형성, 중등 교육 학교
아톰 화학 - 원자의 ... 모델. 원자의 구조
주변의 본질에 대한 생각은 오랫동안 현대 문명의 전성기 전에 인류를 방문하기 시작했다. 첫째, 사람들은 그들이 믿고, 일부 높은 전력의 존재에 대해 추측 전체 존재 소정있다. 그러나 곧, 철학자와 사제들은 실제로 존재의 매우 원단 무엇인지의 사실에 대해 생각하기 시작했다. 이론은 설정하지만, 역사적 관점에서 원자 지배적이되었다되고있다.
원자 이론의 창시자
처음 화학 수업은 어디를 시작? 원자의 구조 - 주요 주제이다. 당신은 단어 "원자" "불가분"로 그리스어에서 번역 기억 수도 있습니다. 지금, 많은 역사가 가장 먼저 데모크리토스, 존재하는 모든 것을 구성하는 작은 입자의 일부를했다 이론을 제안 있다고 생각합니다. 그는 기원전 5 세기에 살았습니다.
불행하게도,이 뛰어난 사상가의 거의 아무것도 알 수 없습니다. 그것은 우리에게 그 시대의 서면 소스에 도달하지 않았다. 때문에 자신의 시간, 아이디어의 가장 위대한 학자, 우리는 아리스토텔레스, 플라톤과 다른 그리스 사상가의 작품에서만 배울 수있다.
그래서 우리의 테마 - "원자의 구조." 화학에서, 모든 높은 평가를했지만, 많은 고대 과학자의 모든 결론은 전적으로 추론에 내장 된 기억. 데모크리토스는 예외가 아니었다.
나는 데모크리토스를 권유로?
그의 논리는 매우 간단하지만, 동시에 화려한. 당신은 세계에서 가장 날카로운 칼을 가지고 상상해보십시오. 당신은 예를 들어, 사과를 받아, 다음 그것을 잘라 시작 : 한마디로 ... 다시 나누고, 두 부분을 분기에, 조만간 당신은 이미 불가능하다 그들을 분열을 계속 두께의 빈약 한 조각을 얻을 것이다. 여기 원자는 불가분의 것이다. 화학,이 주장은 거의 19 세기 말에 충실 간주됩니다.
데모크리토스에서 현대 아이디어
소우주의 고대 그리스 개념에서 하나 개의 단어 "원자"남아 있음을 주목해야한다. 이제 모든 학생은 우리 주변의 세계가 훨씬 더 근본적이고 벌금 구성되어 있음을 알고있다. 또한, 현대 과학의 관점에서, 데모크리토스의 이론은 없다 전혀 증거에 의해 지원되는 순수 가상 계산,보다 더 아무것도 없었다. 그러나 이러한 일에는 전자 현미경 없었다, 그래서 사상가가 발생하지 않았을에서 다른 방법으로 그것을 증명.
데모크리토스는 화학자에 바로 거기에 실제로하는 첫 번째 의혹. 그들은 신속하게 물질의 많은 반응 중에 간단한 구성 요소로 분해 것을 발견했다. 또한, 이러한 과정의 심각한 화학 규칙 성을 가져왔다. 수소 - 그래서, 그들은 팔 대량의 산소 비율과 물에 대한 하나 걸리는 것으로 나타났습니다 (아보가드로의 법칙).
중세 시대에, 데모크리토스, 유통 및 개발의 이론을 포함한 모든 유물 론적 교리는 전혀 가져올 수 없습니다. 만 18 세 세기에 과학자들은 다시 한 번 원자 이론에 돌아왔다. 그 때까지는 화학자 라부아지에, 우리의 위대한 M. V. 로모 노 소프 재능 영어 물리학 D. 달튼 (우리가 별도로 논의 할 것이다), 설득력있게 자신의 동료에게 증명하고 원자의 현실. 그것도 오랫동안 계몽 된 18 세기 원자 이론에 그 당시의 많은 뛰어난 마음이 심각하게 고려한다고 강조한다.
무엇이든 그것은했지만, 그는 하나와 불가분의 입자, 모든 것의 기초를 간주으로도이 위대한 과학자들은 아직 원자 구조의 이론을 제시하지 않았습니다.
불행하게도, 화학 실험은 분명히 다른 물질로 일부 원자의 변환의 현실을 입증 할 수 없었다. 그러나 원자의 구조를 연구의 기초 과학 정밀 화학이었다. 원자와 분자는 현대 과학을 상상하는 것은 불가능하다없이 오랜 시간, 화려한 러시아 과학자, 연구되어왔다.
교리 D. I. Mendeleeva
그러나 Mendeleyev의 교리는 이들에뿐만 아니라 유용합니다. 아직 불분명하다 정확히 어떻게 다른 화학 원소의 형태로 원자. 그러나 위대한 러시아 과학자들은 예외없이, 서로 밀접하게 관련되어, 그들은 모든 것을 결정적으로 입증 할 수 있었다.
열기 달튼
그러나 다수의 분산 된 데이터 이름이 영원히 법 자체의 발견에 각인되어있을 경우에만 돈 달튼 해석 할 수있다. 일반적으로, 과학자들은 가스의 동작을 연구했지만, 이익의 범위가 훨씬 넓은이었다. 1808 년에 그는 그의 새로운 기초 작업을 출판하기 시작했다.
그것은 달톤 각 화학 소자는 특정 원자에 해당하는 것으로한다. 그러나 과학자들은 그 전에 데모크리토스 여러 세기로, 여전히 완전히 분리 될 수 있다고 믿었다. 많은 초안에서 개략 도면이되는 원자 간단한 펠릿 형태로 표현. 2,500 년 전에 시작된이 아이디어는, 현재까지 거의 지속! 그러나, 상대적으로 최근에는 원자의 정말 깊은 구조를 발견되었다. 화학 (특히 9 학년) 오늘날에도 크게 먼저 18 세기에 표명 된 아이디어에 의해 유도된다.
원자의 정제의 실험 확인
한계가있는 이상 아무것도 없다 - 그러나 대부분의 과학자들은 19 세기 말에 원자 업 믿었다. 그들은 모든 창조의 기초가 정확히이라고 생각했다. 이것은 다양한 실험에 의해 촉진되었다 하나는 말할 수 어떤하지만, 물질의 원자 비율이 단순히 화학을 설명 할 수없는 절대적으로 아무것도 발생하지 않았지만 무엇을 변경하는 것은, 단지 분자이다. 탄소 원자의 구조는, 예를 들어, 심지어 다른 동소체 상태에서 완전히 변하지 않는다.
즉, 오랜 시간 동안, 적어도 간접적으로 좀 더 근본적인 입자가 있다는 일부 과학자의 의심을 확인 실험적 데이터가 전혀 없었다. 단지 19 세기가 일정 조건 하에서 하나 개의 원소의 원자가 다른으로 변형 될 수 있다는 나타났다합니다 (큐리의 경험하지 적어도 감사)이다. 이 발견은 우리 주변의 세계에 대한 현대적인 아이디어의 기초를 형성한다.
건포도와 푸딩
1897 년, 조지. 톰슨, 영국의 물리학 자, 그것은 어떤 원자에 그는 또한 "전자"라는 음으로 대전 된 입자의 일정 금액이 있음을 발견했다. 이미 1904 년, 과학자는 더 나은 지정 "자두 푸딩"에 알려진 최초의 원자 모델을 만들었습니다. 이름은 매우 정확하게 본질을 반영한다. 화학에서 원자의 톰슨의 이론을 바탕으로 -이 균일하게 분포 충전 및 전자와 "용기"입니다.
이 모델도 20 세기에 순환이라고합니다. 나중에 그것이 절대적으로 잘못된 것을 밝혀졌다. 아직도, 그것은 매우 간단하고 명확 원자의 모델을 제공하고, 주변의 소우주를 다시 인간 (그리고 과학적 기준) 최초의 의식적인 시도였다.
실험 퀴리
부부가, 피에르 것으로 생각된다 마리야 Kyuri가 원자 물리학의 기초를 놓았다. 물론, 사실 천재의이 사람들의 기여는 자신의 건강과 생명을 희생 과소 평가 될 수 없다, 그러나 그들의 경험은 훨씬 더 근본적인 있었다. 거의 동시에 러더퍼드 함께 그들이 그 원자 입증 - 훨씬 더 복잡하고 이종 구조이다. 그들이 탐구 방사능의 현상은, 그게과 이야기에 관하여이다.
"행성"접근 방식
마지막 러더퍼드 중금속 원자 포격 α 입자 (완전히 이온화 헬륨)를 확인하기로했다. 과학자는 한 번 빛 전자가 입자 운동의 궤도를 변경할 수 없습니다 제안했다. 따라서, 분산액은 원자핵에 포함될 수있다 일부 탄화수소 성분이 발생할 수있다. 즉시, 우리는 원래 러더 포드는 "푸딩"이론을 변경 주장하지 않았다 있습니다. 원자의이 모델은 완벽한 여겨졌다.
따라서 대부분은 입자의 얇은 층을 통과 문제없이 실행되면 놀 아니라고 초래한다. 그건 그냥 곧 헬륨 원자의 일부가 30 ° 편향되었다는 것을 분명 해졌다입니다. 그것은 그 당시 화학에서 무슨 말을하지 않았다. 톰슨 원자에 따른 조성물은 전자의 균일 한 분포를 가정한다. 그러나 이것은 관찰 된 현상에 분명히 반대입니다.
그것은 매우 드물지만 일부 입자는 각도도 180 °로 날아 갔다. 러더 포드는 깊은 혼란에 있었다. 결국, 그것은 급격하게 고르게 분포 (톰슨의 이론에 따르면) 있어야했다 충전을 "푸딩"모순. 따라서, 이온화 된 헬륨을 물리 칠 수있는 고르지 충전 사이트는 결석했다.
어떤 결론 러더 포드 온?
이러한 상황은 원자는 대부분 비어 있음을 생각하는 과학자를 묻는 메시지 만 센터는 양전하와 일부 교육에 초점을 - 커널. 그리고 거기 원자의 행성 모델 은 다음을 가정한다 :
- 이미 상기 한 바와 같이, 이는 코어의 중앙 부분에 위치하고 있으며, (원자 자체의 크기를 기준으로)의 부피는 무시할 수있다.
- 거의 모든 원자 질량뿐만 아니라 모든 양전하가 핵에서 발견된다.
- 전자는 주위 회전. 그들의 수는 양전하와 동일한 것이 중요합니다.
역설 이론
물론, 그런 일이 현실에서 일어나고되지 않습니다. 방사능은 사라하지 않을 것이다 항에있어서, 모든 원자뿐만 아니라, 아주 저항하지만, 꽤 시간 제한이있을 수 있습니다. 이러한 차이는 미생물의에 우리는 고전 역학의 관점에서 유효한 법률을 적용하려고하는 사실에 의해 설명된다. 그들은 현상이 전혀 적용되지 않습니다 원자 규모로 밝혀졌다. 그리고 원자 (화학, 11 학년) 교과서 저자의 구조가 간단한 단어에 가능한 한 많이 설명하려고하기 때문이다.
보어의 교리
덴마크어 물리학 자 닐스 보어 소우주에서 같은 법률의 적용을받을 수 없음을 입증되었습니다의 규정은 거시적 인 객체에 대한 유효합니다. 의 축소판 전적으로 양자 법률에 의해 "인도"그의 생각이었다. 물론, 그때에는 양자 이론 자체가 없었다, 그러나 보르 실제로 그가 러더 포드의 이론에 따르면 "거주"의 경우는 필연적으로 살해 것 원자를 "저장"는 세 가지 가설의 형태로 자신의 생각을 표현하는 그녀의 조상을 시작했다. 그것은 데인 모든 양자 역학의 기초이 이론이었다된다.
보어의 가설
- 이 중 첫 번째는 원자력 시스템은 특정 원자의 상태 일 수있다 판독하고, 에너지 (E)의 그들 각각의 일정한 특성 값. 원자의 정지 상태 (자동), 그 다음 방출 경우는 없습니다.
- 두 번째 가정은 광 에너지의 방출이 더 완만에서만 에너지를 가진 상태에서 전환하는 경우에 발생하는 것을 말한다. 따라서, 방출 된 에너지는 두 정지 상태 사이 값의 차이와 동일하다.
원자의 닐스 보어
과학자는 준 고전 이론에 의해 1913 년에 제안했다. 그것의 기초에 그는 물질의 원자를 설명 직전 러더 포드의 행성 모델을 마련하는 것이 주목할 만하다. 그것의 기초가 시간에 따라 전자가 원자의 표면에 가을해야합니다 것을 가정 하였다 : 우리는 이미 고전 역학 계산 러더 포드는 달리 것을 말했다.
이 모순을 "돌아 다니기"하기 위해, 과학자는 특별한 입장을 발표했다. 그것의 본질은 전자는 특정 궤도에 이동 할 수 있습니다 (자신의 몰락으로 이어질했는데) 에너지를 방출 사실에있다. 그들의 다른 궤도로 이동할 때 주장 화학 원자는 수동적 인 상태로 남아있다. 보어의 이론에 따르면, 이러한 궤도는 플랑크 상수 동등했다 이러한 양적 점 이동한다.
원자 구조의 양자 이론
전자 자체 1. 우선, 이원성 (미립자 파장 특성). 간단히 말해, 입자는 작동 방법 재료 객체 (미립자) 및 파 등. 입자와 같은 특정 충전 및 질량을 가지고있다. 고전 파도 공통 회절에 전자 기능. 이 같은 파장 (λ)와 입자 속도 (V)는 특별한 드 브로이 관계에 의해 서로 연결될 수 : λ = H / MV. 당신이 추측 할 수 있듯이, 해요 - 전자의 질량을.
절대 정밀도로 측정 할 수있는 2 좌표 및 입자 속도는 절대적으로 불가능하다. 보다 정확하게 속도에서 더 큰 불확실성, 조정 결정했다. 그러나 반대의 경우도 마찬가지로. 이 현상은 다음과 같은 관계가 표현 될 수 하이젠 베르크 불확실성을 호출 : ΔX는 m ∙ ΔV> Z / 2 ∙. 델타 X (ΔH)의 불확실성은 위치의 공간 좌표를 나타냈다. 따라서, 델타 V (ΔV)는 속도 오차를 나타낸다.
이전에 대중적인 신념 3.는 달리, 전자는 레일 기차로 엄격하게 정의 된 궤도를 통과하지 않습니다. 양자 이론은 전자가 공간의 임의의 지점에있을 수 있다고하지만,이 확률은 각각의 세그먼트에 대해 상이하다.
직접 확률이 최대 인 원자핵 주위 공간의 일부는 궤도라고 부른다. 이러한 관점에서 연구 원자의 전자 껍질의 현대 화학 구조. 물론, 학교는 대부분 현실에서, 그들은 매우 다른 차이, 수준을 통해 전자의 정확한 분포를 가르쳐되지만.
4. 코어 핵자 (양성자와 중성자)의 원자를 포함한다. 주기율표의 원소의 일련 번호는 양성자 핵의 수를 나타내고, 양성자 및 중성자의 합은 원자량 같다. 여기에 오늘의 원자 핵 화학의 구조를 설명하는 방법은 다음과 같습니다.
양자 역학의 창시자
지금까지이 계획에서와 같은 화학 갔다? 마지막으로 기본 입자의 존재의 현실을 인정 많은 단지 1947 년 : 원자의 화학 구조는 그 년의 대부분은 아주 간단 여겨졌다.
어떤 결론
당신이 만들 때 이러한 모든 과정은 복잡한 계산의 사용 만 계산 될 수 있기 때문에 일반적으로, 양자 이론은 수학자하지 않았다. 그러나 주요 어려움은 시점이 아니다. 모든 현대적인 과학 기술에도 불구하고,뿐만 아니라 상상력뿐만 아니라 우리의 감각에 사용할 수있는이 이론에 의해 설명하는 프로세스.
그들은 우리가 대우주에서 관찰 모든 현상을 좋아하지 않았다으로 어떤 사람도, 심지어는 소우주에서 프로세스를 상상할 수 없습니다. 그냥 생각 : 최신 발견은 쿼크, 중성미자 등의 기본 입자가 구 차원에 존재한다고 가정 할 이유를 (!). 한 사람이 3 차원 공간에 살고있는 것처럼, 심지어 약 자신의 행동을 설명 할 수 있습니까?
지금이 순간, 우리는 단지 수학 아마도, 마이크로 세계의 시뮬레이션에 사용됩니다, 현대 컴퓨터의 힘에 의존 할 수 있습니다. 크게 도움이 화학 : 원자 구조는 확실히이 분야에서 일하는 최근 과학자 후, 수정 될 것입니다, 화학 결합의 새로운 유형의 발견을보고했다.
원자의 구조의 현대적인 개념
주의 깊게 위의 내용을 모두 읽는다면, 당신은 아마 자체가 문제 원자의 구조에 어떤 오늘날의 사진을 말할 수있을 것입니다. 그러나 우리는 설명 할 것입니다 : 그것은 다소, 러더 포드의 이론을 수정 닐스 보어의 귀중한 교훈에 의해 보충된다. 간단하게 말해서, 오늘날 전자가 중성자와 양성자로 구성되어 핵 주위 혼란, 흐린 경로에 이동하는 것이 고려된다. 전자는 발생 가능성이 가장 높은 한 주변의 공간의 일부는 궤도라고 부른다.
이 수는 없지만 미래의 원자 구조에 대한 우리의 이해를 변경하는 방법을 정확하게 말할 수 있습니다. 매일 과학자들은 소우주의 신비에 침투에서 작업하는 다음 LHC (강 입자 충돌기), 물리학 노벨상 -이 모든 설문 조사 데이터의 결과이다.
그러나 지금도 우리는 상상 여전히 원자를 숨기는 것의 대략적인 사진 수 없습니다. 그것은 분명 해당 소우주의 규모에 원자 자체 - 거대한 아파트 건물, 우리가 완전하게 그렇다하더라도 1 층을 제외하고 조사하고있는. 거의 매년 개방의 가능성에 점점 더 많은 새로운 기본 입자에 대한 보고서가 있습니다. 원자의 연구의 과정이 완전히 종료 될 때, 하나의 오늘을 예측 수행하지 않습니다.
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