Атом туралы мәлімет

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 17 бет
Таңдаулыға:

Жаратылыстану факультеті
Химия кафедрасы

Реферат тақырыбы:
Атом құрылысы

Дайындаған:Камшакова Екатерина Юрьевна
ТОБЫ:105
қаБЫЛДАҒАН:мОЛДАХАНова Динара Балғабайқызы
Жоспар
Кіріспе
Атом туралы мәлімет ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..3
Негізгі бөлім
Атом ашылу тарихы ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
Атом құрылысы мен эллементтер сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .10
Атом планетарлық моделі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .15
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..18
Пайдаланған адебиеттер ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...19

Атом туралы мәлімет.
Атом (көне грекше: ἄτομος) - Химиялық элементтерді құрайтын, олардың өзіне тән ерекшеліктерін сақтайтын ең кішкене бөлшек.Атом бүтіндей алғанда зарядсыз, бейтарап бөлшек. Атомдар ядро мен электрондардан (дәлірек айтқанда, электронды бұлт) тұрады. Атом ядросы протондар мен нейтрондардан тұрады. Ядродағы нейтрондардың саны әртүрлі болуы мүмкін: нөлден бірнеше ондағанға дейін. Егер электрондар саны ядродағы протондар санымен сәйкес келсе, онда атом тұтастай электрлік бейтарап болып шығады. Әйтпесе, оның кейбір оң немесе теріс заряды болады және ион деп аталады[1]. Кейбір жағдайларда атомдар тек электрлік бейтарап жүйелер ретінде түсініледі, оларда ядро заряды электрондардың жалпы зарядына тең болады, осылайша оларды электрлік зарядталған иондарға қарсы қояды. Атом массасының барлығын дерлік (99,9%-дан астам) тасымалдайтын ядро күшті күш арқылы өзара байланысқан оң зарядталған протондар мен зарядсыз нейтрондардан тұрады. Атомдар ядродағы протондар мен нейтрондардың санына қарай жіктеледі: протондар Z саны Менделеевтің периодтық жүйесіндегі атомның реттік нөміріне сәйкес келеді және оның белгілі бір химиялық элементке жататынын анықтайды, ал нейтрондар саны N. - осы элементтің белгілі бір изотопы. Ядрода нейтрондары жоқ жалғыз тұрақты атом - жеңіл сутегі (протий). Z саны сонымен қатар атом ядросының жалпы оң электр зарядын (Zxe) және оның өлшемін анықтайтын бейтарап атомдағы электрондар санын анықтайды.Ол ортасында өзінен радиусы 104 -105 есе кіші көлемді алып жатқан оң зарядты ядродан және оны айнала қозғалып жүрген теріс зарядты электрондардан тұрады. Атом өзінің сыртқы бір немесе бірнеше электрондарын жоғалтқанда оң, ал сырттан электрон қосып алғанда теріс ионға айналады. Атомның сызықтық өлшемдері ~ 10-8 см, көлденең қимасының ауданы ~10-16 см2, көлемі ~10-24 см3. Борлық атом теориясында ең қарапайым атом - сутегі атомы. Оның радиусының дәл белгілі бір мәні бар және ол мүмкін болатын ең кіші айналу орбитасының радиусы шамасына тең: a=0.53 * 10−8 см (дәлірек, 0.52917*10-8 см). Атомның массасы, негізінен оның ядросының массасына тең және ол массалық санға (А), яғни протондар мен нейтрондардың жалпы санына (нуклондардың жалпы санына) пропорционал болып ұлғаяды. Өйткені атомдағы электронның массасы (0.91*10[-20] г) бір протонның немесе нейтронның массасынан (1.67*10[-24] г) 1.840 есе аз. Сондықтан атомның ауырлық орталығы ядроға дәлдей келеді. Атом массасы ядро массасымен ондағы электрондар массаларының дәл қосындысына тең емес. Олардың арасындағы айырым атомның байланыс энергиясын анықтайды. Атомның ішкі энергиясының тек дискретті (үздікті) мәндері болады. Оның ең төменгі деңгейі атомның негізгі күйі E1 (ол ең тұрақты, шексіз ұзақ өмір сүретін күйі), ал жоғарғы энергия деңгейлері қозған күйлер Еі (і=2, 3, ...) деп аталады, (ол аз өмір сүреді). Қозған күйден ~10[-8] сек. ішінде атом негізгі күйге ауысып отырады. Осындай ауысу кезінде атомға осы екі деңгейінің айырымына тең (hν=Eν-E1, мұндағы h - Планк тұрақтысы, ν - ұшып шыққан сәуле квантының жиілігі) сырттан энергия берілуі не шығарылуы шарт. Атом энергиясының дискретті квантталуы оның құрамындағы бөлшектердің толқындық қасиетінің болуынан. Атомның осындай қасиеттерін кванттық теория ғана толық түсіндіре алады. Бұл теория бойынша атомдағы электронның күйі 4 кванттық санмен анықталады. Олар: электрон энергиясын анықтайтын бас кванттық сан (n), атомның осындай импульс моментін анықтайтын орбиталық кванттық сан (l), ал (l)-дың берілген оське түсірілген проекциясын анықтайтын магниттік кванттық сан (m) және электронның ішкі спинін анықтайтын кванттық сан (ms).[[1]]
Осы 4 кванттық сан мен Паули принципі атомдағы электрондардың барлық күйлерін сипаттайды. Сонымен бірге кванттық теорияда микробөлшектердің сол 4 кванттық сан анықтайтын күйлерін толқындық функциямен (φ) өрнектейді. Ол функцияның квадраты (φ[2]) бөлшектердің кеңістік нүктелерінде болу ықтималдығын білдіреді. Кеңістіктегі электрон бұлтының тығыздығы осы ықтималдыққа пропорционал. Кванттық сандардың мәндеріне сәйкес атомдардағы қабықшалар мен қабаттар рет-ретімен толтырылып отырады. Осылайша элементтердің Менделеев кестесіндегі орны анықталады. Алдымен ең кіші n=1 қабат толтырып, онда болғаны 2 электрон ғана орналасады. Онан кейін n=2 қабат толтырылғанда ядроның заряды өсуіне сәйкес қабаттар ядроға жақындай түседі. 1-қабат 1s қабықшадан, 2-қабат 2s, 2p қабықшалардан, 3-қабат 3s, 3p, 3d қабықшалардан, т.с.с. тұрады. Әр қабат элементтің периодын анықтайды. Осы период элементтердің химиялық, оптикалық, электрлік, және магниттік қасиеттерінің қайталану периоды болып табылады. Осы периодтылық атомның ең сыртқы электрон қабықшаларының қасиетімен анықталады. Мұндай периодтылық иондар қасиетінде де сақталады.
Атомның орбиталарында 2 не одан да көп электрондар қозғалып жүрсе, онда мұндай күрделі атомдардағы электрондардың өзара әсерлесуін де еске алу керек. Ол әсерлесулер тек электр статикалық ғана емес, орбиталық магниттік моменттер мен бөлшектердің өзінің ішкі магниттік моменттері де өзара әсерлесуі мүмкін. Мысалы, гелий атомындағы 2 электронның негізгі күйдегі әсерлесу энергиясы 78.98 эВ. Көп электронды атомдар құрылысын зерттегенде бұларды есепке алып отырады. Сонымен бірге әр электронның орбита бойымен қозғалысында туатын электр магниттік өрісі мен электронның ішкі магниттік моменттерінің әсерлесуі де қосымша байланыс энергиясын тудырады. Осының нәтижесінде атом спектрлерінде нәзік түзілісті, ал электрон мен ядроның магниттік моменттерінің өзара әсерлесуінен аса нәзік түзілісті көреміз. Қазіргі замандағы кванттық электр динамикасында атом электрондарының вакуум құрамындағы виртуалды бөлшектермен әсерлесуін де есептеп атом құрылысының мұнан да күрделі екеніне көз жеткізуге болады.
Атомның ашылу тарихы. Атом материяның ең кішкентай бөлінбейтін бөлігі ретіндегі ұғымды алғаш рет ежелгі үнді және ежелгі грек философтары тұжырымдаған. 17-18 ғасырларда химиктер бұл ойды тәжірибе жүзінде растай алды, бұл кейбір заттарды химиялық әдістермен олардың құрамдас элементтеріне одан әрі ыдыратуға болмайтынын көрсетті. Алайда 19 ғасырдың соңы мен 20 ғасырдың басында физиктер субатомдық бөлшектер мен атомның құрама құрылымын ашты және атом атауы берілген нақты бөлшектің шын мәнінде бөлінбейтіндігі белгілі болды.
Демокрит бірінші болып заттардың атомдар деп аталатын нәрседен жасалғанын ұсынды. Демокрит ежелгі грек философы болғанымен, атомдар сөзі гректің жеке адам дегенді білдіретін атом сөзінен шыққан. Демокрит шамамен 460-370 жылдар аралығында болды. б.з.д. және ол сонымен бірге атомдар қатты шарлар және оларды енді бөлуге болмайды деген қорытындыға келді.
Содан кейін ежелгі грек философы болған Аристотель заттарды немесе заттарды Элементтерден жасау керек деген ұсыныс жасады.Ол элементтер не жер, жел, от пен су, сондай-ақ пайдалануға болатын қасиеттер, мысалы, құрғақ, суық, ыстық, ылғалды. Бірдеңені элементтерді біріктіру арқылы жасауға болады және басқа элементтерді қосу арқылы басқа заттарға айналдыруға болады. Аристотельдің атомдық теориясы отпен жасалған кез келген нәрсе ыстық немесе құрғақ болуы мүмкін екенін немесе жермен жасалған нәрсе құрғақ немесе суық болуы мүмкін екенін көрсету болды.
Ол кезде дәлелдер оймен, парасаттылықпен және пікірталас арқылы бекітілетін, эксперименттер болмағандықтан, эксперименттер дөрекі болып саналды.Енді Аристотель бай адам болған және атақты адам ретінде қарастырылғандықтан, оның түсініктемелері таныс тәжірибелерге негізделген, ол негізінде қорытындылар жасады. Ол, мысалы, қар мен оттың қосылып, су жасайтынын көрді. Демокрит соншалықты танымал емес еді және оған ешкім сенгісі келмеді, өйткені оның теориясы атомдарды көруге болмайды деп айтты. Негізінде, Аристотель теориясы орта ғасырларға дейін атомдардың негізі болды. Сонымен қатар, 1627-1691 жылдар аралығында болған Роберт Бойл газдарды зерттеп, атомдардың болу ықтималдығын анықтады. Ол элементтердің корпускулалар деп аталатын нәрседен жасалғанын болжаған. Ол атомдардың топтарға бөлінгенін және әртүрлі топтардың болатынын айтты әртүрлі химиялық заттар. Осы уақытта эксперименттер пайда бола бастады.
Оның үстіне Исаак Ньютон 1643-1727 жылдары болған тағы бір ғалым, ол да газдарды зерттеген. Ол тартылыс күшін ашумен танымал. Ол қатты массалар қозғалыста болатын механикалық ғаламды, сондай-ақ атомдарбөлшектердің қозғалмайтындығын ұсынды. Сонымен қатар, 1627 - 1691 жылдары болған Антуан Лавуазье заманауи химияның атасы ретінде белгілі болды. Ол тамаша экспериментатор болды, сондықтан ол тотығуды зерттеу үшін дәл және дәл теңгерімді жинады. Ол зат тотыққанда оның массасының ұлғаюы қоршаған ауаның жоғалтқан массасына тең болатынын көрсетті. Ол ғылымның ең іргелі заңдарының бірі - заттың пайда болуы немесе жойылуы мүмкін емес екенін көрсететін массаның сақталу заңын бекітті. Сондай-ақ, Джон Далтон 1766 жылдан 1844 жылға дейін болды және ол атомдар теориясын ұсынды, яғни элементтер атомдар деп аталатын ұсақ бөлшектерден тұрады. Бір элементтің атомдары бірдей, ал әртүрлі элементтердің атомдары көлемі, массасы және басқа қасиеттері бойынша ерекшеленеді. Атомдарды бөлуге, құруға немесе жоюға болмайды. Қосылыстар (молекулалар) әртүрлі элементтер қосылып, бүтін сандарды түзгенде түзіледі. Химиялық реакцияда атомдар байланысады, бөлінеді немесе қайта реттеледі. Сол сияқты, 19 ғасырда адамдар жаңа элементтерді табу үшін жарысты, ал 1860 жылға қарай 60 жаңа элемент ашылды. Содан кейін 1834 - 1907 жылдары өмір сүрген Дмитрий Менделеев деген ғалым элементтерді жіктеу туралы түсінікке ие болды. Ол элементтерді атомдық массасының өсу реті бойынша қайта орналастырды, сәйкес заңдылықтарды ашты және көптеген элементтердің болуын болжау үшін кесте ойлап тапты.Қазіргі нұсқасы мерзімді түрде
Бұл кесте элементтерді атомдық нөмірге қарай жүйелейді.Атомдық нөмір нейтрондар санына қосылған протондар саны.Қазіргі периодтық жүйеде берілген өзгерістер кейбір элементтердің орны болып табылады. Сондай-ақ 1857 жылы Генрих Гейслер ауа жойылған жағдайда электр тогы әлі де қозғала алатындығына эксперимент жасады. Сондықтан ауаның көп бөлігі сорылған кезде түтік әлі де жарқырап тұрды. Бұл құбырдағы ауаның аздығына байланысты. Ол әртүрлі газдардың әртүрлі түстерді тудыратынын анықтады. Адамдарға бұл өте ұнады, сондықтан олар неон шамдары сияқты ойын-сауық үшін пайдаланды. Қуатты үнемдейтін шамдар разрядтық түтіктердің мысалы болып табылады.
Содан кейін вакуумдық түтік жасаған Крукс деген тағы бір ғалым, ол Генрих Гейсслерге қарағанда жақсы вакуумдық түтік жасады, өйткені ол ауаны көбірек сорады. Нәтижесінде пробиркада жарқырау болмайды, бірақ ваннаның соңындағы шыны жасыл болып жанады. Онда кресттің жанында экранда көлеңке пайда болды. Вакуумдық түтік үшін токты қозғалтатын кез келген нәрсе түзу сызықпен қозғалады.Крукс сәулелердің оның айналуына мүмкіндік беретінін білу үшін жеңіл дөңгелек ойлап тапты. Тәжірибе әдісі аппаратқа кернеу беру болды, дөңгелек катодтан алыстады, бірақ жарық бұл дөңгелекті айналдырған жоқ. Катодтық сәулелер қандай да бір ұсақ бөлшектер болуы керек.
Шамамен 1856 - 1940 жылдары болған Дж. Дж. Томсон бөлшектердің магнит арқылы шашыра алатынын және түтікке басқа кернеуді қолдануға болатындығын білгісі келді. Ол Крукс пен Генрих Гейслердің вакуумдық түтіктерінен де жақсырақ вакуум жасады. Ол сәулелердің оң пластинкаға қарай шағылысқанын байқады. Бөлшектер теріс зарядталған. Ол бұл бөлшектер атомның бір бөлігі деген болжам жасады....Элементтердің атомдары біркелкі оң электрлену сферасында қоршалған теріс электрленген корпустардың бірқатарынан тұрады... Бұл салыстырылды сол кездегі британдық десерт, сондықтан ол қара өрік пудингінің үлгісі ретінде белгілі болды. Эрнест Резерфорд 1871-1937 жж. радиоактивтілік пен ядролық физика салаларындағы жаңалықтарға жауапты болды. Ол Дж.Ж. Томсони атомның өлшемін анықтағысы келді. Ол оң зарядталған бөлшекті жұқа алтын фольгаға түсірді. Ол оң зарядталған бөлшектер оң сферадан өткенде бұрылмайды деп күтті. Резерфорд әрбір 7 оң бөлшектердің шамамен 2-сі кері бұрылатынын байқады. "Бұл менің өмірімдегі ең керемет оқиға болды. Бұл сіз 15 дюймдік снарядты майлық қағазға атып жібергендей, ол қайтып келіп, сізге тиіп кеткендей керемет болды." Ол радиоактивті ыдырау заңдылықтарын алғаш ашқан альфа және бета-сәулелерді ашты, альфа-бөлшектерді гелий ядросы деп таныды. Бұл атомның ортасында бір нәрсенің орналасқанын және атом массасының көп бөлігін қамтитынын көрсетті. Резерфорд атомдар негізінен бос кеңістіктен тұрады, олар кішкентай, тығыз және орталықта ядро деп аталатын оң сфера бар деп өз нәтижелерін егжей-тегжейлі айтты. Оң зарядталған бөлшектер, егер олар ядроға жеткілікті жақын болса және электрондар ядроны айналып жүрсе, қайта бағытталады. Электромагниттік теория деп аталатын теория бар, ол дөңгелек орбитадағы кез келген зарядталған бөлшек электромагниттік энергияны шығарады. Электрон ядроның айналасында айналу кезінде энергиясын жоғалтады. Оның орбитасының радиусы энергия азайған сайын кемиді.Электрон ядроға қарай спираль бойымен қозғалуы керек. Электрон электромагниттік толқындарды шығаруы керек, өйткені ол белгілі бір диапазондағы жиіліктер қоспасында энергиясын жоғалтады. Эмиссиялық спектрлер үздіксіз болмады.Эмиссиялық спектрлерді Резерфорд моделі арқылы шешу мүмкін болмады, формуланың неліктен жұмыс істейтінін ешкім түсінбеді. Дж.Дж Балмер деген ғалым болса да. Балмер бірнеше элементтердің сәуле шығару спектрін зерттеді.Басқа элементтердің спектрлерін формула арқылы болжауға болады.
Сутекті бақылаудан математикалық модель жасауға болады.1885 - 1962 жылдары айналасында болған Нилс Бор орбиталь атомының энергиясы квантталған, яғни энергияның белгілі бір түрлеріне ғана рұқсат етілген деген революциялық ұсынысты ұсынды. . Энергиялар негізгі бірлікке еселік болуы керек, сонымен қатар ол электрондардың орбиталар арасында секіре алатынын ұсынды. Ол кванттық теорияның бастаушысы болды. Бор моделі электрондардың белгілі бір энергияның қабықшаларында айналатынын көрсетеді. Егер электрон жоғарыдан төмен энергетикалық күйге өтсе, энергияның өзгеруі шығарылатын фотонның f жиілігіне пропорционал болады. Энергия белгілі бір энергияның фотоны ретінде шығарылады. Бұл сызықтық спектрлерді атомдық модельмен байланыстырады. Электрондар төменгі энергетикалық күйге өткенде ғана энергия бөлінеді. Фотон қосалқы энергияны білдіреді. Планк жарықтың кванттар болып табылатын дискретті энергия пакеттерінде таралуын ұсынды. Кванттар фотондар. Фотондар жарық жылдамдығымен қозғалады және сәйкес жиілікке ие. Электронның жарық шығаруы үшін энергияның ең аз мөлшері қажет. Кванттық теория фотоэффектіні түсіндіреді. Эйнштейннің E = mc2 теңдеуі зат пен энергияны байланыстырады.
Атом құрылысы мен эллементтер сипаттамасы
Атомдардың құрылысын түсіндіру үшін барлық элементтердің периодтық системасын қарап шығу керек. Біз бұл жерде тек сол системаның қазіргі замандағы түрін түсіндіретін бір жеңіл схема келтіреміз (схеманы қараңыз). Aтом ядросы оң зарядты протондардан және зарядсыз нейтрондардан тұрады дегенбіз. Ядро сыртында айналып жүретін жеңіл және теріс зарядты электрондар бар. Әрбір элементтің электрон саны оның рет нөміріне тең. Мысалы, сутегінің нөмірі 1, оның электроны да 1, уранның нөмірі 92, оның электроны да 92. Сол электрондар атом ядросының сыртында белгілі бір тәртіп бойынша орналасқан. Д.И.Менделеевтің периодтық заңы электрондардың орналасу тәртібін көрсетеді, яғни период нөмірі атом ядросының сыртындағы электрон қабығының санын көрсетеді. Элементтер системасының 7 периодтық тобы 7 қабат электрон қабығына дәл келеді. Осы қабықтарды ішінен (ядродан) сыртына қарай санағандағы белгілері мынадай: 1) К, 2) L,3) М, 4) N, 5) 0, 6) Р, 7) Q (схеманы қара). Осы 7 үлкен периодтың үшеуі екі қатардан тұрады; олар: 4, 5, 6 периодтар. Сонымен, барлық элементтер oн қатарға бөлінеді ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.