Definisyon yon atòm ak yon molekil. Definisyon atòm lan jouk 1932

Soti nan peryòd la nan antikite nan mitan 18tyèm syèk la, syans domine pa nosyon a ke yon atòm se yon patikil nan matyè ki pa ka divize. Syantis angle, osi byen ke naturalist D. Dalton te bay definisyon an atòm an kòm pati ki pi piti nan eleman chimik la. MV Lomonosov nan teyori atomik-molekilè li te kapab defini atòm ak molekil. Li te asire ke molekil yo li te rele "corpuscles" konpoze de "eleman" - atòm - epi yo nan mouvman konstan.

DI Mendeleyev kwè ke sa a sibinite nan sibstans ki sou fè mond lan materyèl konsève tout pwopriyete li yo sèlman si li pa sijè a separasyon. Nan atik sa a nou pral defini atòm la kòm yon objè nan microworld la ak etid pwopriyete li yo.

Fondamantal la nan teyori a nan estrikti a nan atòm la

Nan 19yèm syèk la, yo te jeneralman aksepte deklarasyon endividyalite atòm la. Pifò syantis yo kwè ke patikil yo nan yon eleman chimik sèl pa ka anba okenn sikonstans vire nan atòm nan yon lòt eleman. Represyon sa yo te sèvi kòm baz la sou ki te definisyon an nan atòm la ki baze jouk 1932. Nan fen 19yèm syèk la, dekouvèt fondamantal yo te fè nan syans ki chanje pwen de vi sa a. Premye a tout, an 1897, fizisyen angle D. J. Thomson te dekouvri yon elèktron. Reyalite sa a radikalman chanje lide yo nan syantis sou endivizibilite nan pati nan konstitiyan nan yon eleman chimik.

Ki jan yo pwouve ke se yon atòm konplike

Menm anvan dekouvèt la nan elèktron a , syantis unaniment dakò ke atòm yo pa gen okenn chaj. Lè sa a, li te jwenn ke elektwon yo fasil extrait soti nan nenpòt eleman chimik. Yo ka jwenn nan yon flanm dife, yo se transpòtè nan yon aktyèl elektrik, yo lage nan sibstans pandan radyasyon radyografi.

Men, si elektwon yo ki enkli nan tout atòm yo san eksepsyon ak yo negatif chaje, Lè sa a, gen toujou kèk patikil nan atòm la ki nesesèman gen yon chaj pozitif, otreman atòm yo pa ta dwe elektrik net. Ede yo débouyé estrikti a nan atòm nan te ede pa tankou yon fenomèn fizik kòm radyoaktivite. Li te bay definisyon ki kòrèk la nan yon atòm nan fizik, ak Lè sa a, nan chimi.

Envizib reyon

Fizisyen franse A. Becquerel premye dekri fenomèn nan emisyon an pa atòm nan eleman chimik sèten, reyon vizyèl envizib. Yo ionize lè a, pase nan sibstans, lakòz nwaj la nan plak yo fotografi. Apre sa, kuri yo ak Rutherford te jwenn ke sibstans ki sou radyo-aktif yo transfòme nan atòm nan lòt eleman chimik (tankou iranyòm - nèptunyom).

Radyoaktif radyasyon se heterogeneous nan konpozisyon: patikil alfa, patikil beta, reyon gama. Kidonk, fenomèn nan radyoaktivite konfime ke patikil yo nan eleman yo nan tablo a peryodik gen yon estrikti konplèks. Reyalite sa a te rezon pou chanjman yo te entwodui nan definisyon atòm lan. Ki patikil atom la konpoze de, pran an reyalite nouvo reyalite syantifik Rutherford a? Repons kesyon sa a se modèl nikleyè nan atòm ki te pwopoze pa syantis la, selon ki elektwon alantou nwayo a pozitif-chaje Thorne.

Kontradiksyon nan modèl la Rutherford

Teyori a nan syantis la, malgre eksepsyonèl karaktè li, pa t 'kapab objektivman defini atòm la. Konklizyon li yo te kouri kontrè ak lwa fondamantal yo nan thermodynamics, dapre ki tout elektwon yo ki Thorne alantou nwayo a pèdi enèji yo, epi, sepandan ki ka, pi bonè oswa pita yo dwe tonbe sou li. Se atom la detwi nan ka sa a. Sa a pa rive vre, paske eleman chimik yo ak patikil ki soti nan kote yo konpoze egziste nan lanati pou yon tan trè lontan. Definisyon sa a nan yon atòm, ki baze sou teyori Rutherford, se ineksplikab, menm jan fenomèn nan ki rive lè enkandesan yo sibstans ki sou senp pase nan yon griyaj diffraction. Apre yo tout, espesifik la atomik ki kapab lakòz gen yon fòm lineyè. Sa a te nan konfli ak modèl la Rutherford nan atòm la, dapre ki spèktra a ta dwe kontinyèl. Dapre konsèp mekanik pwopòsyon yo, nan elektwon yo kounye a yo karakterize nan nwayo a pa kòm objè pwen, men kòm gen fòm lan nan yon nwaj elèktron.

Se dansite pi gran li yo nan yon kote ki sèten nan espas alantou nwayo a konsidere yo dwe kote a nan patikil la nan yon enstantane bay tan. Li te tou te jwenn ke nan atòm nan elektwon yo kouch. Ka nimewo a nan kouch dwe detèmine pa konnen ki kantite peryòd la nan ki eleman an ki sitiye nan tablo a peryodik nan DI Mendeleyev. Pou egzanp, yon atòm fosfò gen 15 elektwon epi li gen 3 nivo enèji. Endikatè ki detèmine kantite nivo enèji yo rele nimewo pwopipal direktè lekòl la.

Li te eksperimantalman etabli ke elektwon nan nivo enèji ki sitiye pi pre nwayo a gen enèji ki pi ba a. Chak anvlòp enèji divize an sublevels, epi yo, nan vire, nan orbitals. Elektwon ki chita sou diferan orbital gen menm fòm nwaj (s, p, d, f).

Pwosè soti nan pi wo a, li swiv ke fòm nan nwaj la elèktron pa ka abitrè. Li se entèdi detèmine dapre òbital nimewo a pwopòsyon. Nou ajoute tou ke eta a nan yon elèktron nan yon macroparticle yo detèmine pa de plis valè-chif yo nimewo mayetik ak vire. Premye a baze sou ekwasyon Schrodinger la ak karakterize oryantasyon espasyal nwaj elektwonik ki baze sou twa dimansyon nan mond nou an. Paramèt nan dezyèm se nimewo a vire, li detèmine wotasyon nan elèktron la sou aks li yo ansanm oswa counter-goch.

Dekouvèt la nan yon neutron

Mèsi a travay la nan D. Chadwick, ki te fèt pa l 'nan 1932, yo te bay yon nouvo definisyon nan atòm la nan chimi ak fizik. Nan eksperyans li, te syantis la pwouve ke divize a nan polonium jenere radyasyon ki te koze pa patikil ki pa gen yon chaj, ak yon mas nan 1.008665. Yo te rele yon nouvo patikil elemantè yon neutron. Dekouvèt li yo ak etid nan pwopriyete li yo pèmèt syans Sovyetik V. Gapon ak D. Ivanenko yo kreye yon nouvo teyori nan estrikti a nan yon nwayo atomik ki gen pwoton ak netwon.

Dapre nouvo teyori a, definisyon atòm matyè a te gen fòm sa a: li se yon inite estriktirèl nan yon eleman chimik, ki fòme ak yon nwayo ki gen pwoton ak netwon ak elektwon k ap deplase li. Nimewo a nan patikil pozitif nan nwayo a se toujou egal a nimewo a ordinal nan eleman chimik la nan sistèm nan peryodik.

Apre sa, Pwofesè A. Zhdanov nan eksperyans li konfime ke ki anba enfliyans a radyasyon difisil cosmic, atomik nwayo divize an pwoton ak netwon. Anplis de sa, li te pwouve ke fòs yo kenbe sa yo patikil elemantè nan nwayo a yo ekstrèman enèji-entansif. Yo aji sou distans trè kout (nan lòd la nan 10 ^-23 cm), ki rele nikleyè. Kòm li te di anvan, MV Lomonosov te kapab defini atòm a ak molekil la sou baz reyalite syantifik li te ye l '.

Koulye a, modèl ki anba la a se lajman rekonèt: atòm nan konsiste de yon nwayo ak elektwon k ap deplase sou li nan trajektwa estrikteman defini - orbitals. Elektwon ansanm manifeste pwopriyete ak patikil, ak vag, se sa ki, gen yon nati doub. Prèske tout nan mas li yo konsantre nan nwayo a nan atòm nan. Li konsiste de pwoton ak netwon mare pa fòs nikleyè.

Èske li posib pou peze yon atòm

Li sanble ke chak atòm gen yon mas. Pou egzanp, li se nan Idwojèn 1,67h10 ^-24 te menm difisil imajine ki jan ti sa a valè. Pou jwenn pwa a nan objè a, pa sèvi ak balans yo, epi osilator la, ki se yon nanotub kabòn. Pou kalkile pwa nan yon atòm ak yon molekil, pratik la pi plis se mas la relatif. Li montre konbyen fwa pwa a nan yon molekil oswa yon atòm plis pase 1/12 nan nwayo yon atòm an kabòn, ki se 1,66h10 ^-27 kg. Relatif mas atomik yo endike nan sistèm peryodik eleman chimik, epi yo pa gen okenn dimansyon.

Syantis yo konnen byen ke mas atomik yon eleman chimik se valè an mwayèn nan kantite mas nan tout izotòp li yo. Li sanble ke nan lanati inite yo nan yon sèl eleman chimik ka gen mas diferan. Akizasyon yo nan nwayo a nan patikil tankou estriktirèl yo se menm bagay la.

Syantis yo te etabli ke izotòp yo diferan nan kantite neutron nan nwayo a, ak chaj la nan nwayo yo nan yo se menm bagay la. Pou egzanp, yon atòm klò ki gen yon mas 35 gen 18 neutron ak 17 pwoton, ak yon mas nan neutron 37-20 ak 17 pwoton. Anpil eleman chimik se melanj izotòp. Pou egzanp, sibstans senp tankou potasyòm, agwon, ak oksijèn gen atòm ki reprezante 3 izotòp diferan.

Definisyon atomisite

Li gen entèpretasyon plizyè. Konsidere ki sa ki vle di pa tèm sa a nan chimi. Si atòm yo nan yon eleman chimik yo kapab omwen yon ti tan egziste separeman, san yo pa chèche fòme yon patikil pi konplèks - yon molekil, lè sa a yo di ke sibstans sa yo gen yon estrikti atomik. Pou egzanp, milti-etap reyaksyon nan klorinasyon nan metàn. Li se lajman ki itilize nan chimi nan sentèz òganik yo pwodwi derivatives ki pi enpòtan halogen-ki gen ladan: dichloromethane, tetrachloride kabòn. Nan li, molekil yo klò divize an atòm ki gen yon reyaksyon segondè. Yo detwi obligasyon sigma yo nan molekil metan an, bay yon reyaksyon chèn sibstitisyon.

Yon lòt egzanp nan yon pwosesis chimik ki gen gwo enpòtans nan endistri se itilize nan oksijene idwojèn kòm yon dezenfektan ak blanchi ajan. Detèminasyon nan oksijèn atomik kòm yon pwodwi nan klivaj oksoyid idwojèn rive tou de nan selil k ap viv (anba aksyon an nan anzim lan katalaz) ak nan laboratwa kondisyon. Atomik oksijèn kalitatif detèmine pa pwopriyete segondè li yo antioksidan ak kapasite yo nan detwi ajan patojèn: Bakteri, fongis ak espò yo.

Kouman se koki atomik la

Nou te deja klarifye pi bonè ke inite a estriktirèl nan yon eleman chimik gen yon estrikti konplèks. Anviwon nwayo pozitif-chaje patikil yo negatif yo wotasyon elektwon. Nobel Prize gayan Niels Bohr, ki baze sou teyori a pwopòsyon nan limyè, te kreye ansèyman l 'yo, nan ki karakterizasyon ak definisyon yon atòm yo jan sa a: elektwon deplase nan nwayo a sèlman ansanm sèten trajectoire estasyonè, san emisyon enèji. Ansèyman Bohr la pwouve ke patikil yo nan mikwo-a, ki atòm ak molekil fè pati, pa obeyi lwa ki valab pou gwo kò-objè nan macrocosm la.

Te estrikti a nan kokiy yo elèktron nan patikilye etidye nan papye sou pwopòsyon fizik nan syantis tankou Dog, Pauli, Klechkovsky. Se konsa, li te vin konnen ke elektwon fè mosyon wotasyon alantou nwayo a pa chaotically, men sou sèten trajectoire estasyonè. Pauli te etabli ke nan yon nivo enèji sou chak nan orbitals li yo, p, d, f nan selil elektwonik ka pa gen okenn plis pase de patikil negatif chaje ak vire opoze a + 1 ak -1.

Règ Hund a eksplike kijan òbit yo ak menm nivo enèji ranpli byen avèk elektwon.

Règ Klechkovsky, ki rele tou règ n + 1, eksplike kijan orbit yo nan anpil-elèktron atòm (eleman nan 5, 6, 7 peryòd) yo te ranpli. Tout lwa ki anwo yo te sèvi kòm yon baz teyorik pou sistèm eleman chimik ki te kreye pa Dmitry Mendeleyev.

Degre nan oksidasyon

Li se yon konsèp fondamantal nan chimi ak karakterize eta a nan yon atòm nan yon molekil. Definisyon an modèn nan degre nan oksidasyon nan atòm se jan sa a: li se yon chaj kondisyonèl nan yon atòm nan yon molekil, ki se kalkile nan nosyon a ke yon molekil gen sèlman yon konpozisyon iyonik.

Ka degre nan oksidasyon dwe eksprime kòm yon nimewo antye oswa fraksyon, ak yon valè pozitif, negatif oswa zewo. Pi souvan, atòm nan eleman chimik gen plizyè degre nan oksidasyon. Pou egzanp, nan nitwojèn sa a se -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5. Men, tankou yon eleman chimik kòm fliyò nan tout konpoze li yo gen yon sèl degre nan oksidasyon, egal a -1. Si li reprezante pa yon sibstans ki senp, Lè sa a, degre li yo nan oksidasyon se zewo. Valè chimik sa a se pratik pou itilize pou klasifikasyon sibstans ki sou yo ak pou dekri pwopriyete yo. Pi souvan, se degre oksidasyon yon atòm ki itilize nan chimi lè yo konpoze ekwasyon reyaksyon oksidasyon-rediksyon yo.

Pwopriyete atòm

Mèsi a dekouvèt yo nan pwopòsyon fizik, definisyon an modèn nan atòm la, ki baze sou teyori a nan D. Ivanenko ak E. Gapon, se complétée pa reyalite sa yo syantifik. Estrikti nan atomik nwayo a pa chanje pandan reyaksyon chimik yo. Sèlman òbit estasyonè elektwonik yo sijè a chanje. Estrikti yo ka eksplike anpil pwopriyete fizik ak chimik sibstans. Si yon elektwon kite yon òbit estasyonè epi ale nan yon òbital ki gen yon enèji pi wo enèji, tankou yon atòm rele eksite.

Li ta dwe remake ke elektwon pa ka rete sou orbitals sa yo ki pa abitye pou yo pou yon tan long. Retounen nan òbit estasyonè li yo, elektwon la emèt yon pwopòsyon enèji. Etid la nan karakteristik sa yo nan inite estriktirèl nan eleman chimik kòm afinite elektwonik, electronegativity, enèji ionizasyon pèmèt syantis pa sèlman defini atòm la kòm patikil ki pi enpòtan nan mikwo-a, men tou, pèmèt yo eksplike kapasite nan atòm yo fòme yon eta ki estab ak enèji plis favorab molekilè nan matyè, Kreyasyon diferan kalite chemen pwodui chimik ki estab: iyonik, covalent-polè ak nonpolar, donatè-aksepte (tankou yon kalite bond kovalan) ak m Metalik. Lèt la detèmine pwopriyete ki pi enpòtan fizik ak chimik nan tout metal.

Li te eksperimantalman etabli ke gwosè a nan yon atòm ka varye. Tout pral depann de ki molekil li antre. Mèsi a analiz radyografi, li posib pou kalkile distans ki genyen ant atòm nan yon konpoze chimik, osi byen ke detèmine reyon inite estriktirèl eleman an. Posede lwa yo nan varyasyon nan rad yo nan atòm k ap antre nan peryòd la oswa nan yon gwoup eleman chimik, yon moun ka predi pwopriyete fizik ak chimik yo. Pou egzanp, nan peryòd ak yon ogmantasyon nan chaj la nan nwayo a nan atòm, radi yo diminye ("atòm konpresyon"), se konsa pwopriyete yo metalik nan konpoze yo febli, ak pwopriyete yo nonmetallic yo ranfòse.

Kidonk, konesans nan estrikti atom la fè li posib pou detèmine byen fizik ak chimik pwopriyete tout eleman ki fè sistèm peryodik Mendeleev la.