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los Átomos y las moléculas

la Ciencia y la técnica
 
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Todas las sustancias consisten de las partículas minúsculas - los átomos. Los átomos se unen en moléculas mayores de que tienen la estructura difícil que consiste de mil de los átomos.

Sobre lo que todo verdadero consiste de las partículas, sabían todavía los griegos antiguos. Cerca de 420 adC el filósofo Demokrit ha apoyado la hipótesis que la materia consiste de las partículas minúsculas, indivisibles. En griego atomos significa "эхфхышь№щ" por eso estas partículas han llamado los átomos.

Otros filósofos seguían otro punto de vista, y en el siglo IV adC Aristotel se ha manifestado en apoyo de la opinión, conforme a que la materia consiste de las combinaciones distintas de cuatro elementos así llamados - la tierra, del aire, fuego y el agua. Esta idea ha recibido la difusión ancha y ha sido la base la alquimia - la forma primitiva de la química que dominaba en la ciencia hasta el siglo XVII.

Una de las tareas principales de la alquimia era la creación "ІышъёшЁр цшчэш" - la droga, que permitiría a la persona vivir eternamente. Otra consistía en la creación de las riquezas por medio de la transformación de los metales regulares en el oro. Muchos alquimistas afirmaban que han decidido estas tareas, sin embargo nadie de ellos y no ha obtenido el éxito real.


la Revuelta en la ciencia

Algunos científicos continuaban ser de la opinión que la materia consiste de los átomos, pero sólo a principios del siglo XIX eran recibidos los datos experimentales que confirman a esta teoría. El químico inglés y el escritor John Dalton realizaba los experimentos con los gases y estudiaba las vías de su unión. Así, él ha descubierto que el oxígeno y el hidrógeno, formando el agua, siempre se unen en las mismas proporciones por la masa. Otros científicos se encontraban también con los datos semejantes, pero el Daltón por primera vez ha reconocido su significado. Él ha sacado la conclusión que las sustancias consisten de los átomos y que todos los átomos de la sustancia simple tienen la masa igual. A la unión de las sustancias simples de la cantidad de los átomos que se unen se encuentran en una cierta proporción invariable. La atomística del Daltón explicaba, por qué las sustancias se unen en la proporción invariable de masas, también era la base para el estudio detallado de la materia. ¿Las sustancias consisten de los átomos, a de que consisten los átomos? Las primeras llaves de la adivinanza de este misterio han aparecido a finales del siglo XIX, cuando los investigadores estudiaban el paso de la electricidad a través de los tubos de descarga que contienen el aire enrarecido. A veces las paredes del tubo irradiaban luz verde a la presentación de la alta tensión en dos placas metálicas - los electrodos. La luminiscencia surgía con el impacto de los rayos invisibles del electrodo negativo, o el cátodo, a las paredes del tubo.

En 1890 años el físico Dzh inglés. Tomson ha demostrado que estos rayos catódicos (como entonces los llamaban) - no que otro, como los flujos de las partículas negativamente cargadas. Se Suponía que estas partículas salen de los átomos, aunque su disposición dentro de los átomos restaba no clara. Tomson ha expresado la suposición que el átomo puede ser parecido al pudín navideño, en que grande, pero fácil por la masa la esfera positivamente cargada es sembrada por las partículas (electrones) numerosas negativamente cargadas. Sin embargo las experiencias distintas por el estudio de la estructura del átomo han demostrado que es la teoría sin duda errónea.


la Estructura del átomo

la Estructura del átomo En 1911 Ernest Rezerford, el físico británico, el nativo de la Nueva Zelanda que trabajaba junto con Tomsonom, ha propuesto la estructura del átomo que explica realmente a su conducta durante los experimentos. Rezerford ha supuesto que el centro (o el núcleo) el átomo tiene la carga positiva y la masa relativamente grande, a alrededor del núcleo giran los electrones extremadamente fáciles y negativamente cargados.

Sin embargo Rezerford no reconocía que habitualmente en el núcleo del átomo se encuentran positivamente cargado, así como las partículas neutrales. La existencia de las partículas positivamente cargadas era reconocida en 1920, y han recibido el nombre los protones. En 1932 el físico James Chedvik inglés ha abierto las partículas no cargadas y ha llamado sus neutrones. En resultado el cuadro de la estructura del átomo era acabado y desde entonces es la base de nuestra comprensión de la materia.


los Elementos

Cualquier sustancia, en que todos los átomos tienen la cantidad igual de los protones, se llama en el elemento. El número de los protones en cada átomo - el número nuclear del elemento. Hay 92 elementos naturales, sus átomos tienen de 1 hasta 92 protones. Además, algunos otros elementos con aún número grande de los protones en el átomo es posible recibir por medio del mecanismo bajo el nombre el acelerador de las partículas elementales. A los elementos naturales se refieren el hierro, el mercurio y el hidrógeno.

En muchas sustancias los átomos se unen en los grupos llamados por las moléculas. Así, el gas el hidrógeno consiste de las moléculas, cada uno de que contiene dos átomos del hidrógeno. A menudo, sin embargo, las moléculas de la sustancia consisten de los átomos más de un elemento. Tales sustancias se llaman en las uniones. Por ejemplo, el agua es la unión, donde cada molécula consiste de dos átomos del hidrógeno y un átomo del oxígeno. En muchas moléculas hay mucho bolshee la cantidad de los átomos. Algunas moléculas albuminadas representan las uniones difíciles de algunos mil de átomos. Algunos elementos naturales se encuentran solamente en las uniones. Así, el sodio es el metal tanto fácilmente que se une a otras sustancias que de ello no es posible descubrir puro. Él es ampliamente conocido en la combinación con el cloro en forma del cloruro del sodio - la sal común.


los Enlaces

los Enlaces los Átomos en las moléculas se comunican las vías distintas, además dividen entre ellos los electrones o los cambian. Dos tipos simples del enlace químico son kovalentnaja e iónico.

el Enlace covalente surge, cuando los átomos tienen los electrones generales. Así, la molécula del gas hidrogenado consiste de dos átomos del hidrógeno vinculado por el enlace covalente. El único electrón de cada átomo del hidrógeno gira alrededor de los núcleos de los dos átomos, vinculándolos conjuntamente.

En caso del enlace iónico un átomo entrega los electrones a otro átomo. Surge en resultado la fuerza eléctrica que vincula los átomos conjuntamente. Como regla, la cantidad de los protones positivamente cargados y los electrones negativamente cargados en el átomo igualmente. Sus cargas positivas y negativas equilibran uno a otro, y por eso el átomo no tiene la carga general. Sin embargo en el átomo que da a los electrones, se crea el exceso de la carga positiva, al átomo que recibe los electrones, adquiere la carga general negativa. Tales átomos cargados se llaman en los iones. Los iones de las cargas opuestas se acercan uno a otro, y esta atracción eléctrica retiene los átomos juntos al enlace iónico. Por ejemplo, la molécula de la sal común se forma por medio del enlace iónico, cuando el átomo del sodio entrega el electrón al átomo del cloro.

Todos los átomos de una sustancia tienen la cantidad igual de los protones, pero la cantidad distinta de los neutrones. Así, en el carbono el núcleo de la mayoría de los átomos contiene seis neutrones, pero aproximadamente en cada centésimo de ellos hay siete neutrones. Estos tipos distintos de los átomos del mismo elemento se llaman en los isótopos. Todos los isótopos del elemento dado poseen las propiedades iguales químicas - todos ellos se unen a otras sustancias y forman las mismas combinaciones químicas. Pero las propiedades físicas separadas de los isótopos se diferencian - por ejemplo, tienen los puntos de congelación diferentes o las ebulliciones.

Hablando sobre el isótopo concreto de uno u otro elemento, los científicos llaman su número de masas. Por ejemplo, el carbono-12 es un isótopo regular natural del carbono. Su átomo contiene seis protones y seis neutrones. Un isótopo más raro natural, en el núcleo de que cada átomo se encuentra el neutrón superfluo, se llama el carbono-13.


el Peso atómico

el Protón y el neutrón tienen la masa casi igual, que más de en 1800 veces supera la masa del electrón. Por eso cuando se tratará de la masa del átomo, como regla, no por la falta de referirse a su número de masas.

el Peso atómico del elemento, o su masa relativa nuclear, representa habitualmente la masa media de la mezcla de los isótopos que se encuentran en la naturaleza. El peso molecular de la sustancia, o su masa relativa molecular, es una suma de pesos nucleares de todos los átomos de una molécula de la sustancia dada.


el átomo Polisílabo

Desde entonces los científicos, que experimentaban con los aceleradores, han abierto los centenares de otros tipos de las partículas en los átomos. Pero, por suerte, el modelo simple del átomo es suficiente para explicar la mayor parte de las propiedades de la materia.