원자 및 분자의 결정. 1932까지 원자의 정의

18 세기 중반에 고대 시대부터 시작, 과학은 개념을 지배했습니다 그 원자 - 나눌 수없는 물질의 입자. 영국의 과학자이자 자연 주의자, 그리고 D 달튼 화학 원소의 가장 작은 부분으로 원자의 정의했다. 그 원자 및 분자 교리 MV 로모노솝 원자 및 분자의 정의를 제공 할 수 있었다. 원자 - - 지속적인 움직임에 그는 "요소"로 구성 그는 "미립자를"라는 분자가, 확신했다.

D. I. 멘델레예프는 물질 세계를 구성하는이 서브 유닛 물질, 그것은 분할의 대상이 아닌 경우에만 모든 속성을 유지 믿었다. 이 문서에서는, 우리는 원자의 축소판과 같은 객체를 정의하고 그 특성을 연구한다.

원자 구조의 이론의 배경

19 세기에 널리 원자의 불가분성에있는 문으로 인식하고 있습니다. 대부분의 과학자들은 어떤 상황에서도 하나 개의 화학 원소의 입자는 다른 원소의 원자들로 변환 될 수없는 것으로 여겨진다. 이러한 아이디어는 1,932까지 원자의 정의를 기반으로 한에 기초 하였다. 19 세기 후반에는 과학이보기를 변경 근본적인 발견되었습니다. 우선, 1897 년 영국의 물리학 자 조지프 존 톰슨이 전자를 발견했다. 이 사실은 근본적으로 화학 원소의 불가분의 일부에 대한 과학자들의 아이디어가 변경됩니다.

원자 복잡한 구조를 증명하는 방법

심지어 전에 전자의 발견 , 과학자들은 만장일치로 원자는 더 책임을지지 않음에 동의합니다. 그리고,이 전자가 쉽게 원하는 화학적 요소와 구별되는 것을 알 수 있었다. 그들은 불꽃에서 찾을 수 있습니다, 그들은 전류의 통신 사업자, 그들은 X 선 방사선 동안 물질을 방출.

전자가 예외없이 모든 부분 및 음으로 하전 된 원자 인 경우에, 즉, 원자에 양전하를 가지고 있는지 일부 입자는 달리 원자는 전기적 중성 않을있다. 원자의 구조를 해명하기 위해 방사능과 같은 물리적 현상을 도왔다. 그것은 올바른 물리학에서 원자의 정의, 그리고 화학했다.

눈에 보이지 않는 광선

프랑스의 물리학 A. 베크렐 일부 화학 원소, 시각적 광선 보이지 원자의 방출의 현상을 설명하는 제였다. 그들은 사진 플레이트의 흑화를 일으키는 물질을 통해 공기를 이온화 패스. 나중에, 큐리와 러더퍼드 방사성 물질 (- 넵투늄 우라늄과 같은) 다른 화학 원소의 원자들로 변환되는 것을 발견했다.

알파 입자, 베타 입자, 감마선 : 방사능 조성 불균일하다. 따라서, 방사선의 현상 원소 입자는 주기율표에서 복잡한 구조를 가지고 있음을 증명했다. 이 사실은 원자의 정의에 대한 변경을 일으켰습니다. 어떤 입자 것은 러더 포드에 의해 주어진 원자, 새로운 과학적 사실을 얻을 수있다? 이 질문에 대한 대답은 긍정적으로 충전 핵 전자가 이동 주위에있는에 따르면, 원자의 제안 학자 핵 모델이었다.

모순 러더 포드 모델

과학자의 이론은, 뛰어난 특성에도 불구하고, 객관적으로 원자를 정의 할 수 있습니다. 이 빨리 될 이상 그에게 떨어질 할 수 있습니다 그녀의 연구 결과는, 핵 주위를 도는 전자의 모든 에너지를 잃게하는에 따라, 열역학의 기본 법칙에 위배 있었다. 이 경우 원자 파괴. 그들이 만들어지는에서 화학 물질과 입자가, 오랜 시간 동안 자연에서 존재하기 때문에 이것은 사실이 아니다. 알수 원자는 그러한 결정 러더퍼드 이론뿐만 아니라 회절 격자를 통해 뜨거운 간단한 물질을 통과 할 때 발생하는 현상에 근거. 동시에 형성 원자 스펙트럼 후 선형 형상을 갖는다. 스펙트럼했을있어서되는 원자의 러더 포드 모델과 충돌이 연속된다. 양자 역학의 개념에 따르면, 핵에 존재하는 전자의 전자 운의 형태를 갖는뿐만 아니라 점 개체 특징으로하지 않는다.

핵 주위 공간의 소정의 궤적에서의 밀도의 대부분, 그리고 주어진 시간에 입자의 위치 인 것으로 간주된다. 또한, 원자가 전자가 층에 배치되는 것을 알 수 있었다. 층의 수는주기의 수를인지함으로써 결정될 수있는주기 D. I. Mendeleeva 시스템의 요소. 예를 들어, 인 원자가 전자 (15)를 포함하고 세 개의 에너지 준위를 갖는다. 에너지 레벨의 수를 결정하는 지표는 주 양자 수라고한다.

그것은 핵심에 가장 가까운 위치 전자의 에너지 레벨이 가장 낮은 에너지를 가지고 있음을 실험적으로 설립되었습니다. 각 에너지 쉘은 궤도에, 차례 차례로, 그들은 하위 단계로 구분하고있다. 다른 궤도에있는 전자들은 동일한 형태 구름이 (S, P, D, F).

상기에 기초하여, 전자 구름의 형상은 임의적 일 수 없다는 것을 따른다. 이것은 엄격 궤도에 따라 결정된다 양자 수. 자기 양자 수를 회전 - 우리는 입자에 전자의 상태는 두 개의 값에 의해 결정하는 것도 추가 할 수 있습니다. 첫 번째는 슈뢰딩거 방정식에 기초하고 세계의 3 차원의 기초 전자 구름의 공간적 배향을 특성화한다. 제 2 지시 - 그것에 회전 수는 축 또는 반 시계 주위의 전자의 회전을 결정한다.

중성자의 발견

D. 채드윅의 작품을 통해, 1932 년을 개최, 그것은 화학, 물리학에서 원자의 새로운 정의를 주어졌다. 과학적 실험에서 그는 분열로는 무료, 질량 1.008665이없는 입자에 의한 폴로늄 방사선을 발생하는 것을 증명했다. 새로운 소립자는 중성자 선정됐다. 그녀의 발견과 그 특성 연구는 양성자와 중성자를 포함, 소련 과학자 V 가폰 및 Ivanenko는 원자핵의 구조의 새로운 이론을 만들 수있었습니다.

새로운 이론에 따르면, 물질을 결정하는 것은 다음과 같은 원자 양성자, 중성자 및 주변 이동 전자를 함유하는 코어로 구성된 화학 소자의 구조 단위를 형성했다. 핵에서 대상 입자의 수는 항상 주기율표의 화학 원소의 서수와 같다.

나중에 그의 실험에서 교수 Zhdanov 하드 우주 방사선의 영향을 받아, 원자핵은 양성자와 중성자로 분할되는 것을 확인했다. 또한, 핵 이러한 기본 입자를 유지하는 힘, 그것은 매우 에너지 집약적 인 것으로 입증되었다. 그들은 (10 ^-23 cm 정도의) 매우 짧은 거리라는 핵에 작용한다. 앞서 언급 한 바와 같이, MV에 의해 로모 노 소프는 원자의 정의와 그에게 알려진 과학적 사실에 기초하여 분자를 제공 할 수 있었다.

현재 인식 다음과 같은 모델을 생각해 원자는 핵과 엄격하게 정의 된 경로에 주위에 이동 전자로 구성 - 궤도를. 동시에 전자가 입자와 파동 양쪽의 특성을 나타내는, 즉 이중 특성을 갖는다. 원자핵은 거의 모든 물질을 농축한다. 그것은 핵 전력과 관련된 양성자와 중성자로 구성되어 있습니다.

원자의 무게를 할 수 있는지 여부

각 원자 질량을 갖는 것으로 나타났다. 예를 들어, 얼마나 작은이 값을 상상하는 수소 1,67h10 ^-24의 어려운했다입니다. 물체의 무게를 찾으려면, 비늘, 그리고 인 오실레이터, 사용하지 않는 탄소 나노 튜브를. 원자 및 분자 편리한 양의 중량을 계산하기 위해서는 상대적 무게이다. 그것은 분자 이상의 1,66h10 ^-27 kg이고 탄소 원자의 1/12보다 원자의 횟수 무게를 나타낸다. 상대 원자 질량 화학 원소 주기율표에 주어지고, 그들이 어떤 치수가 없다.

동위 원소의 평균 질량수가 - 과학자는 화학 원소의 원자 무게는 것을 잘 알고 있습니다. 서로 다른 질량을 가질 수있는 화학 원소의 한 단위의 성격에 나타납니다. 동일한 구조적 입자의 핵 따라서 청구.

과학자들은 동위 원소는 핵에 중성자 수가 다르고 핵 동일 그들을 충전 것을 발견 하였다. (20) (17 개) 양자와 중성자 - 예를 들어, 35 질량을 갖는 염소 원자 18 개 중성자 17 개 양성자 (37)의 질량을 포함 하였다. 많은 화학 원소의 동위 원소의 혼합물이다. 예를 들어, 칼륨, 아르곤, 3 가지 동위 원소 조성을 나타내는 원자 함유 산소 간단한 물질.

자성의 결정

그것은 여러 가지 해석이있다. 화학에서이 용어는 무엇을 의미하는지 생각해 보자. 화학 원소의 원자를 적어도 일시적으로 분리되어 존재하는 경우, 더 복잡한 입자를 형성하는 경향이없는 - 분자, 우리는 이러한 물질은 원자 구조를 갖는 것을 말한다. 예를 들어, 메탄 다단 염소화 반응. 디클로로 메탄, 사염화탄소 : 널리 주요 할로겐 유도체위한 유기 합성 화학에서 이용된다. 이 반응성이 높은 원자를 염소 분자를 분리한다. 이들은 쇄 치환 반응을 제공 메탄 분자 시그마 결합을 파괴한다.

소독 및 표백 에이전트로 과산화수소의 사용 - 업계에서 큰 중요성을 갖는 화학 공정의 또 다른 예. 과산화수소의 분해 생성물로서 산소 원자의 결정 (효소 카탈라제에 의해) 모두 생균 발생하고, 실험된다. 원자 산소는 세균, 곰팡이와 그 포자 : 질적으로 높은 항산화 및 병원체를 파괴 할 수있는 능력에 의해 결정.

어떻게 핵 봉투

우리는 이전에 화학 소자의 구조 단위는 복잡한 구조를 가지고 있음을 발견 하였다. 양으로 하전 된 핵 입자 주위에 전자를 회전 음극. 전자 에너지를 방출하지 않는 단이 경우에는 소정의 고정 된 경로에서 핵 주위를 이동 : 특성화 및 원자의 식별은 다음과 상기 광의 양자 이론에 기초 노벨상 닐스 보어는, 교시를 만들었다. 대우주 객체 - 보어는, 과학자들은 원자와 큰 몸에 대한 올바른 법을 준수하지 않는 분자를 포함 미생물의의 입자는 것으로 나타났습니다.

미립자의 전자 껍질의 구조는 같은 개자리, 파울리 Klechkovskii 같은 양자 물리학의 과학자 논문에서 연구되고있다. 이 전자들이 만드는 것이 공지 된 이후 핵 주위의 회전 운동이 혼란되지 않지만, 특정 경로에 고정. ½ - 파울리 전자 세포 F의 궤도의 S, P, D 각각에서 단일 에너지 레벨에서 반대 스핀 값 + ½ 그리고 더 이상의 음 대전 입자 없을 수 있다는 발견.

훈트의 규칙은 동일한 에너지 수준의 전자 궤도를 채우는 방법을 설명했다.

쌓음 원리도 충전이 궤도 (소자 5, 6, 7 회) 원자 multielectron 방법을 설명, N + L 규칙이라고. 상기 규칙 성 모두 Dmitriem Mendeleevym 의해 생성 된 화학 원소의 이론적 근거 역임.

산화 정도

그것은 화학 기본 개념 및 분자 내에 원자의 상태를 설명한다. 다음과 같은 원자의 산화 정도의 현대적인 정의는 다음과 전하 분자 만 이온 조성 개념에 기초하여 계산된다 분자, 원자를 조절한다.

산화는 정수 또는 분수하는 양, 음 또는 0 값으로 표현 될 수있다. 화학 원소의 대부분의 원자에서 여러 가지 산화 상태를 가지고있다. 예를 들어, 질소, -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5이다. 하지만 모든 화합물의 불소 등의 원소는 -1과 동일 하나 개의 산화 상태를 갖는다. 그것은 단순한 물질 제로는 산화 상태가 표시되는 경우. 편리한이 화학 양은 물질의 분류에 사용하고 그 특성을 설명 할 수 있습니다. 대부분의 경우에, 화학 산화 정도는 방정식의 산화 환원 반응을 설정하는 데 사용.

원자의 특성

양자 물리학, 다음과 같은 과학적 사실에 의해 보충 이론 Ivanenko 및 Gapon E,를 기반으로하는 원자의 현대 정의의 발견에 감사합니다. 원자핵의 구조는 화학 반응 동안 변하지 않는다. 변경은 고정 전자 궤도에 영향을 미친다. 그들의 구조는 물질의 물리적, 화학적 특성의 많은에 기인 할 수있다. 전자는 정지 궤도를 떠나 더 높은 에너지 등의 원자와 궤도로 진행하면 흥분이라고합니다.

이는 전자가 이러한 비 핵심 궤도에 긴 시간이 아니라는 점에 유의해야한다. 의 정지 궤도에 복귀, 전자 에너지의 양자를 방출한다. 전자 친화도, 전기 음성, 이온화 에너지와 같은 화학 성분의 구조 단위의 이러한 특성 연구 과학자뿐만 아니라 필수적인 입자 축소판과 같은 원자를 정의 할 수 있지만, 또한 그들 물질의 안정한 정력적 유리한 분자 상태를 형성하는 원자의 기능의 가능한 결과를 설명 할 수있다 (공유 결합 종으로서) 이온, 공유 - 극성 및 무극성, 도너 - 억 셉터 및 m : 임의의 안정한 화학 결합의 형태를 만드는 etallicheskoy. 후자는 금속의 가장 중요한 물리적 및 화학적 성질을 결정한다.

이것은 원자의 크기가 달라질 수 있음을 실험적으로 설립되었습니다. 모두가 포함되어있는 분자에 따라 달라집니다. X 선 회절 분석을 통해이 화학적 화합물에서 원자 사이의 거리를 계산할뿐만 아니라, 반경 구조 엘리먼트 유닛을 배울 수있다. 기간 또는 화학 원소의 그룹에 포함되는 원자 반경 변화 패턴을 소유하고, 그들의 물리 화학적 특성을 예측 할 수있다. 예를 들어, 증가하는 기간에서 원자핵들이 반경 감소 ( "압축 원자")를 충전하고, 따라서 금속 화합물의 특성을 약화 비금속 증폭.

따라서, 원자의 구조 기술 정확하게 원소의주기 시스템에 포함 된 모든 구성 요소의 물리적, 화학적 특성을 결정할 수있다.