Оглавление:
Реальность атомов и молекул
- Реальность атомов и молекул. Отношение каждого исследователя к изучению природы определяется тем философским направлением, которым он руководствуется сознательно или бессознательно. «Какую бы позу ни ставили натуралисты, философия господствует над ними» (Энгельс).
- Наряду с изменением философской системы, доминирующей в сознании ученых, меняется направление интерпретации экспериментальных данных и развития науки. It начинает оказывать влияние идея»энергетической» философии, которая была опубликована одним из выдающихся химиков того времени Вильгельмом Оствальдом.
Идеалистическая тенденция, охватившая науку с конца 19-го века до начала 20-го века, не отступила chemistry. Людмила Фирмаль
В основе мировоззрения лежало абстрактное понятие энергии, не имеющее отношения к матери. Сама субстанция трактуется не как «объективная реальность, существующая независимо от человеческого сознания и обозначаемая им» (Ленин), а лишь как коэффициент уравнения, отражающий понятие пространственного сосуществования массы и веса, естественного processes.
In в этом отношении химические элементы понимаются не как специфические вещества, а как различные формы химической энергии. По-видимому, идея фактического существования атомов и молекул не только чужда духу» энергетической » философии, но и противоречит ее основному principles.
It утверждается, что эти таинственные частицы, которые нельзя увидеть, измерить или взвесить каждую отдельную вещь, являются продуктом недоразвитого воображения бывшего натуралиста. Вера в них так же наивна, как вера в ведьм и колдунов. Идея Оствальда затронула многих ученых того времени, но они вовсе не были согласны с фундаментальной недоказанной невозможностью существования частиц простейшей материи.
Одним из таких ученых является Перри, и по большей части он имеет заслугу прямого экспериментального подтверждения реальности атомов и молекул. Путь к его работе (1908) была открыта кинетическая теория газа. Его основная концепция была разработана М. В. Ломоносовым. Согласно этой теории, лишь малая часть общего объема газа (около 1 миллиона в нормальном состоянии) занята самой молекулой, находящейся в состоянии непрерывного случайного движения.
Поскольку каждая молекула сталкивается миллиарды раз в секунду, среднее значение свободного пробега измеряется в десятках нанометров. На рисунке II1-1 (в сильно расширенном виде) показан примерный путь движения молекулы газа в соответствии с идеей кинематики. Два Когда вы ударяете 1 или другое препятствие, оно оказывает давление на молекулу, что является общим результатом воздействия молекулы.
- Очевидно, что приложенное давление будет больше, воздействие в единицу времени будет больше, и каждый из них будет сильнее. 1. одним из важнейших выводов кинематики было то, что при данной температуре средняя кинетическая энергия поступательного движения молекулы не зависит от ее свойств. То есть, когда масса молекулы изменяется, скорость молекулы изменяется, поэтому средняя кинетическая энергия остается постоянной.
Поэтому давление должно зависеть только от количества молекул (на единицу объема). В воздухе вблизи земной поверхности каждую секунду происходит молекулярное попадание в область 1 см2 1023. Поэтому, чем выше удельный слой газа, тем ниже концентрация молекул в нем.
Но, как известно, при удалении от поверхности Земли давление воздуха уменьшается. Людмила Фирмаль
Кинетическая теория позволяет рассчитать изменение концентрации, обусловленное высотой частицы любой массы. Очевидно, что если эксперименты, учитывающие поведение отдельных частиц, могут доказать правильность расчета кинетической теории, то молекулярно-атомистическая идея подтверждается. Но это было так же трудно, потому что размер молекулы был несущественным.
Перрин устранил эту трудность, используя большие размеры particles. As в результате долгой и кропотливой работы ему удалось получить шар из смолистого вещества размером в несколько десятков микрон примерно такого же радиуса. Такие частицы хорошо видны под микроскопом. Зная радиус и плотность используемых в производстве веществ, можно легко рассчитать массу каждого шарика.
При засасывании воды(или другой жидкости) в небольшую стеклянную камеру первоначально весь ее объем заполняется равномерно, но после отстаивания устанавливается определенное распределение по высоте частиц (рис. III-2). с помощью микроскопа (м) и расчета количества частиц на единицу объема на различных высотах можно проверить, что полученные результаты соответствуют требованиям теории кинематики.
Совпадение результатов Перрена с требованиями кинетической теории * оказалось большим как в распределении частиц по высоте, так и в проверке других результатов, вытекающих из этой теории. Тогда уже невозможно было противостоять молекулярной реальности. Даже Оствальд вынужден был признать, что»атомистическая гипотеза была поднята до уровня теории, основанной на научной основе».
Поэтому примерно с 1910 года концепция молекулярных атомов снова стала общепринятой. Гораздо раньше, во второй половине XIX века, были предприняты первые попытки подойти к вопросу об абсолютной массе и размерах атомов и молекул. Взвешивание одной молекулы, очевидно, невозможно, но теория проложила другой путь. Не i1i по-1.
Примерный путь движения частиц газа. (Л РНС. III-2.Эксперименты перен Граммы определяют количество молекул в молекуле (или атомов в атоме грамма)-так называемое число Авогадро (L’).Подсчет молекул непосредственно так же невозможен, как и взвешивание молекул, но числа Авогадро включены во многие уравнения в различных отделах физики и могут быть вычислены из этих уравнений.
Очевидно, что если результаты таких расчетов, выполненных несколькими независимыми способами, совпадают, то это служит доказательством правильности найденных значений. Результат первого определения числа Авогадро Метод Н. Ты-ебаный МГТОД Лио-」 Голубой цвет неба….. 6.04 радиоактивность. 。 。 6.04 Теория излучения…… 6.05 структура спектра Распределение частиц……….. 6.08 Высота………. 6,05 кристаллическая структура…. 6,04 Заряд-6.02 поверхностное натяжение 6, СО Стейси Абрамс……….
Результаты первого определения чисел Авогадро сравниваются в таблице ниже. Несмотря на различия в методах, вы можете видеть, что все они очень близки друг к другу. В настоящее время значение числа Авогадро равно 6.02•I023.As для определения величины этого количества можно получить следующие данные: если все население Земли (около 40 миллиардов человек) начало считать молекулы, содержащиеся в 1 грамме молекул, то если каждый человек считает непрерывно, то 1 молекула сделает свою работу за 1 секунду, это займет около 500 тысяч лет.
Зная число Авогадро, можно легко найти абсолютную массу частиц любого substance. In дело в том, что абсолютная масса (в граммах) единицы атомной и молекулярной массы равна I / N, то есть от 1,66 до 10-24 г. Если умножить это значение на соответствующую атомную или молекулярную массу, то получится абсолютная масса частицы в question. In в частности, масса атома водорода (атомная масса 1,008) составляет 1,67•10-24 г, эта масса в несколько раз больше массы маленькой гранулы, а масса человека в несколько раз больше массы всей Земли.
Вы также можете использовать число Авогадро для оценки размера атома. Например, атомная масса натрия равна 23,0, а плотность-0,97 г / cm2.So, объем (так называемый атомный объем), занимаемый граммовым атомом натрия, равен 23: 0,97 = 23,7 см3.Поскольку атом грамма содержит 6,02•1023 атома, каждый из которых имеет 23.7 / 6.02•1023 = 3,9•10-23 см3 = 39 занимает A3.It соответствует Кубу с длиной ребра 3,4 А.
На самом деле, более точно думать об атоме как о шаре, а не Кубе, и найти радиус атома Na более точным способом дает 1.86 A. радиус других атомов также выражается значением Ангстрема. Добавь 1) кинетическое выражение М. В. Ломоносова наиболее полно развито в его работе «опыт теории упругости воздуха» (174с). «Атом воздуха», — писал Ломоносов. 3 Б. В. Некрасов
Неустойчивые взаимоотношения, и когда одни вступают в контакт, другие отлетают друг от друга, и их постепенно отталкивают очень частые взаимные атаки, так как сиоаа сталкивается с другими, сближается и снова отскакивает назад. 。 2) Средняя скорость движения молекул основных газов воздуха (азота и кислорода) в нормальных условиях составляет около 460 м / с, среднее число столкновений каждой молекулы в 1 секунду-около 70 млрд, а средний средний свободный путь-около 70 ММК.
Поскольку средний свободный путь обратно пропорционален давлению газа(рис. I-4), например, при 100-миллиметровом вакууме в 1 миллиметр ртутного столба он составляет уже около 50 meters. In дело в том, что молекулы в таком вакууме очень часто встречаются, когда стенки сосуда, содержащего газы, находятся между собой. 3) самой трудной частью исследования Перрина было приготовление шаров определенного размера.
«Я должен был», — написал ОИ.»Обработайте 1 килограмм жевательной резинки и получите некоторое количество дезиграмных зерен. Сам эксперимент проводился в самых разных условиях: температура варьировалась от −9 до 4-58°с, вязкость среды была в соотношении 1: 330, масса шара была в соотношении 1: 70 000 и т. д.
Частицы были подсчитаны на разных высотах с очень узким полем зрения, и было получено среднее значение многих индивидуальных измерений. Например, в одном из экспериментов с использованием резиновых шариков с радиусом 0,21 мкм показания снимали со дна камеры на высотах 5, 35, 65 и 95 мкм.
Согласно теории, в этом случае соотношение числа частиц на этих высотах ожидалось равным 100: 48: 23: II. в ходе эксперимента было подсчитано 13 тысяч шаров, и результат относительного распределения по высоте был представлен числом 100: 47: 23: 12. 4) обновленное значение числа Авогадро составляет (6.0225±0.0003) * 10м. на его основе расширенное понятие расширенного формулируется как число всех видов единиц (молекул, атомов, электронов и т. д.).) равны Авогадро number.
It следует отметить, что в химии трактовка термина»крот»отличается (I§ 4). 5) для абсолютной массы единицы атомной массы (1,66•10 ″ мг) было предложено 2 наименования: «Дальтон»и «авограмм».1 из них широко не используется.
Смотрите также:
| Основные классы соединений | Сложность структуры атома |
| Чистое вещество | Атомные модели |
