परमाणु र अणुको को सङ्कल्प। 1932 सम्म एक अणु को परिभाषा

को 18 औं शताब्दीको बीचमा गर्न पुरातन अवधि बाट सुरू हुने, विज्ञान धारणा प्रभुत्व थियो अणु - विभाजित छैन गर्न सकिन्छ भनेर कुरा एक कण। अंग्रेजी वैज्ञानिक र naturalist, र डी डेल्टन एक रासायनिक तत्व को सानो भाग रूपमा अणु को एक परिभाषा दिए। यसको परमाणु र आणविक सिद्धान्त मा एमवी Lomonosov अणु र अणु को एक परिभाषा दिन सक्षम थियो। अणुहरु - - र स्थिर गति छन् उहाँले "तत्व" बनेको उहाँले "corpuscles" भनिन्छ जो अणु, कि भन्ने कुरामा विश्वस्त थिए।

डी आई Mendeleev कि माथि भौतिक दुनिया बनाउन यो subunit पदार्थ कि, आफ्नो सबै यो विभाजन विषय छैन भने मात्र गुण कायम रहन्छ विश्वास गरे। यस लेखमा हामी अणु को एक microcosm रूपमा वस्तु परिभाषित र यसको गुण अध्ययन।

परमाणु संरचना को सिद्धान्त को पृष्ठभूमि

को 19 औं शताब्दीमा, यो व्यापक अणु को indivisibility मा बयान रूपमा मान्यता छ। सबैभन्दा वैज्ञानिकहरूले कुनै पनि परिस्थितिमा एक रासायनिक तत्व को कण अन्य तत्व को अणुहरु मा छैन कायापलट गर्न सकिन्छ भनेर विश्वास गरे। यी विचारहरू 1932 सम्म एक अणु को परिभाषा आधारित थियो जो मा आधार थिए। मा विज्ञान देर 19 औं सताब्दी मा यो दृश्य परिवर्तन कि मौलिक आविष्कारहरू गरेका छन्। सबै को पहिलो, 1897 मा ब्रिटिश भौतिक जे जे थमसन इलेक्ट्रॉन पत्ता थिए। यो वास्तवमा मौलिक रासायनिक तत्व को indivisible भाग बारेमा वैज्ञानिकहरूले 'विचार परिवर्तन हुन्छ।

कसरी अणु जटिल संरचना भनेर प्रमाणित गर्न

पनि अगाडि इलेक्ट्रॉन को खोज वैज्ञानिकहरूले unanimously को अणुहरु कुनै शुल्क भनेर सहमत हुनुहुन्छ। त्यसपछि, यो इलेक्ट्रॉनों सजिलै कुनै पनि इच्छित रासायनिक तत्व देखि प्रतिष्ठित छन् फेला परेन। तिनीहरूले एक ज्वाला पाउन सकिन्छ, तिनीहरूले बिजुली वर्तमान को वाहक हुन्, ती एक्स-रे विकिरण समयमा पदार्थ जारी।

तर इलेक्ट्रॉनों अपवाद बिना सबै भाग र नकारात्मक चार्ज अणुहरु हो भने, यसरी, एक अणु त्यहाँ सकारात्मक शुल्क छ यकीन छ कि केहि कणहरु, अन्यथा अणुहरु बिजुली तटस्थ हुन हुनेछ छन्। एटम संरचना unravel मदत गर्न रेडियोधर्मिता रूपमा शारीरिक घटना मदत गरेको छ। यो भौतिक परमाणु सही परिभाषा र त्यसपछि रसायन दिनुभयो।

अदृश्य रेज

फ्रान्सेली भौतिक ए Becquerel केही रासायनिक तत्वहरू, नेत्रहीन अदृश्य रेज को अणुहरु को उत्सर्जन को घटना वर्णन गर्न पहिलो थियो। तिनीहरूले फोटो प्लेट को blackening कारण, भौतिक मार्फत हावा पास ionize। पछि, Curies र रदरफोर्डले रेडियोधर्मी पदार्थ (- नेप्टुनियम यस्तो युरेनियम रूपमा) अन्य रासायनिक तत्व को अणुहरु परिवर्तन छन् फेला परेन।

अल्फा कणहरु, बिटा कणहरु, गामा रेज: रेडियोधर्मी विकिरण संरचना मा nonuniform छ। यसरी, तत्व कणहरु को आवधिक तालिका एक जटिल संरचना छ कि रेडियोधर्मिता को घटना साबित भयो। यो वास्तवमा अणु को परिभाषा गरिएका परिवर्तनहरू कारण। के कणहरु रदरफोर्डले दिएको एक अणु, नयाँ वैज्ञानिक तथ्य प्राप्त छ? यो प्रश्नको जवाफ जो अनुसार सकारात्मक-चार्ज नाभिक इलेक्ट्रॉनों सार्न वरिपरि, अणु को प्रस्तावित विद्वान आणविक मोडेल थियो।

विरोधाभास रदरफोर्डले मोडेल

बैज्ञानिक को सिद्धान्त, यसको उल्लेखनीय वर्ण बाबजुद objectively अणु परिभाषित गर्न सकिएन। उनको निष्कर्ष यो हुन सक्छ ढिलो होस् वा रूपमा पछि उहाँलाई गिर छ, को केन्द्रक orbiting इलेक्ट्रनों को सबै आफ्नो ऊर्जा गुमाउन जो अनुसार, थर्मोडायनामिक्स को मौलिक व्यवस्था विपरीत थिए र। यस मामला मा एटम नष्ट गरे। यो देखि जो देखि तिनीहरूले गरे छन् रसायन र कण, एक लामो समय को लागि प्रकृति मा अवस्थित, मामला छैन वास्तवमा छ। Inexplicably अणु यस्तो अठोट रदरफोर्डले को सिद्धान्त, साथै झंझरी एक diffraction मार्फत तातो सरल पदार्थ पारित गर्दा हुन्छ कि घटना मा आधारित। एकै समयमा गठन परमाणु स्पेक्ट्रा पछि रैखिक आकार छ। वर्णक्रम हुनेछ अनुसार जो अणु को रदरफोर्डले मोडेल द्वान्द्वमा यो, लगातार हुन। क्वांटम मेकानिक्स को अवधारणाहरु अनुसार, नाभिक मा वर्तमान इलेक्ट्रॉनों बिन्दु वस्तुहरु रूपमा इलेक्ट्रॉन बादल को रूप भएको साथै विशेषता छैन।

नाभिक वरिपरि स्पेस एक निश्चित लोकस यसको घनत्व को सबै भन्दा, र दिइएको समयमा एक कण को स्थान हुन मानिन्छ। साथै, यो एटम, इलेक्ट्रॉनों पत्रहरु मा प्रबन्ध छन् फेला परेन। तहहरू संख्या अवधि संख्या थाह द्वारा निर्धारण गर्न सकिँदैन जसमा आवधिक डी आई Mendeleeva प्रणाली मा तत्व। उदाहरणका लागि, फस्फोरस परमाणु 15 इलेक्ट्रॉनों समावेश गर्दछ र तीन ऊर्जा स्तर छ। ऊर्जा स्तर को संख्या निर्धारण जो सूचक, प्रमुख क्वांटम नम्बर भनिन्छ।

यो इलेक्ट्रॉनों ऊर्जा स्तर, कोर गर्न घनिष्ठ स्थित, सबै भन्दा कम ऊर्जा छ कि experimentally स्थापित भएको थियो। प्रत्येक ऊर्जा खोल को orbitals मा, बारी मा, उप-स्तर विभाजित, र तिनीहरूले छ। इलेक्ट्रॉनों फरक orbitals मा स्थित हो नै फारम बादल छ (हरू, पी, घ, च)।

पूर्वोक्त आधारित, यो कि इलेक्ट्रन बादल आकार मनपरी हुन सक्दैन निम्नानुसार। यसलाई कडाई गर्ने कक्षीय अनुसार निर्धारण गरिन्छ क्वांटम संख्या। चुम्बकीय र क्वांटम संख्या स्पिन - हामी particulate गर्न इलेक्ट्रॉन को राज्य पनि दुई मान निर्धारण गरिन्छ पनि थप्न। पहिलो को Schrodinger समीकरण मा आधारित र हाम्रो संसारको तीन-dimensionality आधारमा इलेक्ट्रॉन बादल को स्थानिक अभिमुखीकरण characterizes छ। दोस्रो सूचक - यसलाई स्पिन को संख्या अक्ष वा प्रति-घडीको दिशामा वरिपरि इलेक्ट्रॉन गरेको परिक्रमा निर्धारण।

को न्यूट्रोन को खोज

डी Chadwick काम मार्फत, 1932 मा उनलाई आयोजित, यो रसायन र भौतिक परमाणु नयाँ परिभाषा दिइएको थियो। आफ्नो वैज्ञानिक प्रयोग उहाँ cleavage कुनै शुल्क, जनसंचार 1.008665 भएको कणहरु कारण पोलोनियम विकिरण हुन्छ कि साबित भयो। नयाँ प्राथमिक कण को न्यूट्रोन नाम थियो। उनको खोज र यसको गुण को अध्ययन प्रोटन र न्युट्रोन युक्त, सोभियत वैज्ञानिकहरू वी Gapon र Ivanenko को परमाणविकन्यूक्लियस को संरचना को एक नयाँ सिद्धान्त बनाउन दिनुभयो।

नयाँ सिद्धान्त अनुसार, पदार्थ निर्धारण निम्न अणु प्रोटन, न्युट्रोन र यसलाई वरिपरि सार्दा इलेक्ट्रॉनों समावेश कोर को निर्वाचकगण, रासायनिक तत्व को एक संरचनात्मक एकाइ गठन भएको थियो। नाभिक मा सकारात्मक कणहरु को संख्या सधैं आवधिक प्रणालीमा रासायनिक तत्व को ORDINAL नम्बर बराबर छ।

पछि आफ्नो प्रयोग मा प्रोफेसर Zhdanov हार्ड कस्मिक विकिरण प्रभाव अन्तर्गत परमाणु केन्द्रक प्रोटन र न्युट्रोन विभाजित छन् पुष्टि। साथै, यो नाभिक यी प्राथमिक कण पकड शक्तिहरू, यो एकदमै ऊर्जा-गहन छ कि साबित भएको छ। तिनीहरूले (10 ^-23 सेमी को अर्डर) धेरै छोटो दूरीमा, भनिन्छ आणविक कार्य। माथि उल्लेख गरिएझैं एमवी द्वारा Lomonosov अणु को एक परिभाषा र उहाँलाई थाह वैज्ञानिक तथ्य को आधार मा अणु दिन सक्षम थियो।

हाल पहिचान विचार निम्न मोडेल: अणु एक नाभिक र एक कडाई परिभाषित बाटो मा वरिपरि सार्दा इलेक्ट्रॉनों हुन्छन् - orbitals। एकै समयमा इलेक्ट्रॉनों कणहरु र छालहरू दुवै को गुण प्रदर्शनी, छ, एक दोहरी स्वभाव छ। एक अणु को नाभिक लगभग सबै आफ्नो ठूलो केंद्रित छ। यो प्रोटन र न्युट्रोन आणविक शक्तिहरू सम्बन्धित हुन्छन्।

यो अणु वजन गर्न सम्भव छ कि छैन भनेर

यो प्रत्येक अणु ठूलो छ कि बाहिर जान्छ। उदाहरणका लागि, यो हाइड्रोजन 1,67h10 ^-24 को थियो कठिन यो कसरी सानो मूल्य कल्पना छ। वस्तुको वजन पत्ता लगाउन, तराजू र छ जो थरथरानवाला, प्रयोग नगर्नुहोस् कार्बन नैनोट्यूब। एटम र अणु सुविधाजनक मात्रा बढी को वजन गणना गर्न सापेक्षिक वजन छ। यो एक अणु वा बढी कार्बन अणु, 1,66h10 ^-27 किलो छ जो 1/12 भन्दा एक अणु को कति पटक वजन देखाउँछ। सापेक्ष परमाणु जनता रासायनिक तत्व को आवधिक तालिकामा दिइएको हो, र तिनीहरूले कुनै आयाम छन्।

आइसोटपहेर्नुहोस् औसत ठूलो संख्या छ - वैज्ञानिकहरूले एक रासायनिक तत्व को परमाणु वजन कि राम्ररी थाह छन्। यो एक रासायनिक तत्व को एक एकाइ को प्रकृति मा देखिन्छ, फरक जनता हुन सक्छ। एउटै यस्तो संरचनात्मक कण को केन्द्रक को यस प्रकार शुल्क।

वैज्ञानिकहरु आइसोटपहेर्नुहोस् नाभिक मा न्युट्रोन संख्या भिन्न र केन्द्रक तिनीहरूलाई समान चार्ज भनेर पाएका छन्। 20 प्रोटन र 17 न्युट्रोन - उदाहरणका लागि, एउटा ठूलो 35 भइरहेको एक क्लोरीन एटम, 18 न्युट्रोन र 17 प्रोटन, र 37 को एउटा ठूलो साथ समावेश गर्यो। धेरै रासायनिक तत्व आइसोटपहेर्नुहोस् को मिश्रण हो। उदाहरणका लागि, यस्तो पोटासियम, Argon, 3 फरक आइसोटप प्रतिनिधित्व यसको संरचना अणुहरु मा निहित अक्सिजन रूपमा सरल पदार्थ।

atomicity को संकल्प

यो धेरै व्याख्याहरु छ। के रसायन यो अवधि द्वारा चाहनुभएको छ विचार गर्नुहोस्। एक रासायनिक तत्व को अणुहरु कम्तिमा एकछिन अलग मा अवस्थित गर्न सक्नुहुन्न भने, थप जटिल कणहरु गठन गर्ने गर्छन छैन - अणु, त्यसपछि हामी यस्तो पदार्थ एक परमाणु संरचना छ भन्छन्। उदाहरणका लागि, मिथेन बहु-चरण chlorination प्रतिक्रिया। dichloromethane, कार्बन tetrachloride: यो व्यापक प्रमुख हलोजन डेरिवेटिव लागि प्रयोग गरिन्छ जैविक कृत्रिम रसायन मा। यसलाई उच्च जवाब भइरहेको अणुहरु गर्न क्लोरीन अणु विभाजित गरिएको छ। तिनीहरूले एक श्रृंखला प्रतिस्थापन प्रतिक्रिया प्रदान गर्ने मिथेन अणु मा सिग्मा बन्धन नष्ट।

एक निस्संक्रामक र विरंजन एजेन्ट रूपमा हाइड्रोजन पेरोक्साइड को प्रयोग - एक रासायनिक प्रक्रिया उद्योग ठूलो महत्व भएको अर्को उदाहरण। हाइड्रोजन पेरोक्साइड को एक cleavage उत्पादन रूपमा परमाणु अक्सिजन को सङ्कल्प दुवै प्रत्यक्ष कक्षहरू हुन्छ (इन्जाइम catalase द्वारा), र प्रयोगशाला मा। परमाणु अक्सिजन जीवाणु, Fungi र आफ्नो spores: गुणात्मक यसको उच्च एंटीओक्सिडेंट गुण र pathogenic एजेन्ट नष्ट गर्न आफ्नो क्षमता द्वारा निर्धारित।

कसरी आणविक खाम

हामी पहिले एक रासायनिक तत्व को संरचनात्मक एकाइ एक जटिल संरचना छ पाएका छन्। यस सकारात्मक-चार्ज नाभिक कणहरु वरिपरि नकारात्मक इलेक्ट्रॉनों Revolve। प्रकाश को क्वांटम सिद्धान्त आधारित नोबेल पुरस्कार Niels Bohr, एउटा शिक्षा सिर्जना कैरेक्टराइजेशन र अणुहरु को पहिचान निम्नानुसार छन् wherein: इलेक्ट्रॉनों मात्र यो मामला मा केही निश्चित पथ मा नाभिक वरिपरि सार्दा ऊर्जा radiate छैन। ओब्जेक्ट macrocosm - Bohr वैज्ञानिकहरूले जो परमाणु र अणुको ठूलो शरीर लागि मान्य भएको नियमहरू पालन छैन समावेश गर्ने microworld को कण, कि देखाएका छन्।

particulates को इलेक्ट्रॉन गोले को संरचना जस्तै Hund, Pauli Klechkovskii रूपमा क्वांटम भौतिक वैज्ञानिकहरू मा कागजात मा अध्ययन गरिएको छ। यो इलेक्ट्रॉनों बनाउन चिनिन देखि नाभिक वरिपरि rotational गति छैन अस्तव्यस्त छ, तर केही निश्चित पथ मा। साढे - Pauli यसको orbitals को, पी, घ प्रत्येक, च इलेक्ट्रोनिक कक्षहरू मा मा एक ऊर्जा स्तर भित्र विपरीत स्पिन मूल्य + साढे कुनै दुई भन्दा बढी नकारात्मक चार्ज कणहरु हुन सक्छ फेला परेन।

Hund शासनले कसरी एउटै ऊर्जा स्तर संग इलेक्ट्रन orbitals भर्न बताए।

Aufbau सिद्धान्त पनि नियम N + L, भरिएको orbitals अणुहरु multielectron कसरी (तत्व 5, 6, 7 चक्र) व्याख्या भनिन्छ। माथिको regularities सबै Dmitriem Mendeleevym द्वारा सिर्जना रासायनिक तत्व को सैद्धान्तिक आधारको रूपमा सेवा गरे।

ओक्सीकरण डिग्री

यो रसायन मा एक मौलिक अवधारणा छ र एक अणु मा एक अणु को राज्य वर्णन गर्दछ। निम्नानुसार अणुहरु को ओक्सीकरण को डिग्री को आधुनिक परिभाषा छ: शुल्क एक अणु मात्र ईओण संरचना छ कि अवधारणाहरु आधारमा हिसाब छ जो अणु, मा अणुहरु वातानुकूलित छ।

को ओक्सीकरण एक पूर्णांक वा आंशिक नम्बर, एक, सकारात्मक नकारात्मक वा शून्य मान व्यक्त गर्न सकिन्छ। रासायनिक तत्व को सबै भन्दा अणुहरु मा धेरै ओक्सीकरण अमेरिका छ। उदाहरणका लागि, नाइट्रोजन -3, -2, 0, +1, +2, +3, +4, +5 छ। तर यस्तो फ्लोरिन रूपमा एक यस्तो तत्व, यसको यौगिकों सबै केवल एउटा ओक्सीकरण -1 बराबर राज्य छ। यो एक सरल पदार्थ, शून्य यसको ऑक्सीकरण प्रस्तुत गरिएको छ भने। सुविधाजनक यो रासायनिक मात्रा पदार्थ को वर्गीकरण लागि प्रयोग गर्न र आफ्नो गुण वर्णन गर्न। प्रायजसो, समीकरण redox प्रतिक्रिया अप सेट प्रयोग रसायन को ओक्सीकरण डिग्री।

अणुहरु को गुण

क्वांटम भौतिक, को सिद्धान्त Ivanenko र Gapon ई, निम्न वैज्ञानिक तथ्य द्वारा पूरक आधारित छ जो परमाणु, को आधुनिक परिभाषा को आविष्कारहरू धन्यवाद। एक परमाणविकन्यूक्लियस संरचना रासायनिक प्रतिक्रिया को समयमा परिवर्तन गरिएको छैन। परिवर्तन केवल स्थिर इलेक्ट्रन orbitals असर गर्छ। आफ्नो संरचना पदार्थ को शारीरिक र रासायनिक गुण धेरै गर्न श्रेय गर्न सकिन्छ। इलेक्ट्रॉन एक स्थिर कक्षा छोडेर एक उच्च यस्तो अणु ऊर्जा संग कक्षीय गर्न आय भने उत्साहित भनिन्छ।

यो इलेक्ट्रॉनों यी गैर-कोर orbitals मा लामो समय हुन सक्दैन भनेर उल्लेख गर्नुपर्छ। यसको स्थिर कक्षा फर्केपछि इलेक्ट्रॉन ऊर्जा को क्वांटम emits। इलेक्ट्रोनआकर्षण, इलेक्ट्रोनेगेटिभिटि, आयनीकरण ऊर्जा रूपमा रासायनिक तत्व को संरचनात्मक एकाइहरूको यस्तो विशेषताहरु को अध्ययन, वैज्ञानिकहरू मात्र एक आवश्यक कण microcosm रूपमा अणु परिभाषित गर्न अनुमति दिएको छ, तर पनि तिनीहरूलाई कुरा को एक स्थिर र energetically थप अनुकूल आणविक राज्य गठन गर्ने अणुहरु को क्षमता, एक सम्भव परिणाम व्याख्या गर्न अनुमति ईओण, covalent-ध्रुवीय र apolar, दाता-स्वीकारकर्ता (covalent सम्बन्ध गाँसिसकेको प्रजाति रूपमा) र एम: स्थिर रासायनिक बन्धन कुनै प्रकारको सिर्जना etallicheskoy। उत्तरार्द्ध धातु को सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण शारीरिक र रासायनिक गुण निर्धारण गर्छ।

यो एक अणु को आकार भिन्न हुन सक्छन् कि experimentally स्थापित भएको थियो। यो सबै समावेश गरिएको छ जसमा अणु निर्भर हुनेछ। एक्स-रे मार्फत diffraction विश्लेषण, एक रासायनिक यौगिक मा अणुहरु बीच दूरी गणना गर्न सक्छन् साथै सिक्न अर्धव्यास संरचनात्मक तत्व एकाइ। अवधि वा रासायनिक तत्व को समूह मा निहित अणुहरु को radii को परिवर्तन को ढाँचाहरू owning, यो आफ्नो शारीरिक र रासायनिक गुण भविष्यवाणी गर्न सम्भव छ। उदाहरणका लागि, वृद्धि संग अवधि मा परमाणविकन्यूक्लियस आफ्नो radii कमी ( "अणु सङ्कुचन") चार्ज, र यसैले यौगिकों को धातु गुण कमजोर र Nonmetallic परिलक्षित।

यसरी, अणु को संरचना को ज्ञान सही तत्व को आवधिक प्रणाली समावेश सबै तत्व को शारीरिक र रासायनिक गुण निर्धारण गर्न सक्नुहुन्छ।