Будова атома і атомного ядра, Реферат , 1 сторінка

15.09.2015

Головна > Реферат >Хімія

МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ МІЖНАРОДНИХ ВІДНОСИН (УНІВЕРСИТЕТ) МЗС РФ

РЕФЕРАТ

на тему

«БУДОВА АТОМА І АТОМНОГО ЯДРА»

студента 12-ий ак. групи 2-ого курсу фак-ту МІ Козловського А. А.

Науковий керівник: проф. Іванов-Шіц А. К.

Москва — 1997

ЗМІСТ:

1. Зародження теорії будови речовини 2

1. Зародження теорії будови речовини

Атомістична теорія — сучасна теорія будови речовини — зародилася ще в Стародавній Греції. Давньогрецькі мислителі цікавилися на перший погляд абстрактним питанням: чи можна ділити речовина нескінченно на все менші і менші частини, або ж воно складається з окремих неподільних частинок, що не піддаються подальшому поділу? Основний напрямок думки старогрецьких філософів, що слідували поглядам Платона і Аристотеля, ґрунтувалося на уявленні про безперервність матерії. Однак деякі давньогрецькі філософи, особливо Демокріт, не погоджувалися з такою точкою зору і вважали, що матерія складається з найдрібніших неподільних частинок, які Демокріт називав на. Однак і протягом цього довгого періоду повільно, з перервами, йшла експериментальна робота. Часто нею рухали помилкові погляди: наприклад, алхіміки вважали, що прості метали, на зразок свинцю, можна перетворити в дорогоцінні метали. Тим не менш накопичувалися відомості про те, як хімічні речовини реагують один з одним, і розроблялися більш кількісні методи вивчення хімічних реакцій. Це підготувало грунт для нових, більш змістовних формулювань в рамках атомістичної теорії.

2. Атомістична теорія Дальтона

Джон Дальтон (1766 — 1844) більшу частину свого життя викладав у школі і коледжі в Манчестері. Можливо тому, що сам Дальтон не був хіміком, він підійшов до її проблем з інших позицій, ніж хіміки його часу. Його атомістична теорія, опублікована в період 1803-1807 рр .. міцно ґрунтувалася на експериментальних спостереженнях. Вона виявилася настільки успішною, що з цього часу зайняла панівне становище в науці і майже не вимагає подальшого перегляду.

Основні постулати теорії Дальтона полягали в наступному:

Кожен елемент складається з надзвичайно малих часток, названих атомами.

2. Всі атоми одного елемента однакові.

3. Атоми різних елементів володіють різними властивостями, у тому числі мають різні маси.

4. Атоми одного елемента не перетворюються в атоми інших елементів в результаті хімічних реакцій; атоми не створюються й не руйнуються в хімічних реакціях.

5. Сполуки утворюються в результаті комбінації атомів двох або кількох елементів.

6. В даному з’єднанні відносні кількості атомів різних сортів і сорти цих атомів завжди постійні.

Теорія Дальтона дозволяє подумки намалювати картину будови матерії. Ми уявляємо собі елемент складається з дрібних часток, названих атомами. Атоми є основними структурними одиницями матерії, це найдрібніші частинки елемента, які можуть з’єднуватися з іншими елементами. З’єднання складаються з атомів двох або кількох елементів, що утворюють певні комбінації один з одним.

3. Катодні промені і електрони

До кінця XIX століття в хімії панувало метафізичне переконання, що атом є найменша частка простої речовини, остання межа подільності матерії. Дальтон і його сучасники розглядали атом як неподільний об’єкт. Вважалося, що при всіх хімічних перетвореннях руйнуються і знову створюються тільки молекули, атоми ж залишаються незмінними і не можуть дробитися на більш дрібні частини.

Але всі ці припущення в той час ще не могли бути підтверджені будь-якими або експериментальними даними. Лише наприкінці XIX століття були зроблені відкриття, що показали складність будови атома і можливість перетворення при відомих умовах одних атомів в інші. На основі цих відкриттів початок швидко розвиватися вчення про будову атома.

Перші вказівки на складну структуру атомів були отримані при вивченні катодних (що виходять від негативно зарядженого електрода, або катода) променів, що виникають при електричному розряді в сильно розріджених газах. Для спостереження цих променів з скляної трубки, в яку впаяні два металеві електроди, викачується по можливості весь повітря і потім пропускається крізь неї струм високої напруги (близько 1000 вольт). При таких умовах від катода трубки перпендикулярно до його поверхні поширюються «невидимі» катодні промені, що викликають яскраве зелене свічення в тому місці, куди вони потрапляють. Катодні промені володіють здатністю приводити в рух на їх шляху легко рухомі тіла і відхиляються від свого первісного шляху в магнітному і електричному полі (в останньому у бік позитивно зарядженої пластини). Дія катодних променів виявляється тільки усередині трубки, так як скло для них непроникне. Вивчення властивостей катодних променів привело до висновку, що вони представляють собою потік дрібних часток, що несуть негативний електричний заряд і летять зі швидкістю, що досягає половини швидкості світла.

Особливо чудово, що маса частинок і величина їхнього заряду не залежить ні від природи газу, що залишається в трубці, ні від речовини, з якого зроблені електроди, ні від інших умов досвіду. Крім того, катодні частки відомі тільки в зарядженому стані і не можуть бути позбавлені своїх зарядів, не можуть бути перетворені в електронейтральні частинки: електричний заряд становить саму сутність їх природи. Ці частинки одержали назву електронів. За сучасними поглядами, заряд електрона — це найменший електричний заряд, найменшу кількість електрики, яке тільки може існувати. У катодних трубках електрони відокремлюються від катода під впливом електричного заряду, але вони можуть виникати і поза всяким зв’язком з електричним зарядом. Так, наприклад, всі метали випускають електрони при прожарюванні; в полум’я пальника також присутні електрони; багато речовини викидають електрони при освітленні ультрафіолетовими, рентгенівськими променями або світла (фотоефект). Виділення електронів найрізноманітнішими речовинами вказує на те, що ці частинки входять до складу всіх атомів, отже, атоми є складними утвореннями, побудованими з більш дрібних структурних одиниць.

У 1897 році англійському фізику Дж. Дж. Томпсону (1856-1940) вдалося виміряти ставлення електричного заряду електрона до його маси, яке виявилося рівним 1,76*10 Кл/р.

У 1909 році Роберт Міллікен з Чиказького університету визначив заряд електрона: 1,60*10 Кл. Підставивши це значення в знайдене Томсоном відношення заряду електрона до його маси, можна було обчислити масу електрона: 1,60*10 Кл/1,76*10 Кл/г = 9,11*10 р.

4. Ядерна модель будови атома

Вивчення будови атома практично почалося в 1897-1898 рр. після того як була остаточно встановлена природа катодних променів, як потоку електронів і були визначені величина заряду і маса електрона. Факт виділення електронів найрізноманітнішими речовинами приводив до висновку, що електрони входять до складу всіх атомів. Але атом у цілому електрично нейтральний, отже, він повинен містити в собі ще іншу складову частину, позитивно заряджену, причому її заряд має врівноважувати суму негативних зарядів електронів.

Ця позитивно заряджена частина атома була відкрита в 1911 р. Ернестом Резерфордом (1871-1937). Резерфорд запропонував наступну схему будови атома. В центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, навколо якого по різних орбітах обертаються електрони. Виникає при їх обертанні відцентрова сила врівноважується тяжінням між ядром і електронами, внаслідок чого вони залишаються на певних відстанях від ядра. Сумарний негативний заряд електронів чисельно дорівнює позитивному заряду ядра, так що атом у цілому электронейтрален. Оскільки маса електронів мізерно мала, то майже вся маса атома зосереджена в його ядрі. Навпаки, розмір ядер надзвичайно малий навіть порівняно з розміром самих атомів: діаметр атома — величина близько 10 см, а діаметр ядра — близько 10 — 10 див. Звідси ясно, що на частку ядра і електронів, число яких, як побачимо далі, порівняно невелика, припадає лише незначна частина простору, зайнятого атомної системою.

Будова атома і атомного ядра, Реферат , 1 сторінка

5. Склад атомних ядер

Таким чином, відкриття Резерфорда поклали початок ядерної теорії атома. З часів Резерфорда фізики дізналися ще дуже багато подробиць про будову атомного ядра.

найлегшим атомом є атом водню (Н). Оскільки майже вся маса атома зосереджена в ядрі, природно було б припустити, що ядро атома водню являє собою елементарну частинку позитивного електрики, яка була названа протоном від грецького слова «протос», що означає «перший». Таким чином, протон має масу, практично дорівнює масі атома водню (точно 1,00728 вуглецевих одиниць) і електричним зарядом, рівним +1 (якщо за одиницю негативного електрики прийняти заряд електрона, рівний -1,602*10 Кл). Атоми інших, більш важких елементів містять ядра, що володіють великим зарядом і, очевидно, більшою масою.

Вимірювання заряду ядер атомів показали, що заряд ядра атома в зазначених умовних одиницях чисельно дорівнює атомному, або порядковому, номеру елемента. Однак неможливо було допустити, оскільки останні, будучи однойменно зарядженими, неминуче відштовхувалися б один від одного і, отже, такі ядра виявилися нестійкими. До того ж маса атомних ядер виявилася більше сумарної маси протонів, які обумовлюють заряд ядер атомів відповідних елементів, у два рази і більше.

Тоді було зроблено припущення, що ядра атомів містять протони в числі, що перевищує атомний номер елемента, а створюваний таким чином надлишковий позитивний заряд ядра компенсується входять до складу ядра електронами. Ці електрони, очевидно, повинні утримувати в ядрі взаємно відштовхуються протони. Однак це припущення довелося відкинути, так як неможливо було допустити спільне існування в компактному ядрі важких (протонів) і легких (електронів) частинок.

У 1932 р. Дж. Чедвік відкрив елементарну частинку, яка не володіє електричним зарядом, у зв’язку з чим вона була названа нейтроном (від латинського слова neuter, що означає «ні той, ні інший»). Нейтрон має масу, трохи перевищує масу протона (точно 1,008665 вуглецевих одиниць). Слідом за цим відкриттям Д. Д. Іваненко, Е. Н. Гапон і Ст. Гейзенберг, незалежно один від одного запропонували теорію складу атомних ядер, яка стала загальноприйнятою.

Відповідно до цієї теорії, ядра атомів усіх елементів (за винятком водню) складаються з протонів і нейтронів. Число протонів в ядрі визначає значення його позитивного заряду, а сумарне число протонів і нейтронів — значення його маси. Ядерні частинки — протони і нейтрони — об’єднуються під загальною назвою нуклони (від латинського слова nucleus, що означає «ядро»). Таким чином, число протонів в ядрі відповідає атомному номеру елемента, а загальне число нуклонів, оскільки маса атома в основному зосереджена в ядрі, — його масовому числу, тобто округленої до цілого числа його атомній масі А. Тоді число нейтронів а ядрі N може бути знайдено по різниці між масовим числом і атомним номером:

N = A — Z

Таким чином, протонно-нейтронна теорія дозволила вирішити виниклі раніше протиріччя в уявленнях про склад атомних ядер і про його зв’язки з порядковим номером і атомною масою.

Короткий опис статті: будову атомного ядра Атомістична теорія — сучасна теорія будови речовини — зародилася ще в Стародавній Греції. Давньогрецькі мислителі цікавилися на перший погляд абстрактним питанням: чи можна ділити речовина нескінченно на все менші і менші частини, або ж воно складається з окремих неподільних частинок, що не піддаються подальшому поділу? Основний напрямок думки старогрецьких філософів, що слідували поглядам Платона і Аристотеля, ґрунтувалося на уявленні про безперервність матерії. сторінка 1 атомів, атоми, ядра, заряд,

Джерело: Будова атома і атомного ядра — Реферат , сторінка 1

Також ви можете прочитати