordinea crescătoare a masei atomice. Era firesc să presupunem că creșterea ponderii atomilor elementelor chimice asociate cu numărul de particule care intră în compoziția lor. Repetabilitatea periodică a proprietăților chimice ale elementelor din tabel Mendeleev poate fi considerată ca o dovadă a principalelor caracteristici structura internă recurență periodică a atomilor ca numărul de particule care intră în compoziția lor.
Spectrele guvernate. Un factor important care atestă structura internă complexă a atomilor a fost descoperirea spectrelor de linie. Studiile au aratat ca atunci cand este incalzita la o temperatura ridicata, vaporii oricarui element chimic emite lumina, un fascicul ingust fiind descompus de o prisma in cateva fascicule inguste de lumina de culori diferite. Totalitatea liniilor multicolore observate în acest caz se numește spectrul de emisii determinat. Spectrul de linie al emisiei fiecărui element chimic nu coincide cu spectrul de emisie al oricărui alt element chimic.
Fiecare linie individuală din spectrul de radiații este formată din lumină cu o lungime de undă. În consecință, o sursă de lumină cu un spectru de radiații de radiație emite unde electromagnetice nu cu toate frecvențele posibile, ci numai cu câteva câteva bine definite.
Când lumina albă, cu spectru continuu, trece prin vaporii de materie, apar linii întunecate pe fundalul unui spectru de emisie continuă. Liniile întunecate sunt situate exact în acele locuri unde se observă liniile luminoase ale spectrului de radiații al unui element chimic dat. Un astfel de spectru se numește spectru de absorbție a liniei.
Liniile de absorbție a liniei indică faptul că substanța în stare gazoasă este capabilă să absoarbă radiația electromagnetică numai la frecvențe precum cele existente în spectrul de frecvențe al radiației unei substanțe date.
Lumina cu un spectru de radiație de linie este emisă de substanță în stare atomică gazoasă la presiuni scăzute, adică cu condiția ca atomii să interacționeze slab unul cu celălalt. În astfel de condiții, emisia de quanta a radiației electromagnetice este rezultatul proceselor care apar în atomii individuali.
După descoperirea electronului, legătura dintre fenomenele de radiație și absorbția luminii a devenit evidentă prin prezența electronilor în ele. Într-adevăr, lumina este undă electromagnetică. Radiația undelor electromagnetice are loc cu mișcarea accelerată a sarcinilor electrice. Se poate presupune că în coliziuni de atomi, electronii din atomi pot obține un exces de energie și apoi emit unde electromagnetice, efectuând oscilații armonice în interiorul atomilor. Diferitele lungimi de undă ale luminii emise corespund diferitelor frecvențe ale oscilațiilor electronilor din interiorul atomilor. În consecință, teoria structurii atomului ar trebui să dea metode pentru a calcula lungimile de undă în spectrul oricărui element chimic.
Radioactivitate. O altă dovadă a complexității structurii atomilor a fost descoperirea fenomenului de radioactivitate. În 1896, fizicianul francez Henri Becquerel (1852-1908) a făcut experimente cu săruri de uraniu. El a stabilit că atomii de uraniu emit radiație care este invizibilă pentru ochi, capabilă să pătrundă prin hârtie sau carton și făcând placa fotografică să se întunece.
Fenomenul emisiei de radiații invizibile prin atomi a fost numit radioactivitate (de la cuvântul "radius").
fizician polonez născut-Marie Sklodowska-Curie (1867-1934), fizician francez Pierre Curie (1859-1906) a demonstrat că radiația emisă radioactivă nu numai atomi de uraniu, dar atomii de alte elemente. Prin radiații radioactive, au descoperit două elemente chimice necunoscute anterior - radiul și poloniul.
Studiile privind radiațiile radioactive au arătat că atomii radioactivi nu emit nici unul, ci trei tipuri de radiații cu o natură fizică diferită. Aceste emisii au fost numite raze alfa, beta și gamma. Razele alfa au apărut flux de ioni de heliu, beta raze - fluxul de electroni și raze gamma - flux cuante de radiație electromagnetică cu o lungime de undă foarte scurt, de ordinul a 10 -11 -10 -13 m.
Ca urmare a dezintegrării radioactive, așa cum se arată mai întâi în 1902, savanții britanici Ernest Rutherford (1871-1937) și Frederick SODDY (1877-1956), transformarea are loc atomii de element chimic în celelalte atomi de elemente. De exemplu, un atom de uraniu, ca urmare a dezintegrării radioactive este convertit în doi atomi - atom de toriu și heliu. Descoperirea fenomenului dezintegrării radioactive a demonstrat complexitatea structurii interne a atomilor, respinge noțiunea de imutabilitatea, indestructibilității atomilor.
Experimente privind împrăștierea particulelor alfa. Progresele majore în studierea structurii atomilor au fost realizate în experimentele lui Rutherford cu privire la împrăștierea particulelor încărcate rapid pe măsură ce trec prin straturi subțiri de materie. In aceste experimente, un fascicul îngust de particule alfa emise de substanța radioactivă 1 a fost îndreptată spre placa metalică subțire plasat în spatele plăcii 2. Figura 3 acoperită cu un strat de cristale sulfura de zinc strălucire capabile sub lovituri de particule incarcate energetic (Fig. 302). S-a constatat că cele mai multe particule alfa se abate de la o cale de linie dreaptă la unghiuri mai mică de 1-2 °. Cu toate acestea, o mică parte din particulele alfa au prezentat o abatere la unghiuri mult mai mari.
Modelul atomului Rutherford. Împrăștiind particule individuale alfa la unghiuri mari de Rutherford explică prin faptul că taxa pozitivă în atom nu este distribuit uniform în raza bilă 10 -10 m, așa cum sa presupus inițial, și se concentrează într-o porțiune centrală a unui atom în dimensiuni considerabil mai mici. În această parte centrală încărcată pozitiv a atomului - nucleul atomic - aproape toată masa atomului este concentrată. Calculele Rutherford au arătat că, pentru a explica experimentele de imprastiere particulele alfa pentru a lua o rază a unui nucleu atomic de aproximativ 10 -15 m.
Rutherford a sugerat că atomul este aranjat ca un sistem planetar. Pe măsură ce în jurul Soarelui, la distanțe mari, se referă la planetă, electronii din atom se rotesc în jurul nucleului atomic. Raza orbitei circulare a electronului, care este cea mai îndepărtată de nucleu, este raza atomului. Un astfel de model atomic a fost numit un model planetar.
Modelul planetar al atomului explică legile fundamentale ale împrăștierii particulelor încărcate.
Deoarece cea mai mare parte a spațiului din atom dintre nucleul atomic și electronii din jur sunt goale, particulele încărcate rapid pot pătrunde aproape liber prin straturi destul de mari de materie care conțin câteva mii de straturi de atomi.
În cazul coliziunilor cu electroni individuali, particulele încărcate rapid se împrăștie într-un unghi foarte mic, deoarece masa de electroni este mică. Cu toate acestea, în acele cazuri rare când încărcat rapid de particule care zboară la o distanță foarte aproape de unul dintre nucleele atomice sub acțiunea unui câmp electric puternic al unui nucleu atomic al unei imprastiere particule încărcate poate apărea la orice unghi de până la 180 ° (Fig. 303).
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: