ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальные основания учения о строении атомов из "Химия" До конца XIX в. полагали атом неделимой и неизменяющейся частицей, что находило подтверждение в множестве явлений, и главным образом в химических реакциях, в которых вещества реагировали между собой в определенных массовых отношениях (см. гл. 1), и химики оперировали массами целых атомов, или, точнее, величинами, им пропорциональными. [c.25] Однако многие явления, происходящие в веществах, с этой точки зрения были необъяснимы. Накопление таких фактов шло одновременно в различных областях физических и физико-химических явлений. Связь строения атомов с электрическим зарядом все более настойчиво утверждалась в сознании ученых по мере накопления научных открытий и их обобщения. [c.25] Из электрохимических исследований В. В. Петрова (1804), Дэви (1807), обобщенных законами электролиза Фарадея (1830 — 1834), стало очевидным, что атомы могут нести положительный или отрицательный заряд, поскольку они выделяются на катоде или на аноде электролизера. Из корпускулярности вещества соответственно вытекала корпускулярность электрического заряда и в 1874 г. Стони пытался определить величину единичного заряда, связанного с одним одновалентным атомом и названного им электроном. Ему удалось определить лишь заряд, отнесенный к одному грамм-эквива-ленту lf 96 500 кулонов, так как в то время не было известно число Авогадро, определенное позднее (1908—1910). [c.25] Заряд электрона был определен Милликеном (1906—1916) методом уравновешивания заряженной капли в электрическом поле, что позволило определить и уточнить число Авогадро. [c.26] Полученные Гольдштейном (1886) каналовые лучи, также изученные методом Томсона, оказались потоком атомов, несущих на себе положительные заряды, кратные заряду электрона. [c.27] В результате обобщения исследований стало ясно, что при достаточном возбуждении атом отдает электрон и превращается в положительно заряженный ион. Таким образом, атом представляет собой сложную систему. [c.27] В 1895 г. Рентген открыл Х-лучи, которые генерируются на ан тикатоде под действием пучка электронов, вылетающих из катода Они обладают большой проникающей способностью, вызывают ио низацию газов, не отклоняются электрическим и магнитным полями Эти лучи впоследствии получили название рентгеновских. Они представляют собой электромагнитные колебания, аналогичные световым, но обладающие очень короткой длиной волны. [c.27] Лауэ (1912) удалось измерить длину волны рентгеновских лучей найденные значения находятся в интервале 10 —10 см. [c.27] Длина волны и спектр рентгеновского излучения зависят, при постоянных электрических характеристиках рентгеновской трубки (рис. 3), от материала антикатода. [c.27] Мозли пришел к выводу, что в атоме имеется основная величина, возрастающая правильными скачками по мере перехода от одного элемента к другому. Этой величиной может быть только заряд центрального положительного ядра . Предложенная Мозли величина atomi питвег совпала с порядковыми номерами элементов в периодической системе, предложенными еще Д. И. Менделеевым. [c.29] Атомные (или порядковые) номера численно совпадают с величиной заряда ядра атома, выраженной в электронных единицах. Измерить заряды ядер некоторых элементов удалось Резерфорду и Чэдвику (1920). [c.29] На основании закона Мозли и открытий Резерфорда и Чэдвика можно дать современную формулировку периодического закона Д. И. Менделе-ева свойства химических элементов и их соединений находятся в периодической зависимости от величины положительных зарядов ядер их атомов. [c.29] Порядок элементов в периодической системе в соответствии с нарастающим зарядом ядра и их расположением, осуществленным Д. И. Менделеевым, совершенно одинаков, и не требуется никаких коррекций из-за атомных масс, так как атомная масса не является постоянной величиной для данного элемента (изотопы). [c.29] Закон Мозли получил большое практическое применение рентгеноспектральный метод количественного анализа в настоящее время широко применяется, поскольку он обладает высокой степенью локальности (облучаемая точка имеет диаметр 1—2 мкм) и большой точностью, так как в спектре рентгеновского излучения линии различных элементов почти никогда не совпадают. Метод Мозли для рентгеноспектрального анализа воплощен в приборе МАР-1 Ленинградского оптического объединения. [c.29] В 1896 г. Анри Беккерель открыл радиоактивность соединений урана, а в 1898—1902 гг. Пьер и Мария Кюри выделили из остатков руды после извлечения урана новый элемент — радий (Ra), радиоактивность которого оказалась в миллион раз выше радиоактивности урана. По химическим свойствам радий очень близок к барию. Попутно супруги Кюри выделили полоний Ро, а вскоре после этого Дебьерн открыл еще один радиоактивный элемент — актиний Ас. Позднее в 1934 г. Фредерик Жолио-Кюри и Ирен Кюри открыли явление искусственной радиоактивности в результате ядерных реакций. [c.29] При ЭТОМ происходит обратное перемещение в системе Менделеева вправо на один номер (правило сдвига). [c.30] Поток излучаемой при радиоактивном распаде радия энергии неоднороден и его можно разделить электрическим или магнитным полем по методу Томсона. На рис. 6 показан препарат радия, помещенный в изолирующую свинцовую ампулу с тонким отверстием, через которое выходит излучение. Это общее излучение, попадая в конденсатор, разделяется в нем на три части у-лучи не отклоняются ни электрическим, ни магнитным полем, -лучи отклоняются к положительной пластине конденсатора очень сильно, а а-лучи отклоняются немного к отрицательной пластине конденсатора, так как отношение заряда к массе у них значительно меньше, чем у электронов. [c.30] Пропуская через слой вещества (фольга) поток а-частиц и измеряя отклонения отдельных частиц после прохождения через фольгу, Резерфорд (19П) доказал наличие в атоме атомного ядра, в котором сосредоточены практически вся масса атома (99,97%) и весь положительный заряд, так как отклонять -частицу, несущую положительный заряд, могли только положительно заряженные частицы в атомах. [c.31] Измеряя интенсивность потока а-частиц до и после прохождения через фольгу, Резерфорд установил, что положительно заряженная масса сосредоточена в очень малой части всего объема атома. Принципиальная схема опыта приведена на рис. 7. [c.31] Дальнейшие работы Резерфорда дали возможность определить радиус атомного ядра и его заряд. Резерфорд первый наблюдал ядер-ную реакцию превращения атома в изотоп кислорода. [c.31] Вернуться к основной статье