Kalawan hiji atom ngaliwatan umur - bagian 1

Abad panungtungan mindeng disebut salaku "umur atom". Dina waktu nu teu jauh teuing, ayana "bata" nu ngawangun dunya sabudeureun urang tungtungna kabuktian, sarta kakuatan dormant di aranjeunna dileupaskeun. Pamanggih atom sorangan, kumaha oge, boga sajarah pisan panjang, sarta carita sajarah pangaweruh ngeunaan struktur materi teu bisa dimimitian disebutkeun ti kecap ngarujuk kana jaman baheula.

1. Hiji sempalan fresco Raphael urang "The School of Athena", ngagambarkeun Plato (di katuhu, filsuf ngabogaan fitur Leonardo da Vinci) jeung Aristoteles.

"Geus kolot..."

… filsuf nepi ka kacindekan yen sakabeh alam diwangun ku partikel imperceptibly leutik. Tangtu, dina waktu éta (jeung lila sanggeus éta) élmuwan teu boga kasempetan pikeun nguji asumsi maranéhanana. Éta ngan ukur usaha pikeun ngajelaskeun observasi alam sareng ngajawab patarosan: "Naha materi tiasa ruksak salamina, atanapi aya tungtung fisi?«

Jawaban anu dirumuskeun di sagala rupa kalangan budaya (utamana di India kuna), tapi ngembangkeun elmu dipangaruhan ku ulikan filosof Yunani. Dina isu libur taun ka tukang ngeunaan "Teknisi Muda", pamiarsa diajar ngeunaan sajarah abad-lami kapanggihna unsur ( "Bahaya jeung Unsur", MT 7-9/2014), nu ogé dimimitian di Yunani Kuno. Deui dina abad ka-XNUMX SM, komponén utama ti mana zat (unsur, unsur) diwangun ieu searched pikeun rupa-rupa zat: cai (Thales), hawa (Anaximenes), seuneu (Heraclitus) atawa bumi (Xenophanes).

Empedocles reconciled aranjeunna sadayana, nyatakeun yén zat diwangun teu hiji, tapi opat unsur. Aristoteles (abad ka-1 SM) ditambahkeun zat idéal sejen - éter, nu ngeusi sakabéh jagat, sarta nyatakeun kamungkinan transformasi unsur. Di sisi séjén, Bumi, ayana di puseur jagat raya, dititénan ku langit, nu salawasna unchanged. Hatur nuhun kana otoritas Aristoteles, téori ieu ngeunaan struktur materi jeung sakabeh ieu dianggap bener pikeun leuwih ti dua rébu taun. Janten, antara séjén, dasar pikeun ngembangkeun alkimia, sareng ku kituna kimia sorangan (XNUMX).

2. Dada Democritus of Abdera (460-370 SM)

Sanajan kitu, hipotésis séjén ogé dimekarkeun dina paralel. Leucippus (abad XNUMXth SM) percaya yén zat diwangun ku partikel leutik pisan pindah dina vakum. Pamadegan filsuf dikembangkeun ku muridna - Democritus of Abdera (c. 460-370 SM) (2). Anjeunna disebut "blok" anu ngawangun atom zat (Atomos Yunani = teu bisa dibagi). Anjeunna nyatakeun yén aranjeunna henteu tiasa dibagi sareng teu robih, sareng jumlahna di jagat raya tetep. Atom gerak dina vakum.

iraha atom aranjeunna disambungkeun (ku sistem kait jeung panon) - sagala rupa awak kabentuk, sarta nalika aranjeunna dipisahkeun tina unggal lianna - awak ancur. Democritus percaya yén aya infinitely loba jenis atom, béda dina bentuk jeung ukuran. Karakteristik atom nangtukeun sipat zat, contona, madu amis diwangun ku atom lemes, jeung cuka haseum diwangun ku sudut; awak bodas ngabentuk atom lemes, sarta awak hideung ngabentuk atom kalawan permukaan kasar.

Cara ngahijikeun bahan ogé mangaruhan sipat zat: dina padet, atom-atom padeukeut padeukeut, sareng dina awak lemes lokasina sacara bébas. The quintessence tina pintonan Democritus nyaeta pernyataan: "Saleresna, aya ngan emptiness jeung atom, sagalana sejenna mangrupa ilusi."

Dina abad ka hareup, pamadegan Democritus dikembangkeun ku filsuf saterusna, sababaraha rujukan ogé kapanggih dina tulisan Plato. Epicurus - salah sahiji panerusna - malah percaya éta atom aranjeunna diwangun ku komponén malah leuwih leutik ("partikel dasar"). Tapi, téori atomistik ngeunaan struktur materi leungit ka unsur Aristoteles. konci-geus lajeng-kapanggih dina pangalaman. Nepi ka aya alat pikeun ngonfirmasi ayana atom, transformasi unsur gampang dititénan.

Salaku conto: nalika cai dipanaskeun (tiis sareng unsur baseuh), hawa dicandak (uap panas sareng baseuh), sareng taneuh tetep di handapeun wadahna (présipitasi tiis sareng garing tina zat anu leyur dina cai). Sipat anu leungit - kahaneutan sareng kagaringan - disayogikeun ku seuneu, anu manaskeun bejana.

Invarian sareng konstan jumlah atom aranjeunna ogé ngabantah observasi, sabab mikroba dianggap muncul "kaluar tina nanaon" nepi ka abad ka-XNUMX. Pamadegan Democritus henteu masihan dasar pikeun percobaan alkimia anu aya hubunganana sareng transformasi logam. Éta ogé hésé ngabayangkeun sareng ngulik rupa-rupa jinis atom anu teu aya watesna. Téori dasar sigana leuwih basajan tur leuwih convincingly ngajelaskeun dunya sabudeureun.

3. Potrét Robert Boyle (1627–1691) ku J. Kerseboom.

Ragrag jeung rebirth

Pikeun abad, téori atom geus nangtung sajaba ti elmu mainstream. Sanajan kitu, manehna teu tungtungna maot, gagasan nya salamet, ngahontal élmuwan Éropa dina bentuk tarjamahan filosofis Arab tina tulisan kuna. Ku mekarna pangaweruh manusa, dasar-dasar téori Aristoteles mimiti ancur. Sistem heliocentric Nicolaus Copernicus, observasi mimiti supernovae (Tycho de Brache) timbul ti nowhere, kapanggihna hukum gerak planét (Johannes Kepler) jeung bulan Jupiter (Galileo) hartina dina sixteenth na seventeenth. abad, jalma ceased hirup handapeun langit unchanged ti mimiti dunya . Di bumi, oge, éta tungtung pamadegan Aristoteles.

Usaha alkémis anu umurna abad-abad henteu kéngingkeun hasil anu dipiharep - aranjeunna gagal ngarobih logam biasa janten emas. Beuki loba élmuwan questioned ayana unsur sorangan, sarta inget téori Democritus.

4. Percobaan 1654 kalawan hémisfér Magdeburg ngabuktikeun ayana vakum sarta tekanan atmosfir (16 kuda teu bisa megatkeun hemispheres tatangga ti mana hawa ieu ngompa kaluar!)

Robert Boyle dina taun 1661 méré definisi praktis ngeunaan unsur kimia salaku zat anu teu bisa dirobih jadi komponén-komponénna ku analisis kimia (3). Anjeunna percaya yén zat diwangun ku partikel leutik, padet tur indivisible nu béda dina bentuk jeung ukuran. Ngagabungkeun, aranjeunna ngabentuk molekul sanyawa kimia anu ngabentuk materi.

Boyle disebut partikel leutik ieu corpuscles, atawa "corpuscles" (diminutive tina kecap Latin corpus = awak). Pamandangan Boyle undoubtedly dipangaruhan ku penemuan pompa vakum (Otto von Guericke, 1650) jeung perbaikan pompa piston pikeun compressing hawa. Ayana vakum sarta kamungkinan ngarobah jarak (salaku hasil tina komprési) antara partikel hawa kasaksian dina ni'mat téori Democritus (4).

Élmuwan pangageungna dina waktos éta, Sir Isaac Newton, ogé élmuwan atom. (5). Dumasar kana pandangan Boyle, anjeunna nempatkeun hipotésis ngeunaan fusi awak kana formasi anu langkung ageung. Gantina sistem kuna eyelets jeung kait, tying maranéhanana éta - kumaha sejenna - ku gravitasi.

5. Potrét Sir Isaac Newton (1642-1727), ku G. Kneller.

Ku kituna, Newton ngahijikeun interaksi di sakuliah jagat raya - hiji kakuatan dikawasa duanana gerak planét jeung struktur komponén pangleutikna zat. Élmuwan percaya yén cahaya ogé diwangun ku corpuscles.

Dinten ieu kami terang yén anjeunna "satengah katuhu" - loba interaksi antara radiasi jeung zat dijelaskeun ku aliran foton.

Kimia asalna kana antrian

Nepi ka ampir ahir abad ka-XNUMX, atom mangrupikeun hak prerogatif para fisikawan. Nanging, révolusi kimiawi anu diprakarsai ku Antoine Lavoisier anu ngajantenkeun ide ngeunaan struktur granular zat ditarima sacara umum.

Kapanggihna struktur kompléks elemen kuna - cai jeung hawa - tungtungna refuted téori Aristoteles. Dina ahir abad ka-XNUMX, hukum konservasi massa jeung kapercayaan dina impossibility tina transformasi unsur ogé henteu ngabalukarkeun objections. Timbangan parantos janten alat standar di laboratorium kimia.

6. John Dalton (1766-1844)

Hatur nuhun kana pamakéanana, éta noticed nu unsur ngagabungkeun saling, ngabentuk sanyawa kimia tangtu dina babandingan massa konstan (paduli asal maranéhanana - alam atanapi artifisial diala - sarta metoda sintésis).

Observasi ieu jadi gampang explicable lamun urang nganggap yén zat diwangun ku bagian-bagian nu teu bisa dibagi jadi hiji sakabeh. atom. Pencipta téori atom modern, John Dalton (1766-1844) (6), nuturkeun jalur ieu. Hiji élmuwan di 1808 nyatakeun yén:

1. Atom anu indestructible na immutable (ieu, tangtosna, maréntah kaluar kamungkinan transformasi alkimia).
2. Sakabéh zat diwangun ku atom teu bisa dibagi.
3. Sadaya atom tina unsur anu dipasihkeun sami, nyaéta, aranjeunna gaduh bentuk, massa sareng sipat anu sami. Sanajan kitu, unsur béda diwangun ku atom béda.
4. Dina réaksi kimiawi, ngan cara ngagabung atom robah, ti mana molekul sanyawa kimia diwangun - dina proporsi nu tangtu (7).

Pananjung sejen, ogé dumasar kana observasi kursus parobahan kimiawi, nya éta hipotésis fisikawan Italia Amadeo Avogadro. Élmuwan dugi ka kacindekan yén volume gas anu sami dina kaayaan anu sami (tekanan sareng suhu) ngandung jumlah molekul anu sami. Papanggihan ieu ngamungkinkeun pikeun ngadegkeun rumus loba sanyawa kimia jeung nangtukeun beurat atom.

7. Simbol atom dipaké ku Dalton (Sistem Anyar Filsafat Kimia, 1808)

8. Padet Platonic - lambang atom tina "unsur" kuna (Wikipedia, pangarang: Maxim Pe)

Sabaraha kali dipotong?

Mecenghulna gagasan atom ieu pakait sareng patarosan: "Naha aya tungtung division zat?". Contona, hayu urang nyandak hiji apel kalayan diaméter 10 cm sarta péso tur mimitian slicing buah. Kahiji, dina satengah, lajeng satengah apal kana dua bagian deui (sajajar jeung cut saméméhna), jsb Sanggeus sababaraha kali, tangtosna, urang bakal rengse, tapi euweuh nyegah urang neraskeun percobaan dina imajinasi hiji atom? Sarébu, sajuta, meureun leuwih?

Saatos ngadahar apel anu dicincang (nikmat!), Hayu urang ngamimitian itungan (jalma anu terang konsép kamajuan géométri bakal kirang kasulitan). Divisi kahiji bakal masihan kami satengah buah kalayan ketebalan 5 cm, potongan salajengna bakal masihan kami nyiksikan kalayan ketebalan 2,5 cm, jsb ... 10 keok! Ku alatan éta, "jalur" ka dunya atom teu panjang.

*) Paké péso kalayan sabeulah ipis infinitely. Kanyataanna, obyék saperti teu aya, tapi saprak Albert Einstein dina panalungtikan nya dianggap karéta gerak dina laju cahaya, urang ogé diwenangkeun - pikeun kaperluan percobaan pamikiran - nyieun asumsi di luhur.

Atom Platonic

Plato, salah sahiji pikiran panggedena jaman baheula, ngajelaskeun atom-atom anu unsur-unsurna bakal diwangun dina dialog Timachos. Formasi ieu ngagaduhan bentuk polyhedra biasa (padatan Platonic). Janten, tetrahedron mangrupikeun atom seuneu (salaku pangleutikna sareng paling volatile), octahedron mangrupikeun atom hawa, sareng icosahedron mangrupikeun atom cai (sadayana padet gaduh témbok segitiga sami). Kubus kuadrat mangrupikeun atom bumi, sareng dodecahedron pentagon mangrupikeun atom unsur idéal - éter celestial (8).