D.I. ELEMENTOV MENDELEV

Kimyo - bu moddalar, ularning o'zgarishi va bu o'zgarishlar bilan birga keladigan hodisalar haqidagi fan. Natijada kimyoviy jarayonlar yangi kimyoviy va fizik xususiyatlarga ega yangi moddalar hosil bo'ladi.

Moddasi alohida ko'rinish diskret zarralari chekli tinch massaga ega bo'lgan materiya. Modda proton, neytron, elektron va boshqalar kabi elementar zarralardir. Ularning birikmasi elementar zarralar atomlar, atomlar, molekulalar, ionlar, kristallar va boshqalarning yadrolari hosil bo'ladi.

Kimyo fanining o'rganish ob'ekti kimyoviy elementlar va ularning birikmalaridir. kimyoviy element yadro zaryadi bir xil bo'lgan atomlar turini ayting. Atom - kimyoviy elementning barcha elementini saqlaydigan eng kichik zarrasi Kimyoviy xossalari. Shunday qilib, har bir kimyoviy element ma'lum turdagi atomlarga mos keladi.

O'zining asosiy kimyoviy xossalariga ega bo'lgan, mustaqil yashashga qodir bo'lgan individual moddaning eng kichik zarrasi deyiladi molekulasi .

Materiyaning bir turi sifatida, tinch massaga ega bo'lgan diskret zarrachalardan tashkil topgan xususiyatlar zarrachalarning turi va soni bilan belgilanadi va davriy qonun bilan tavsiflanadi: xususiyatlari kimyoviy elementlar va oddiy va murakkab moddalar elementlar atomlarining musbat zaryadlangan yadrosining davriy funksiyasi.

Atom - harakat va o'zaro ta'sirdagi elementar zarralarning murakkab mikrotizimidir . Atom qarama-qarshi zaryadga ega bo'lgan ikkita mintaqadan iborat ekanligi eksperimental ravishda aniqlangan.

Atomning deyarli butun massasi to'plangan hududning zaryadi shartli ravishda ijobiy hisoblanadi. Bu hudud yadro deb ataladi. atom.

Atomning musbat zaryadi mintaqasi - yadro - uning massasi ustun bo'lishiga qaramay, hajmi jihatidan juda kichik.

Vodorod atomining yadrosidan tashqari, atomlarning yadrolari quyidagilardan iborat protonlar va neytronlar chaqirdi nuklonlar. Proton p - massasi m p =1,6726·10 -27 kg, musbat elektr zaryadi 1,6022·10 -19 S bo'lgan zarracha. Neytron n - massasi m n =1,6750·10 -27 kg bo'lgan zaryadsiz zarracha.

Yadrodan bir oz masofada qarama-qarshi zaryadga ega bo'lgan mintaqalar mavjud - ular deyiladi elektron orbitallar - elektronni topishning ma'lum ehtimollik sohalari. Elektron eng kichik tinch massaga ega elementar zarradir m\u003d 0,91095 10 -27 kg. Elektronlarning manfiy elektr zaryadi 1,602·10 -19 S ga teng.

Atomdagi elektronlarning umumiy soni yadrodagi protonlar soniga teng va shuning uchun atom elektr neytral hisoblanadi.

Shartli ravishda diametri bilan tavsiflangan atomning geometrik o'lchami elektron qobiq, 10 -10 m tartibiga ega va atom yadrosining diametri 10 -14 m, ya'ni. Yadro atomdan 10 000 marta kichik. Atomning massasi juda kichik va uning yadrosida to'plangan. Odatda atom massa birliklarida (amu) ifodalanadi.

Atom massa birligi sifatida uglerod izotopi C atomining massasi olinadi.

Protonlar soni Z yadrodagi zaryad elektron zaryadining birliklarida ifodalangan bo'lsa, yadro zaryadiga teng. Protonlar sonining yig'indisi Z va neytronlar soni N massa soniga teng LEKIN, ya'ni. birliklarda ifodalangan atomning massasi atom massalari va butun birliklarga yaxlitlanadi.

Xuddi shu qiymatga ega yadrolar mavjud Z, lekin boshqa qiymat LEKIN, ya'ni. turli neytron tarkibiga ega yadrolar N. ega bo'lgan atomlar bir xil to'lov yadrolar, lekin neytronlar soni boshqacha, deyiladi izotoplar . Masalan, uran izotoplarining yadrolarida har birida 92 proton mavjud, ammo neytronlar soni bilan farqlanadi: U ( LEKIN =238,Z=92, N=146); U( LEKIN=234,Z=92, N=142); U( LEKIN=235,Z=92, N=143), U ( LEKIN=233, Z= 92, N=141).

Atom qobig'idagi elektronlar sonini va elementning kimyoviy xossalarini aniqlovchi yadrodagi protonlar soni bo'lganligi sababli, bitta elementning barcha izotoplarining atomlari bir xil bo'ladi. elektron tuzilma, va izotoplarning o'zlari yaqin kimyoviy xususiyatlarga ega.

Shunday qilib, atomning asosiy xarakteristikasi atom yadrosining musbat zaryadining kattaligi bo'lib, u umumiy soni atomdagi elektronlar va elementning kimyoviy xossalari. Voqea sodir bo'lganidan beri kimyoviy bog'lanishlar va elektronlar moddalar molekulalarini hosil qilishda ishtirok etadi va o'zgarishlar sodir bo'ladi elektron tuzilma atomlar, keyin bu strukturani o'rganishga alohida e'tibor beriladi.

Keling, ushbu muammoni batafsil ko'rib chiqaylik va materiya atomining tuzilishidan boshlaylik.

Moddaning atomiga yadro va elektron qobiq kiradi. Atom yadrosi elementar zarralardan iborat bo'lib, ularning asosiylari proton va neytrondir. Proton - musbat zaryadlangan, massasi 1,00676 atom massa birligiga (at.u.m) ega bo'lgan moddaning moddiy zarrasi.Proton zaryadi elektron zaryadiga teng.

Neytron - massasi 1,008665 amu bo'lgan moddaning elementar zarrasi. va yo'q elektr zaryadi.

Yadro massasi proton va neytron massalarining yig'indisidir.

Asosiy zaryad summasiga teng proton zaryadlari.

Proton va neytron bitta yadro zarrasi bo'lib, protondan neytronga va aksincha o'tadi va boshqa energiya holatida bo'ladi. Elektron neytrondan ajratilganda, neytron protonga aylanadi.

Yadro ichida yadro barqarorligini ta'minlovchi uch turdagi kuchlar mavjud:

1. Kuchli o'zaro ta'sirni ta'minlovchi yadro kuchlari - tortishish kuchi yadro zaryadiga bog'liq emas va qo'shni zarralar o'rtasida ta'sir qiladi; ular orasidagi masofa oshgani sayin, bu kuchlar tez kamayadi.

2. Birinchisiga qaraganda taxminan 1 million marta zaif bo'lgan zaif o'zaro ta'sir.

3. Kulon qonuniga bo'ysunuvchi va yadrodagi protonlar o'rtasida itarish kuchini ta'minlovchi elektr kuchlari.

Yadro atrofida elektronlarning manfiy zaryadiga ega elementar zarrachalardan tashkil topgan elektron qobiq mavjud. Ular yadrodan har xil masofada qatlamlarda joylashgan. Elektronlar orbitada musbat zaryadlangan yadro va manfiy zaryadlangan elektronlar o'rtasidagi tortishish kuchlari tomonidan ushlab turiladi.

Atom elektr jihatdan neytraldir. Elektronlar orbitalarda energiya yo'qotmasdan harakatlanadi.

Har bir atom faqat unga xos bo'lgan ma'lum darajadagi energiya holatiga ega. Atom tashqaridan ortiqcha energiya olganda, elektronlardan biri uzoqroq orbitaga o'tadi, bu qo'zg'alish deb ataladi. Bunday holda, atomning energiya holati beqaror bo'lib qoladi va u elektronni dastlabki orbitasiga qaytarish orqali dastlabki holatiga qaytishga intiladi. Elektronning bunday o'tishi elektromagnit nurlanish shaklida energiyaning bir qismini chiqarish bilan birga keladi. Elektronlarning eng yaqin orbitalarda o'tishi rentgen nurlariga mos keladigan energiya kvantlarining emissiyasiga olib keladi.

Ba'zi hollarda elektronni atomdan ajratish mumkin. Elektronsiz atom musbat zaryad oladi.

Ajratilgan elektron erkin elektron sifatida mavjud bo'lishi mumkin. U boshqa atom bilan birikishi va unga manfiy zaryadlangan zarraning xossalarini berishi yoki musbat zaryadlangan zarrachaga qo‘shilib, unga neytral zaryad berishi mumkin;

Neytral atomdan ikki yoki undan ortiq zaryadlangan zarrachalarning hosil bo'lish jarayoni ionlanish deyiladi. Ikki iondan neytral atom hosil bo'lishining teskari jarayoni rekombinatsiya deb ataladi.

Atomlarning yadrolari asosan proton va neytronlardan iborat; protonlar soni davriy tizimdagi elementning seriya raqamiga to'g'ri keladi va atom raqami deb ataladi.

Yadrodagi protonlar va neytronlar o'rtasida harakat qiladi yadro kuchlari yadroning barqarorligini ta'minlaydigan o'zaro ta'sirlar va yadrodan kamida bitta nuklonni ajratish uchun muhim energiya sarflanishi kerak.

Atom yadrolari ma'lum bir energiya holatiga ega normal (asosiy). Yadro asosiyga nisbatan ortiqcha energiyaga ega bo'lgan holat deyiladi hayajonlangan. Atom yadrolari tashqaridan berilgan energiyani yutish orqali qo'zg'aluvchan holatga kelishi mumkin. Yadro o'zining kvant shaklida ortiqcha energiya chiqarish orqali asosiy holatga keladi.

Yadrodagi protonlar sonining ko'payishi bilan itaruvchi kuchlar sezilarli darajada oshadi, buning natijasida yadro beqaror bo'lishi mumkin, o'z-o'zidan o'zgarishlarga qodir. Yadroning barqarorligiga protonlar va neytronlar soni o'rtasidagi nisbat ta'sir qiladi, ular eng barqaror yadrolarda 1 dan 1,6 gacha (neytron/proton) bo'ladi. Neytronlarning ortiqcha yoki etishmasligi bo'lgan yadrolar (< 1 и >1.6) transformatsiyalarni boshdan kechiradi, bunda ular parchalanadi yoki elementar zarrachalarni chiqaradi, yangi elementlarning yadrolariga aylanadi. Bu, yuqorida aytib o'tilganidek, radioaktivlik.

Shunday qilib, ionlashtiruvchi nurlanish, o'zining jismoniy mohiyatiga ko'ra, atom yadrolarining o'z-o'zidan o'zgarishi paytida paydo bo'ladigan elementar zarralar yoki energiya zarralari (fotonlar) oqimidir.

(Germaniya) 1860 yilda molekula va atom tushunchalarining ta'riflari qabul qilindi. Atom - oddiy va murakkab moddalarning bir qismi bo'lgan kimyoviy elementning eng kichik zarrasi.

Atom modellari

Atomning kvant mexanik modeli

Atomning zamonaviy modeli sayyoraviy modelning rivojlanishidir. Ushbu modelga ko'ra, atom yadrosi musbat zaryadlangan proton va zaryadsiz neytronlardan iborat bo'lib, manfiy zaryadlangan elektronlar bilan o'ralgan. Biroq, taqdimotlar kvant mexanikasi elektronlar yadro atrofida har qanday aniq traektoriyalar bo'ylab harakatlanadi deb taxmin qilishimizga yo'l qo'ymang (atomdagi elektron koordinatasining noaniqligi atomning o'lchami bilan taqqoslanishi mumkin).

Atomlarning kimyoviy xossalari elektron qobiq konfiguratsiyasi bilan belgilanadi va kvant mexanikasi bilan tavsiflanadi. Atomning davriy sistemadagi oʻrni uning yadrosining elektr zaryadi (yaʼni protonlar soni) bilan belgilanadi, neytronlar soni esa kimyoviy xossalarga tubdan taʼsir qilmaydi; odatda yadroda protonlardan koʻra koʻproq neytronlar boʻlsa (qarang: atom yadrosi). Agar atom neytral holatda bo'lsa, undagi elektronlar soni protonlar soniga teng bo'ladi. Atomning asosiy massasi yadroda to'plangan va atomning umumiy massasidagi elektronlarning massa ulushi ahamiyatsiz (yadro massasining bir necha yuzdan bir foizi).

Atomning massasi odatda atom massa birliklarida o'lchanadi, bu barqaror uglerod izotopi 12 C atomi massasining 1 ⁄ 12 ga teng.

Atomning tuzilishi

subatomik zarralar

Garchi so'z atom asl ma'nosida u kichikroq bo'laklarga bo'linmaydigan zarrani anglatardi, ilmiy tushunchalarga ko'ra u subatomik zarralar deb ataladigan kichikroq zarralardan iborat. Atom elektronlardan, protonlardan iborat, vodorod-1 dan tashqari barcha atomlarda neytronlar ham mavjud.

Elektron atomni tashkil etuvchi zarralarning eng yengili bo'lib, massasi 9,11 10 −31 kg, manfiy zaryad va o'lchami o'lchash uchun juda kichik. zamonaviy usullar. Protonlar bor musbat zaryad va elektrondan 1836 marta og'irroq (1,6726 10 −27 kg). Neytronlar elektr zaryadiga ega emas va elektrondan 1839 marta og'irroq (1,6929 10 −27 kg).

Bunday holda, yadro massasi massa nuqsoni ta'siri tufayli uning tarkibidagi proton va neytronlarning massalari yig'indisidan kichik bo'ladi. Neytronlar va protonlar o'xshash o'lchamlarga ega, taxminan 2,5 · 10 -15 ga teng, ammo bu zarrachalarning o'lchamlari yaxshi aniqlanmagan.

Atomdagi elektronlar

Atomdagi elektronlarni kvant mexanikasi nuqtai nazaridan tavsiflashda odatda n ta elektron sistemasi uchun 3n o'lchovli fazoda ehtimollik taqsimoti ko'rib chiqiladi.

Atomdagi elektronlar yadroga tortiladi va Kulon o'zaro ta'siri elektronlar orasida ham ishlaydi. Xuddi shu kuchlar elektronlarni yadroni o'rab turgan potentsial to'siq ichida ushlab turadi. Elektron yadroning tortishish kuchini engib o'tishi uchun u tashqi manbadan energiya olishi kerak. Elektron yadroga qanchalik yaqin bo'lsa, buning uchun ko'proq energiya kerak bo'ladi.

Elektronlar, boshqa zarralar kabi, to'lqin-zarracha ikkiligi bilan ajralib turadi. Elektron ba'zan orbitalda harakat qiladi, deyiladi, bu noto'g'ri. Elektronlarning holati to'lqin funktsiyasi bilan tavsiflanadi, uning moduli kvadrati fazoda ma'lum bir nuqtada zarrachalarni topish ehtimoli zichligini tavsiflaydi. bu daqiqa vaqt, yoki umuman olganda, zichlik operatori . Atomdagi elektronlarning statsionar toza holatiga mos keladigan diskret atom orbitallari to'plami mavjud.

Har bir orbital o'zining energiya darajasiga ega. Elektron fotonni yutish orqali yuqori energiya darajasiga o'tishi mumkin. Shu bilan birga, u yangi joyda bo'ladi kvant holati ko'proq energiya bilan. Xuddi shunday, u foton chiqarish orqali pastroq energiya darajasiga o'tishi mumkin. Bunday holda, foton energiyasi ushbu darajalardagi elektron energiyalari orasidagi farqga teng bo'ladi (qarang: Bor postulatlari).

Atom xossalari

Ta'rifga ko'ra, bir xil raqamga ega bo'lgan har qanday ikkita atom protonlar ularning yadrolarida bir xil kimyoviy elementga tegishli. Protonlar soni bir xil, ammo soni har xil bo'lgan atomlar neytronlar element izotoplari deyiladi. Masalan, vodorod atomlari har doim bitta protonni o'z ichiga oladi, lekin neytronsiz izotoplar mavjud (vodorod-1, ba'zan shunday deyiladi). protium- eng keng tarqalgan shakl), bitta neytron (deyteriy) va ikkita neytron (tritiy). Ma'lum elementlar yadrodagi protonlar soniga ko'ra bir protonli vodorod atomidan boshlanib, yadrosida 118 ta proton bo'lgan ununoktiy atomi bilan tugaydigan uzluksiz tabiiy qatorni tashkil qiladi. Davriy sistemadagi elementlarning 83 raqamidan (vismut) boshlanadigan barcha izotoplari radioaktivdir.

Og'irligi

Atom massasiga eng katta hissa proton va neytronlar tomonidan kiritilganligi sababli, bu zarralarning umumiy soni massa soni deb ataladi. Atomning qolgan massasi ko'pincha atom massa birliklarida (a.m.u.) ifodalanadi, bu ham deyiladi. dalton(Ha). Bu birlik neytral uglerod-12 atomining qolgan massasining 1 ⁄ 12 qismi sifatida aniqlanadi, bu taxminan 1,66 10 −24 g ga teng. Vodorod-1, eng engil vodorod izotopi va eng kichik massa atomi, atom og'irligiga ega. taxminan 1,007825 amu. e. m. Atomning massasi taxminan mahsulotga teng massa raqami atom massasi birligi uchun eng og'ir barqaror izotop qo'rg'oshin-208 bo'lib, massasi 207,9766521 amu. yemoq.

Oddiy birliklardagi eng og'ir atomlarning ham massalari (masalan, grammlarda) juda kichik bo'lgani uchun, kimyoda bu massalarni o'lchash uchun mollardan foydalaniladi. Har qanday moddaning bir molida, ta'rifiga ko'ra, bir xil miqdordagi atomlar mavjud (taxminan 6,022 10 23). Bu raqam (Avogadro raqami) shunday tanlanadiki, agar elementning massasi 1 a bo'lsa. e. m., u holda bu elementning bir mol atomlari 1 g massaga ega bo'ladi.Masalan, uglerodning massasi 12 a. e.m, shuning uchun 1 mol uglerodning og'irligi 12 g.

Hajmi

Atomlar aniq tashqi chegaraga ega emas, shuning uchun ularning o'lchamlari kimyoviy bog'lanish hosil qilgan qo'shni atomlarning yadrolari orasidagi masofa (Kovalent radiusi) yoki bu elektron qobig'idagi elektronlarning eng uzoq barqaror orbitasigacha bo'lgan masofa bilan belgilanadi. atom (atom radiusi). Radius atomning davriy jadvaldagi holatiga, kimyoviy bog'lanish turiga, eng yaqin atomlar soniga (koordinatsion raqam) va spin deb nomlanuvchi kvant mexanik xususiyatiga bog'liq. Elementlarning davriy sistemasida atomning oʻlchami ustunda yuqoridan pastga harakat qilganda kattalashadi va satr boʻylab chapdan oʻngga oʻtganda esa kamayadi. Shunga ko'ra, eng kichik atom radiusi 32 pm bo'lgan geliy atomi va eng kattasi seziy atomidir (225 pm). Bu o'lchamlar ko'rinadigan yorug'likning to'lqin uzunligidan (400-700 nm) minglab marta kichikroq, shuning uchun atomlarni optik mikroskop bilan ko'rib bo'lmaydi. Biroq, skanerlash tunnel mikroskopi yordamida alohida atomlarni kuzatish mumkin.

Atomlarning kichikligi quyidagi misollar bilan ko'rsatilgan. Inson sochi uglerod atomidan million marta qalinroq. Bir tomchi suvda 2 sekstilion (2 10 21) kislorod atomi va ikki barobar ko'p vodorod atomi mavjud. Massasi 0,2 g bo'lgan bir karat olmos 10 sekstillion uglerod atomidan iborat. Agar olmani Yer kattaligiga kattalashtirish mumkin bo'lsa, atomlar olmaning asl o'lchamiga etadi.

radioaktiv parchalanish

Z proton va N neytronli turli izotoplar uchun yarim yemirilish davri (T ½) sekundlarda diagrammasi.

Har bir kimyoviy element radioaktiv parchalanishga uchragan, atomlarning zarrachalar yoki elektromagnit nurlanish chiqarishiga olib keladigan beqaror yadroli bir yoki bir nechta izotoplarga ega. Radioaktivlik yadro radiusi kuchli o'zaro ta'sirlarning ta'sir radiusidan (1 fm tartibli masofalar) kattaroq bo'lganda yuzaga keladi.

Radioaktiv parchalanishning uchta asosiy shakli mavjud:

• Alfa parchalanishi yadro alfa zarrachasini - ikkita proton va ikkita neytrondan iborat geliy atomining yadrosini chiqarganda sodir bo'ladi. Ushbu zarrachaning emissiyasi natijasida atom raqami ikkidan kam bo'lgan element paydo bo'ladi.
• Beta-parchalanish zaif o'zaro ta'sirga bog'liq va neytronning protonga aylanishiga olib keladi yoki aksincha. Birinchi holda elektron va antineytrino, ikkinchisida pozitron va neytrino chiqariladi. Elektron va pozitron beta zarralar deb ataladi. Beta-parchalanish atom sonini bittaga oshiradi yoki kamaytiradi.
• Gamma nurlanish yadroning emissiya bilan pastroq energiya holatiga o'tishi tufayli yuzaga keladi elektromagnit nurlanish. Gamma nurlanishi radioaktiv parchalanishdan keyin alfa yoki beta zarrachalarining emissiyasini kuzatishi mumkin.

Har biri radioaktiv izotop yarim yemirilish davri, ya'ni namuna yadrolarining yarmi yemirilishi uchun ketadigan vaqt bilan tavsiflanadi. Bu har bir yarim yemirilish davri uchun qolgan yadrolar sonini ikki baravar kamaytiruvchi eksponensial parchalanishdir. Masalan, ikkita yarimparchalanish davridan keyin namunada asl izotop yadrolarining atigi 25% qoladi.

Magnit moment

Elementar zarralar spin deb nomlanuvchi ichki kvant mexanik xususiyatga ega. Bu o'z massa markazi atrofida aylanadigan jismning burchak momentumiga o'xshaydi, garchi qat'iy aytganda, bu zarralar nuqta zarralari va ularning aylanishi haqida gapirib bo'lmaydi. Spin kamaytirilgan Plank doimiysi () birliklarida o'lchanadi, keyin elektronlar, protonlar va neytronlar ½ ga teng spinga ega. Atomda elektronlar yadro atrofida aylanadi va spindan tashqari orbital burchak impulsiga ega, yadroning o'zi esa yadro spini tufayli burchak momentiga ega.

Atom yadrosi ham nolga teng bo'lmagan umumiy spinga ega bo'lishi mumkin. Odatda, termodinamik muvozanatda yadrolarning spinlari tasodifiy yo'naltirilgan bo'ladi. Biroq, ba'zi elementlar uchun (masalan, ksenon-129) birgalikda yo'naltirilgan spinlar holatini - giperpolyarizatsiya deb ataladigan holatni yaratish uchun yadro spinlarining muhim qismini qutblash mumkin. Bu holat magnit-rezonans tomografiyada katta amaliy ahamiyatga ega.

Energiya darajalari

Elektron atomda bog'langan holatda bo'lsa, u yadrodan masofaga teskari proportsional bo'lgan potentsial energiyaga ega. Bu energiya odatda elektron voltlarda (eV) o'lchanadi va elektronni erkin qilish uchun (uni atomdan yirtib tashlash) o'tkazilishi kerak bo'lgan energiyaga tengdir. Atomning kvant mexanik modeliga ko'ra, bog'langan elektron faqat ruxsat etilgan diskret to'plamni egallashi mumkin. energiya darajalari- Muayyan energiyaga ega davlatlar. Eng past ruxsat etilgan energiya holati deyiladi asosiy va hamma hayajonda.

Elektron bir energiya darajasidan ikkinchisiga o'tishi uchun energiya unga o'tkazilishi yoki undan olib tashlanishi kerak. Bu fotonning yutilishi yoki emissiyasi bilan sodir bo'ladi va bu fotonning energiyasi elektronning boshlang'ich va oxirgi darajalari energiyalari orasidagi farqning mutlaq qiymatiga teng. Chiqarilgan fotonning energiyasi uning chastotasiga proportsionaldir, shuning uchun turli energiya darajalari o'rtasida o'tishlar paydo bo'ladi turli sohalar elektromagnit spektr. Har bir element o'ziga xos emissiya spektriga ega bo'lib, u yadro zaryadiga, elektron pastki qavatlarni to'ldirishga, elektronlarning o'zaro ta'siriga va boshqa omillarga bog'liq.

Chiziqli yutilish spektriga misol

Uzluksiz spektrli nurlanish materiyadan (masalan, gaz yoki plazma) o'tganda, ba'zi fotonlar atomlar yoki ionlar tomonidan so'riladi va energiya farqi so'rilgan fotonning energiyasiga teng bo'lgan energiya holatlari o'rtasida elektron o'tishlarni keltirib chiqaradi. Bu hayajonlangan elektronlar keyin o'z-o'zidan pastroq energiya darajasiga o'tadi va yana fotonlarni chiqaradi. Shunday qilib, modda o'zini filtr kabi tutadi va asl uzluksiz spektrni yutilish spektriga aylantiradi, unda bir qator qorong'u chiziqlar mavjud. Dastlabki nurlanish yo'naltirilmagan burchaklardan qaralganda, atomlar chiqaradigan emissiya spektriga ega nurlanishni ko'rish mumkin. Energiya, amplituda va kenglikning spektroskopik o'lchovlari spektral chiziqlar Radiatsiya nurlantiruvchi moddaning turini va undagi jismoniy sharoitlarni aniqlash imkonini beradi.

Spektral chiziqlarning batafsil tahlili shuni ko'rsatdiki, ularning ba'zilari nozik tuzilishga ega, ya'ni ular bir nechta yaqin chiziqlarga bo'lingan. Tor ma'noda, spektral chiziqlarning "nozik tuzilishi" odatda ularning bo'linishi deb ataladi, bu spin va orbita o'rtasidagi o'zaro ta'sir tufayli yuzaga keladi. aylanish harakati elektron.

Elektron va yadroning magnit momentlarining o'zaro ta'siri, qoida tariqasida, nozikdan kamroq bo'lgan spektral chiziqlarning o'ta nozik bo'linishiga olib keladi.

Agar siz atomni tashqi magnit maydonga joylashtirsangiz, spektral chiziqlarning ikki, uch yoki undan ortiq komponentlarga bo'linishini ham sezishingiz mumkin - bu hodisa Zeeman effekti deb ataladi. Bu tashqi omillarning o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladi magnit maydon atomning magnit momenti bilan, atom momenti va magnit maydonning o'zaro yo'nalishiga qarab, berilgan darajadagi energiya oshishi yoki kamayishi mumkin. Atomning bir bo'linish holatidan ikkinchisiga o'tishi paytida, magnit maydon bo'lmaganida, xuddi shu o'tish paytida foton chastotasidan farqli chastotada foton chiqariladi. Agar atom magnit maydonga joylashtirilganda spektral chiziq uch chiziqqa bo'linsa, bu Zeeman effekti deyiladi. normal(oddiy). Ko'pincha zaif magnit maydonda kuzatiladi g'ayritabiiy(murakkab) Zeeman effekti, 2, 4 yoki undan ortiq chiziqlarga bo'linishda yuzaga keladi (anomaliya effekti elektronlarda spin mavjudligi sababli yuzaga keladi). Magnit maydon kuchayishi bilan bo'linish turi soddalashadi va anomal Zeeman effekti odatiy holga keladi (Paschen-Back effekti). Elektr maydonining mavjudligi, shuningdek, energiya darajasining o'zgarishi natijasida kelib chiqadigan spektral chiziqlarning taqqoslanadigan siljishiga olib kelishi mumkin. Ushbu hodisa Stark effekti sifatida tanilgan.

Agar elektron hayajonlangan holatda bo'lsa, u holda ma'lum energiyaning foton bilan o'zaro ta'siri bir xil energiyaga ega bo'lgan qo'shimcha fotonning stimulyatsiyalangan emissiyasiga olib kelishi mumkin - buning uchun o'tish mumkin bo'lgan pastroq daraja bo'lishi kerak va energiya darajalar orasidagi farq foton energiyasiga teng bo'lishi kerak. Da rag'batlantirilgan emissiya bu ikki foton bir yo'nalishda harakat qiladi va bir xil fazaga ega bo'ladi. Bu xususiyat lazerlarda qo'llaniladi, ular tor chastotalar oralig'ida kogerent yorug'lik nurini chiqarishi mumkin.

Valentlik

Atomning tashqi elektron qobig'i, agar u to'liq to'ldirilmagan bo'lsa, valentlik qobig'i, bu qobiqning elektronlari esa valentlik elektronlari deb ataladi. Raqam valent elektronlar Atomning kimyoviy bog'lanish orqali boshqa atomlar bilan qanday bog'lanishini belgilaydi. Kimyoviy aloqalarni hosil qilish orqali atomlar tashqi valentlik qobig'ini to'ldirishga intiladi.

Kimyoviy elementlarning takrorlanuvchi kimyoviy xossalarini ko'rsatish uchun ular davriy jadval shaklida tartiblanadi. Valentlik elektronlarining soni bir xil bo'lgan elementlar guruhni tashkil qiladi, ular jadvalda ustun shaklida ko'rsatilgan (gorizontal qator bo'ylab harakatlanish valentlik qobig'ining elektronlar bilan to'ldirilishiga to'g'ri keladi). Jadvalning eng o'ng ustunidagi elementlar to'liq elektronlar bilan to'ldirilgan tashqi qobiqga ega, shuning uchun ular juda past kimyoviy faollik bilan ajralib turadi va inert yoki asil gazlar deb ataladi.

Dispersiv jalb qilish

Atomning muhim xususiyati uning dispersiv tortishish tendentsiyasidir. Dispersion kuchlarning kelib chiqishi 1930 yilda F. London tomonidan tushuntirilgan. Atomlararo o'zaro ta'sir bir-biriga yaqin bo'lgan ikkita atomdagi zaryad tebranishlari tufayli yuzaga keladi. Elektronlar harakatlanayotganligi sababli, har bir atom noldan farq qiladigan oniy dipol momentga ega. Agar ikkita atomdagi elektron zichligi tebranishlari bir-biriga mos kelmasa, atomlar o'rtasida aniq tortishish bo'lmaydi. Biroq, bitta atomdagi lahzali dipol qo'shni atomda qarama-qarshi yo'naltirilgan dipolni induktsiya qiladi. Bu dipollar dispersiya kuchi yoki London kuchi deb ataladigan jozibali kuchning paydo bo'lishi tufayli bir-biriga tortiladi. Bunday o'zaro ta'sirning energiyasi atom a elektron polarizatsiyasi kvadratiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va r 6 ga teskari proportsionaldir, bu erda r - ikki atom orasidagi masofa.

Shuningdek qarang

Eslatmalar

Adabiyot

• Bethe G., Salpeter E. Bir va ikkita elektronli atomlarning kvant mexanikasi. - M .: Fizmatgiz, 1960. - 562 b.
• Bader R. Molekulalardagi atomlar. Kvant nazariyasi. M.: Mir, 2001. - 532 b.
• Veselov M. G., Labzovskiy L. N. Atom nazariyasi: elektron qobiqlarning tuzilishi. - M .: Nauka, 1986. - 328 b.
• Sommerfeld A. Atomning tuzilishi va spektrlari. 1-jild - M.: GITTL, 1956 yil.
• Sommerfeld A. Atomning tuzilishi va spektrlari. 2-jild - M.: GITTL, 1956 yil.
• Shpolskiy E.V. Atom fizikasi. 2-jild. Kvant mexanikasi asoslari va atom elektron qobig'ining tuzilishi 4-nashr. - M.: Nauka, 1974 yil.

• Maykl F. L'Annunziata. Radioaktivlik tahlili bo'yicha qo'llanma. - 2003. - ISBN 0-12-436603-1
• H. F. Beyer, V. P. Shevelko. Yuqori zaryadlangan ionlar fizikasiga kirish. - CRC Press, 2003. - ISBN 0-75-030481-2
• Gregori R. Choppin, Jan-Olov Liljenzin, Yan Rydberg. Radiokimyo va yadro kimyosi. - Elsevier, 2001. - ISBN 0-75-067463-6
• J. Dalton. Kimyoviy falsafaning yangi tizimi, 1-qism. - London va Manchester: S. Rassel, 1808 yil.
• Volfgang Demtroder. Atomlar, molekulalar va fotonlar: atom-molekulyar va kvant fizikasiga kirish. - 1-nashr. - Springer, 2002. - ISBN 3-540-20631-0
• Richard Feynman. Oltita oson parcha. - Pingvinlar guruhi, 1995. - ISBN 978-0-140-27666-4
• Grant R. Faulz. Zamonaviy optikaga kirish. - Courier Dover nashrlari, 1989. - ISBN 0-48-665957-7
• Mrinalkanti Gangopadhyaya. Hind atomizmi: tarix va manbalar. - Atlantic Highlands, Nyu-Jersi: Gumanitar fanlar matbuoti, 1981. - ISBN 0-391-02177-X
• Devid L. Gudshteyn. Materiya holatlari. - Courier Dover nashrlari, 2002. - ISBN 0-48-649506-X
• Edvard Robert Xarrison. Koinot maskalari: Kosmosning tabiati haqidagi g'oyalarni o'zgartirish. - Kembrij universiteti nashriyoti, 2003. - ISBN 0-52-177351-2
• Tatyana Jevremovich. Muhandislikdagi yadro tamoyillari. - Springer, 2005. - ISBN 0-38-723284-2
• Jeyms Lequeux. Yulduzlararo muhit. - Springer, 2005. - ISBN 3-540-21326-0
• Z.-P. Liang, E. M. Haakke. Elektr va elektronika muhandisligi entsiklopediyasi: Magnit-rezonans tomografiya / J. G. Webster. - Jon Wiley & Sons, 1999. - 2-jild. - P. 412-26. - ISBN 0-47-113946-7
• Malkolm H. MakGregor. Sirli elektron. - Oksford universiteti nashriyoti, 1992. - ISBN 0-19-521833-7
• Oliver Manuel. Quyosh tizimidagi elementlarning kelib chiqishi: 1957 yildan keyingi kuzatishlarning oqibatlari. - Springer, 2001. - ISBN 0-30-646562-0
• Robert M Mazo. Braun harakati: tebranishlar, dinamikalar va ilovalar. - Oksford universiteti nashriyoti, 2002. - ISBN 0-19-851567-7
• Ian Mills, Tomislav Cvitash, Klaus Homann, Nikola Kallay, Kozo Kuchitsu. Fizik kimyoda miqdorlar, birliklar va belgilar. - 2-nashr. - Oksford: Xalqaro sof va amaliy kimyo ittifoqi, fizikokimyoviy belgilar terminologiyasi va birliklari komissiyasi, Blackwell ilmiy nashrlari, 1993. - ISBN 0-632-03583-8
• Richard Myers. Kimyo asoslari. - Greenwood Press, 2003. - ISBN 0-31-331664-3
• Maykl J. Padilla, Ioannis Miaoulis, Marta Cyr. Prentice Hall Science Explorer: Kimyoviy qurilish bloklari. - Upper Saddle River, Nyu-Jersi AQSh: Prentice-Xall, 2002. - ISBN 0-13-054091-9
• Linus Pauling. Kimyoviy bog'lanishning tabiati. - Kornel universiteti nashriyoti, 1960. - ISBN 0-80-140333-2
• Jeremy I. Pfeffer, Shlomo Nir. Zamonaviy fizika: Kirish matni. - Imperial College Press, 2000. - ISBN 1-860-94250-4
• Leonid Ivanovich Ponomarev. Kvant zarlari. - CRC Press, 1993. - ISBN 0-75-030251-8
• J. Kennet Shultis, Richard E. Faw. Yadro fanlari va muhandislik asoslari. - CRC Press, 2002. - ISBN 0-82-470834-2
• Robert Zigfrid. Elementlardan atomlarga: Kimyoviy tarkib tarixi. - DIANE, 2002. - ISBN 0-87-169924-9
• Alan D. Sills. Yer haqidagi fan oson yo'l. - Barronning ta'lim seriyasi, 2003. - ISBN 0-76-412146-4
• Boris M. Smirnov. Atomlar va ionlar fizikasi. - Springer, 2003. - ISBN 0-38-795550-X
• Dik Teresi. Yo'qotilgan kashfiyotlar: zamonaviy fanning qadimiy ildizlari. - Simon & Schuster, 2003. - P. 213-214. - ISBN 0-74-324379-X
• Grem Voan. Kembrij fizika qo'llanmasi. - Kembrij universiteti nashriyoti, 2000. - ISBN 0-52-157507-9
• Charlz Adolf Vurts. Atom nazariyasi. - Nyu-York: D. Appleton va kompaniya, 1881 yil.
• Marko Zaider, Xarald X. Rossi. Shifokorlar va sog'liqni saqlash xodimlari uchun radiatsiya fanlari. - Springer, 2001. - ISBN 0-30-646403-9
• Stiven S. Zumdahl. Kirish kimyosi: asos. - 5-nashr. - Houghton Mifflin, 2002. - ISBN 0-618-34342-3

Havolalar