Развитие периодического закона. Зависимость свойства элементов от ядра его атома
Содержание
Введение
Атом и его состав
Радиоактивность атома
Ядерная модель атома
Зависимость свойств элементов и свойств образуемых им веществ от заряда ядра
Атомные спектры
Квантовая теория света
Фотоэлектрический эффект
Электронная оболочка атома
Список используемой литературы
Введение
В первую оч
ередь стоит сказать, что изучению атомов в химии уделяется огромное внимание со стороны ученных химиков, как теоретиков, так и практиков. Хотя до нашего времени и большинство химических свойств атомов и открыто, доказано большинство различных теорий и законов о его строении и изменении структуры под влиянием тех или иных факторов, а также под воздействием различных условий на него.
Учитывая все выше сказанное можно сделать, вывод о том, что атом в химии, хотя почему только в химии, также и в физике и других схожих науках занимает важное место в учении. Но хотелось бы остановится не на этом наиболее известном факте, а на подробном изучении периодического закона об атомах и их свойствах. Ведь на самом деле с момента его появления основной смысл закона начал преобразовываться, поскольку это связанно с развитием этой темы большинством ученных химиков и физиков, которые вплотную занялись понятием «атом» и установлением его сложной природы.
Атом и его состав
Долгое время в науке господствовало мнение, что атомы неделимы, т. е. не содержат более простых составных частей. Считалось также, что атомы неизменны: атом данного элемента ни при каких условиях не может превращаться в атом какого-либо другого элемента,
Однако в конце XIX века был установлен :ряд фактов, свидетельствовавших о сложном составе атомов и о возможности их взаимопревращений. Сюда относится, прежде всего, открытие электрона английским физиком Дж.Дж. Томсшо в 1897 году «Электрон» — элементарная частица, обладающая наименьшим существующим в природе отрицательным электрическим зарядом (1,602- 10м9 Кл). Масса электрона равна 9,1095-10~28 г, т. е. почти в 2000 раз меньше массы атома водорода. Было установлено, что электроны могут быть выделены из любого элемента: так, они служат переносчиками тока в металлах, обнаруживаются в пламени, испускаются многими веществами при нагревании, освещении или рентгеновском облучении. Отсюда следует, что электроны содержатся в атомах всех элементов. Но электроны заряжены отрицательно, а атомы не обладают электрическим зарядом, они электронейтральны. Следовательно, в атомах, кроме электронов, должны содержаться какие-то другие, положительно заряженные частицы. Иначе говоря, атомы представляют собой сложные образования, построенные из более мелких структурных единиц.
Радиоактивность атома
Большую роль в установлении сложной природы атома и расшифровке его структуры сыграло открытие и изучение «радиоактивности». Радиоактивностью было названо явление, испускания некоторыми элементами излучения, способного проникать через вещества, ионизировать воздух, вызывать почернение фотографических пластинок. Впервые, в 1896 году это явление обнаружил у соединений урана французский физик А. Беккерель, Вскоре Мария Кюрт-Склодовская установила, что радиоактивностью обладают и соединения тория. В 1898 году она вместе со своим супругом, французским физиком , Пьером Кюри, открыла в составе урановых руд два новых радиоактивных элемента, - названных по ее предложению полонием (от латинского Роlonia —Польша) и радием (от латинского radius — луч). Новые элементы оказались гораздо более мощными источниками радиоактивного излучения, чем уран и торий.
Исследованиями супругов Кюри и английского физика Э. Резерфорда было установлено, что радиоактивное излучение неоднородно: под действием магнитного поля оно разделяется на три пучка, один из которых не изменяет своего первоначального направления, а два другие отклоняются в противоположные стороны.
Лучи, не отклоняющиеся в магнитном поле и, следовательно, не несущие электрического заряда, получили название у-лучей. Они представляют собой электромагнитное излучение, сходное с рентгеновскими лучами и обладающее очень большой проникающей способностью.
Отклонение двух других пучков под действием магнитного поля показывает, что эти пучки состоят из электрически заряженных частиц. Противоположные же направления наблюдаемых отклонений свидетельствуют о том, что в состав одного пучка входят отрицательно заряженные частицы (этот вид излучения получил название (3 - лучей), а в состав другого (названного а-лучами)-частицы, обладающие положительным зарядом. (З-Лучи оказались потоком быстро движущихся электронов. Это еще раз подтвердило, что электроны входят в состав атомов.
Что же касается положительно заряженных а-лучей, то, как выяснилось, они состоят из частиц, масса которых равна массе атома гелия, а абсолютная величина заряда — удвоенному заряду электрона. Прямым опытом Резерфорд доказал, что эти-частицы представляют собой заряженные атомы гелия. Он поместил тонкостенную ампулу с небольшим количеством радия внутрь большой про бирки, из которой после этого был удален воздух. Излучение проникало через тонкие стенки внутренней ампулы, по задерживалось толстыми стенками внешней пробирки, так что а-частицы оставались в пространстве между ампулой и пробиркой. С помощью спектрального анализа в этом пространстве было обнаружено присутствие гелия.
Результаты опыта означали, что атомы радия в процессе радиоактивного излучения распадаются, превращаясь в атомы других элементов,— в частности, в атомы гелия. Впоследствии было показано, что другим продуктом распада радия является элемент радон, также обладающий радиоактивностью и принадлежащий к семейству благородных газов. Аналогичные выводы были получены при исследовании других радиоактивных элементов.
Ядерная модель атома
Изучение радиоактивности подтвердило сложность состава атомов. Встал вопрос о строении атома, о его внутренней структуре.
Согласно модели, предложенной в 1903 году Дж.Дж. Томсоном, атом состоит из положительного заряда, равномерно распределенного по всему, объему атома, и электронов, колеблющихся внутри этого заряда. Для проверки гипотезы Томсона и более точного определения внутреннего строения атома Э. Резерфорд провел серию опытов по рассеянию частиц тонкими металлическими пластинками. Суть такого опыта была в том, что источник излучения помещали в свинцовый кубик с просверленным в нем каналом, так что удавалось получить поток частиц, летящих в определенном направлении. Попадая на экран, покрытый сульфидом цинка, частицы вызывали его свечение, причем в лупу можно было увидеть и подсчитать отдельные вспышки, возникающие на экране при попадании на него каждой частицы. Между источником излучения и экраном помещали тонкую металлическую фольгу. По вспышкам на экране можно было судить о рассеянии частиц, т. е. об их отклонении от первоначального направления при прохождении через слой металла.
Скачать реферат