Становление и развитие современной атомистики. Часть 3.

Открытие электрона, мельчайшей негативно заряженной частички, отдало реальные основания для выяснения структуры атомов. Начиная с последних лет XIX в. атом, образно говоря, стал примерять одну «электронную одежду» за другой. Но, чтоб тормознуть на какой-нибудь определенной модели, исследователям не хватало очень принципиальной детали: представления о носителе положительного заряда в атоме, нейтрализующего отрицательные Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. заряды электронов. Все же «электронные» модели атома не замедлили показаться на свет.
Пожалуй, первой из их была модель В.Кельвина (1902), в согласовании с которой электроны распределялись некоторым образом снутри положительно заряженной сферы. Согласно Ф.Ленарду (1903), атом состоял из «дублетов» отрицательных и положительных зарядов (так именуемых динамид). Г.Нагаока (1904) высказал Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. предположение, что атом устроен наподобие планетки Сатурн (вокруг положительно заряженного тела негативно заряженные электроны размещаются кольцеобразно).
Все эти модели были плодами теоретических (почти во всем – чисто математических) построений и носили формальный нрав, так как не давали основания для попыток связать структуру атомов со качествами соответственных частей Становление и развитие современной атомистики. Часть 3..
Дж.Томсон в 1904 г. предложил еще одну модель атома: снутри положительно заряженной сферы крутящиеся электроны располагаются в одной плоскости по концентрическим оболочкам (рис. 1).

Рис. 1. Атом Томсона: электроны в облаке, имеющем положительный заряд

Хотя вопрос о нраве положительного заряда оставался открытым, Томсон математически изучил схожую модель и выявил случаи сбалансированного рассредотачивания Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. электронов в атоме, т.е. условия существования их устойчивых конфигураций.
Кратко ход рассуждений ученого заключался в последующем. Наибольшее количество электронов, образующих сбалансированную конфигурацию («кольцо»), равно 5. Если же снутри кольца поместить одну либо несколько «корпускул» (Томсон всю жизнь называл электроны корпускулами), то оно будет устойчивым и при большем числе образующих Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. его электронов. При увеличении числа электронов они образуют серию концентрических колец, при этом количество электронов вырастает пропорционально радиусу кольца.
Делая упор на свои расчеты, Томсон предпринял первую в собственном роде попытку разъяснения повторяющегося конфигурации параметров хим частей, связав парадокс периодичности с закономерным конфигурацией числа электронов в концентрических кольцах Становление и развитие современной атомистики. Часть 3., либо, как он гласил, в «корпускулярных группах». Обсуждая разные конфигурации колец собственной модели, Томсон демонстрировал, что устойчивость этих конфигураций временами связана с числом «корпускул».

Дж. Томсон (1856–1940)

По другому говоря, мнения Томсона в сокрытой форме содержали только принципиальный вывод – место элемента в повторяющейся системе определяется специфичными особенностями рассредотачивания «корпускул» (электронов Становление и развитие современной атомистики. Часть 3.) в атоме. Схожий вывод был в конечном счете недалек от правды.
Многие современники Томсона положительно охарактеризовывали его идею. Так, Э.Резерфорд, а именно, гласил, что конкретно Томсону наука должна разъяснением, правда, основанном на общих соображениях, конфигурации хим параметров атома по мере возрастания числа электронов в нем. Н.Бор отмечал огромное Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. воздействие работ Томсона на предстоящее развитие атомной теории. Но до подлинного осознания сути периодичности было еще неблизко.
Было неведомым четкое количество электронов в атомах. Так как масса электрона очень мала, то естественным казалось считать, что количество электронов в атомах должно измеряться большенными числами (порядка нескольких тыщ). Как и Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. раньше оставался нерешенным вопрос о носителе единичного положительного заряда. Томсон считал, что его масса должна существенно превосходить массу единичного отрицательного заряда. Схожее предположение потом оказалось подходящим реальности.

Н.Бор (1885–1962) Э.Резерфорд (1871–1937)

Все предлагавшиеся атомные модели сыграли ту либо иную роль в выяснении реальной структуры атома. Практически любая из их содержала определенные Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. оптимальные зерна. Даже модель Ленарда, так как расчеты, проделанные на ее базе, приводили к выводу, что бо'льшая часть объема атома «пуста», даже модель «сатурнианского» атома Нагаоки.
Решающее значение для экспериментального выяснения того, как все-же устроен атом, имели исследования рассеяния -частиц, которыми облучались разные мишени. Здесь-то и проявилась Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. «радиоактивная составляющая» в зании строения вещества: ведь -частица была продуктом 1-го из видов радиоактивного распада – -распада. В ряде всевозможных случаев были обнаружены отличия неких -частиц на углы, превосходящие 90°. Это аномальное явление свидетельствовало о том, что в атоме сосредоточено насыщенное электронное поле, ибо в неприятном случае было Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. бы исключено настолько резкое изменение направления движения -частицы (рис. 2). Развивая эту идею, Резерфорд в 1911 г. выдвинул предположение о существовании в атоме громоздкого заряженного тела.

Рис. 2. Линии движения -частиц, пролетающих поблизости томного ядра

Так появилась на свет ядерная модель атома Резерфорда (сам термин «ядро» был введен Резерфордом в 1912 г.), поточнее ее Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. было именовать ядерно-планетарной, так как она предполагала, что электроны крутятся вокруг ядра по оболочкам, подобно планеткам вокруг Солнца (рис. 3). К идее о положительном заряде ядра Резерфорд пришел не сходу.

Рис. 3. Планетарная модель атома

Стало вероятным гласить о разделении параметров атома на два типа: характеристики, конкретно зависящие от ядра, и характеристики Становление и развитие современной атомистики. Часть 3., определяемые электрическими оболочками. К первым относились заряд ядра, масса атома, которая очень не достаточно отличалась от массы ядра, так как суммарная масса электронов была очень мала, также радиоактивные характеристики. Ко вторым относились размеры атома (поперечник атома 10–10 м, поперечник ядра 10–10 м), хим характеристики и многие физические характеристики Становление и развитие современной атомистики. Часть 3., к примеру, электронные, магнитные и оптические.
Пишаке того как ядерная модель появилась на свет, центральными все таки оказались препядствия, связанные со качествами, обусловленными электрическими оболочками атома. Но разъяснение этих параметров на базе электрической природы сил взаимодействия, определяющих строение атома, столкнулось с практически неразрешимым противоречием. Оно заключалось в том, что атом, состоящий Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. из положительно заряженного ядра и из негативно заряженных электронов, должен быть неустойчив. Ведь электроны в атоме, двигаясь, согласно законам традиционной механики, вокруг ядра, под действием кулоновских сил притяжения к нему в согласовании с канонами традиционной электродинамики должны были безпрерывно терять энергию вследствие излучения. В конечном итоге электроны все Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. более и поболее приближались бы к ядру, прямо до падения на него. Таким макаром, атом Резерфорда вначале был обречен на разрушение.
Схожее противоречие было разрешено в 1913 г. Н.Бором, который применил к ядерно-планетарной модели квантовую теорию Планка. Бор рассуждал последующим образом: «…традиционная электродинамика недостаточна для описания системы Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. атомного размера. Каково бы ни оказалось изменение в законах движения электрона, представляется нужным ввести в эти законы величины, чуждые традиционной электродинамике, т. е. постоянную Планка…» Бор считал, что если крутящиеся электроны не падают на ядро, то отсюда следует предположение: в атоме есть «пути», двигаясь по которым электроны не теряют Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. энергии. Эти «пути» – так именуемые стационарные орбиты, отвечающие «разрешенным» уровням энергии в атоме. Электрон начинает терять энергию исключительно в том случае, если покидает стационарную орбиту. Когда возбужденный атом ворачивается в обычное состояние, «падающий» электрон перескакивает с орбиты на орбиту и теряет энергию не безпрерывно, а скачками. «Количественная» оценка этих скачков вероятна Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. только при условии внедрения планковской теории. Образно говоря, планковский квант выручил атом Резерфорда. Бор таким макаром отыскал ключ к осознанию внутренней механики атома, создав его квантовую теорию.
Это было величайшее открытие на пути сотворения современной атомистики. Но «квантовый атом» также таил внутри себя противоречие: представление о стационарных орбитах электрона опиралось Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. на квантовую теорию, тогда как расчет этих орбит выполнялся способами традиционной механики и электродинамики. Тем теория Бора не была поочередно ни квантовой, ни традиционной. Как остроумно увидел британский физик У.Брэгг, принимая теорию Бора, «мы вроде бы должны по понедельникам, средам и пятницам воспользоваться традиционными законами, а по вторникам Становление и развитие современной атомистики. Часть 3., четвергам и субботам – квантовыми».
В начале января 1913 г. голландский ученый А.Ван ден Брук высказал предположение: порядковый номер элемента (Z) в повторяющейся системе Д.И.Менделеева численно равен заряду ядра его атомов. Не считая того, Ван ден Брук предложил догадку о строении атомного ядра. По его воззрению Становление и развитие современной атомистики. Часть 3., оно должно было состоять из ядер водорода (протонов) и внутриядерных электронов. Этой моделью практически воспользовались до 1932 г.

А.Ван ден Брук (1870–1926) Г.Мозли (1887–1915)

Мысль Ван ден Брука о равенстве заряда ядра атома порядковому номеру оказалась одним из самых базовых «откровений» в зарождавшейся новейшей атомистике. В том же году она Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. получила экспериментальное доказательство. Британский физик Г.Мозли детально исследовал диапазоны характеристических рентгеновских лучей, испускавшихся атомами ряда поочередно расположенных частей (от кальция до цинка). Схожее исследование позволило ему прийти к выводу: «Для атома существует базовая величина, которая возрастает постоянным образом при переходе от 1-го элемента к примыкающему. Данная величина может быть только зарядом Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. центрального положительного ядра… она есть ничто другое, как номер места, занимаемого элементом в повторяющейся системе».
Мозли дальше утверждал, что хим характеристики частей управляются величинами их порядковых номеров, тогда как атомные веса являются сами по для себя сложной функцией Z. В 1914 г. он продолжил опыты со существенно огромным Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. количеством частей и подтвердил корректность собственного вывода. Мозли установил величины порядковых номеров частей от алюминия до золота и зафиксировал ясные пробелы, отвечающие не открытым еще элементам (Z = 43, 61, 72 и 75).
Стало разумеется, что последовательность расположения частей по повышению атомных весов на сто процентов схожа последовательности по величинам Z. Потому существование «аномалий» в последовательности Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. атомных весов Co–Ni, Ar–K, Te–I не противоречило идее периодичности. Точно обусловилось число частей меж водородом и ураном. Раз и навечно нижней границей системы частей был признан водород с Z = 1.
Повторяющийся закон получил в конце концов физическое обоснование. Сменилась его формулировка. Сейчас она звучала так: характеристики Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. частей, а поэтому и характеристики образуемых ими обычных и сложных тел находятся в повторяющейся зависимости от зарядов ядер соответственных частей.
На замену атомным весам, природа которых все еще оставалась недостаточно ясной, пришла строгая и точная физическая константа – заряд ядра Z, определяющий число электронов в атоме. Это было типичным Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. вторым рождением повторяющегося закона.
Но выяснение физической сути повторяющегося закона еще не означало истолкования глубинных обстоятельств явления периодичности. Оно не разъясняло, почему разные периоды содержат конкретно такое количество частей, а не другое и почему периоды начинаются химически активными щелочными металлами, а завершаются инертными газами. По другому говоря, сама структура повторяющейся Становление и развитие современной атомистики. Часть 3. системы не имела настолько же фундаментального обоснования, как повторяющийся закон.
Модель атома добивалась предстоящей детализированной разработки, которая заключалась в установлении закономерностей формирования электрических конфигураций атомов по мере роста Z. Конкретно на этом направлении сначала 1920-х гг. была сотворена теория повторяющейся системы частей (приемущественно Н.Бором).


stanovlenie-haraktera-ivana-groznogo-doklad.html
stanovlenie-i-istoriya-razvitiya-mirovoj-torgovli.html
stanovlenie-i-razvitie-associativnoj-psihologii-17-18v-.html