Toate substanțele constau din particule minuscule - atomi. Atomii se combină pentru a forma molecule, dintre care cele mai mari au o structură complexă care constă din mii de atomi.
Faptul că totul este format din particule, cunoscute de grecii antici. Despre 420 BC. e. filosof Demokrit susținut ipoteza care constă materia din particule minuscule, indivizibile. Atomos greacă înseamnă „indivizibil“, astfel încât aceste particule numite atomi.
Alți filosofi a aderat la o viziune diferită, iar în secolul IV î.Hr.. e. Aristotel și-a exprimat sprijinul pentru opinia că materia este compusă din diferite combinații ale așa-numitele patru elemente - pământ, aer, foc și apă. Această idee este larg răspândită și a fost baza alchimie - o formă primitivă a chimiei care au predominat în știință până în secolul al XVII-lea.
Unul dintre obiectivele principale a fost de a crea alchimie „elixir al vietii“ - un medicament care ar permite unei persoane să trăiască pentru totdeauna. Cealaltă este de a crea bogăție prin transformarea metalelor comune în aur. Mulți alchimiști a afirmat că au rezolvat aceste sarcini, dar nici unul dintre ei nu au atins un succes real.
Revoluția în știință
Unii cercetători continuă să dețină că materia este formata din atomi, dar numai la începutul secolului al XIX-lea au fost obținute dovezi experimentale în sprijinul acestei teorii. chimist englez și scriitor Dzhon Dalton a făcut experimente cu gaze și a studiat modalități de conectare a acestora. Astfel, se constată că oxigenul și hidrogenul pentru a forma apa, sunt întotdeauna conectate în aceleași proporții în greutate. Alti oameni de stiinta, de asemenea, se confruntă cu date similare, dar Dalton a fost primul care a realiza valoarea lor. El a ajuns la concluzia că substanțele constau din atomi, care toți atomii au aceeași masă substanță simplă. Atunci când cantitatea de compus de substanțe simple, care combină atomii sunt într-o anumită proporție constantă. Teoria atomică a lui Dalton a explicat de ce substanțele se combină în aceeași proporție în masă, și a fost baza pentru un studiu detaliat al problemei. Substanța compusă din atomi, iar atomii sunt formate din ce? Primele indicii la acest mister a apărut la sfârșitul secolului al XIX-lea, când cercetătorii au studiat trecerea energiei electrice prin tuburi care conțin cifre de aer rarefiat. Uneori peretele tubului emit lumină verde atunci când se aplică o tensiune înaltă la două plăci de metal - electrozi. Luminiscență a apărut atunci când a lovit raze invizibile din electrodul negativ, sau catod, pe peretele tubului.
. În 1890, fizicianul britanic J. Thomson a demonstrat că razele catodice (așa cum au fost apoi numite) - nu este altceva decât un flux de particule incarcate negativ. Sa presupus că particulele provin din atomi, cu toate că dispunerea lor în atomii ramas neclare. Thomson a sugerat că atomul poate fi similar cu budinca de Crăciun, care este mare, dar greutate mică sferă încărcată pozitiv punctat numeroase particule încărcate negativ (electroni). Cu toate acestea, o varietate de experimente pentru a studia structura atomului a dovedit că este - cu siguranță teoria eronată.
În 1911, Ernest Rutherford, un fizician britanic, născut în Noua Zeelandă lucrează împreună cu Thomson, a sugerat că structura atomului într-adevăr al explica comportamentul în timpul experimentelor. Rutherford a presupus că atomul central (sau miez) are o sarcină pozitivă și o masă relativ mare și sunt rotite electroni foarte ușoare și încărcate negativ în jurul nucleului.
Cu toate acestea, Rutherford a dat seama că, în general, în atomii nucleului sunt încărcate pozitiv și particule neutre. Existența unor particule incarcate pozitiv a fost găsit în 1920, iar acestea sunt numite protoni. În 1932, fizicianul englez Dzheyms Chedvik a descoperit particulele neîncărcată și numit neutroni lor. Ca urmare, imaginea structurii atomice a fost completat și de atunci este baza înțelegerii noastre a materiei.
Orice substanță, în care toți atomii au același număr de protoni, se numește un element. Numărul de protoni în fiecare atom - numărul atomic al elementului. Există 92 element natural, atomii lor au de la 1 la 92 de protoni. În plus, anumite alte elemente cu un număr par de protoni din atom pot fi obținute cu ajutorul unui dispozitiv numit un accelerator de particule. Elementele naturale includ fier, mercur și hidrogen.
canapele profesionale de curățare uscată din Moscova
În multe substanțe atomii se unesc in grupuri numite molecule. Astfel, hidrogenul gazos este compus din molecule din care fiecare cuprinde doi atomi de hidrogen. De multe ori, cu toate acestea, substanțele cu moleculă constau din atomi de mai mult de un element. Astfel de substanțe sunt numite compuși. De exemplu, apa este compus, în care fiecare moleculă constă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. In multe molecule există un număr mult mai mare de atomi. Mai multe molecule proteinice sunt compuși complecși ai câteva mii de atomi. Unele elemente naturale se găsesc numai în compuși. Astfel, sodiu - un metal, este atât de ușor conectarea cu alte substanțe care nu pot fi detectate într-o formă pură. Este cunoscut în conjuncție cu clor sub formă de clorură de sodiu - clorură de sodiu.
Atomii în Molecule legat în diferite moduri, și ei împărtășesc electronii sau să le facă schimb. Două tipuri simple de legături chimice sunt covalente și ionice.
Legătură covalentă are loc atunci când atomii sunt împerecheat electroni. Astfel, molecula de hidrogen gazos este compus din doi atomi de hidrogen legați printr-o legătură covalentă. Numai fiecare electron un atom de hidrogen orbitează nucleele celor doi atomi care leagă împreună.
În cazul ionici bonding un atom transferă electroni alt atom. Rezultatul este o forță electrică care leagă atomii împreună. De obicei, numărul de pozitiv încărcat protoni și electroni încărcați negativ în atom același. Aceste sarcini pozitive și negative se anulează reciproc, și, prin urmare, atomul nu are nici o taxă generală. Totuși atom donor de electroni specie creează sarcină pozitivă în exces în timp ce atomul care primește electronii capătă o sarcină negativă netă. Astfel de atomi încărcați numite ioni. Ionii de taxe opuse atrag reciproc, iar acest punct de atractie electrica deține atomii împreună prin legături ionice. De exemplu, molecula de sare formată prin legătura ionică când atomul de sodiu transferă un atom de clor electron.
Toți atomii de substanțe au același număr de protoni, dar un număr diferit de neutroni. Astfel, în majoritatea atomilor de carbon de bază conține șase neutroni, ci despre fiecare sutime dintre ei are șapte neutroni. Aceste tipuri diferite de atomi ai aceluiași element numit izotopi. Toți izotopii unui element prezintă aceleași proprietăți chimice - toate acestea se combină cu alte substanțe și care formează același compus chimic. Dar proprietățile fizice separate ale izotopilor diferă - de exemplu, acestea au diferite congelare sau fierbere.
Vorbind despre izotop specific al unui element, oamenii de știință nume numărul său de masă. De exemplu, carbon-12 - un izotop convențional de carbon natural. atomul său conține șase protoni și șase neutroni. izotop natural rarer, care este un neutron suplimentar numit-carbon 13 în nucleul fiecărui atom.
Proton și neutron au aproape aceeași greutate, care este mai mult de 1800 de ori masa electronului. Prin urmare, atunci când vine vorba de masa atomului, de regulă, nu va fi greșit să se facă referire la numărul său de masă.
Greutatea atomica a unui element sau o masă atomică relativă, de obicei, cu o greutate medie a amestecului de izotopi se găsesc în natură. Greutatea moleculară a substanței, sau masa moleculară relativă, - suma greutăților atomice ale tuturor atomilor într-o singură moleculă de substanță.
De atunci, experimentul cu acceleratoare, oamenii de știință au descoperit sute de alte tipuri de particule în atomi. Dar, din fericire, un model simplu de atom este suficient pentru a explica cele mai multe dintre proprietățile materiei.