История и методология химии. История становления учения о сложном строении атома. Миттова И.Я - 22 стр.

UptoLike

Рубрика: 

22
а) в центре атома находится очень маленькое по размерам положительно
заряженное ядро;
б) практически вся масса атома сосредоточена в ядре ;
в ) ядро атома окружено относительно удаленными от него отрицательно
заряженными электронами.
Эти выводы легли в основу планетарной модели атома , предложенной Э.
Резерфордом в 1911 г. В этой модели строение атома походило на строение
Солнечной системы. Согласно этой модели в центре атома (подобно Солнцу )
находится очень плотное тяжелое положительно заряженное ядро , окруженное
облаком вращающихся легких отрицательно заряженных электронов. Вполне
уместно употребить сравнение , что ядро атома - это его сердце , которое
защищено облаком электронов. При этом никакие химические превращения не
затрагивают целостность ядра. Именно эта неизменность ядра при протекании
химических реакций была причиной того , что все полученные до 90-х годов
XIX века экспериментальные данные говорили о неделимости атома. Модель
атома по Резерфорду позволила окончательно решить ставившую в тупик три
поколения химиков проблему образования и существования ионов. При
условии сохранения электронного облака в целом из него может удалиться или,
наоборот, разместиться несколько дополнительных электронов.
2.3. Закон Мозли
Модель Резерфорда стимулировала дальнейшие исследования атома, в
первую очередь, выяснение причины изменения атомных масс различных
элементов. Во многом решить эту проблему помогло изучение рентгеновского
излучения. В 1909 г. немецкий физик Макс Теодор фон Лауэ
18
начал
исследовать взаимодействие рентгеновских лучей с кристаллическими
веществами, в частности с хлоридом натрия NaCl и CuSO
4
.
5H
2
O. Благодаря
этим экспериментам удалось установить два фундаментальных факта. Во-
первых, атомы в кристаллах образуют пространственную решетку , в которой
они располагаются строго определенным образом. Упорядоченное строение
кристаллической решетки вызывает рассеяние рентгеновских лучей под строго
определенными углами. Другими словами, кристаллические структуры могут
вызывать дифракцию рентгеновских лучей. Во-вторых, была установлена
взаимосвязь между длиной волны рентгеновского излучения и параметрами
элементарной ячейки кристаллической решетки . На основе результатов опытов
Лауэ был создан рентгеноструктурный анализ - мощный метод
экспериментального исследования внутреннего строения кристаллических тел.
Следующие шаги в изучении рентгеновского излучения сделали
английские физики Чарльз Гловер Баркла
19
и Генри Гвин Джефрис Мозли
20
.
Первому из них удалось обнаружить, что различные элементы создают особые
характеристические наборы рентгеновских лучей. Если в разрядной трубке
Крукса менять материал анода, который является источником рентгеновских
лучей, возникающие рентгеновские лучи будут отличаться друг от друга , в
                                              22

   а) в це нт ре ат о ма нахо дит ся о че нь мале нько е по разме рам по ло ж ит е льно
заряж е нно е я д ро;
   б) практиче ски в сямасса ат о ма со сре до т о че на в ядре ;
   в ) ядро ат о ма о круж е но о т но сит е льно удале нными о т не го о т рицат е льно
заряж е нными эле ктро нами.
      Э т и в ыв о ды ле гли в о сно в у план е т арн ой мод е ли ат ома, пре дло ж е нно й Э .
Ре зе рфо рдо м в 1911 г. В эт о й мо де ли ст ро е ние ат о ма по хо дило на ст ро е ние
С о лне чно й сист е мы. С о гласно эт о й мо де ли в це нт ре ат о ма (по до бно С о лнцу)
нахо дит ся о че нь пло т но е т яж е ло е по ло ж ит е льно заряж е нно е ядро , о круж е нно е
о блако м в ращ аю щ ихся ле гких о т рицат е льно заряж е нных эле ктро но в . В по лне
уме ст но упо т ре бит ь срав не ние , чт о ядро ат о ма - эт о е го се рдце , ко т о ро е
защ ищ е но о блако м эле ктро но в . При эт о м никакие химиче с кие пре вращ е н ия не
зат рагив аю т це ло ст но ст ь ядра. Име нно эт а не изме нно ст ь ядра при про т е кании
химиче ских ре акций была причино й т о го , чт о в се по луче нные до 90-х го до в
XIX в е ка экспе риме нт альные данные го в о рили о не де лимо ст и ат о ма. М о де ль
ат о ма по Ре зе рфо рду по зв о лила о ко нчат е льно ре ш ит ь ст ав ив ш ую в т упикт ри
по ко ле ния химико в про бле му о бразо в ания и сущ е ст в о в ания ио но в . При
усло в ии со хране нияэле ктро нно го о блака в це ло м изне го мо ж е т удалит ьсяили,
нао бо ро т , разме ст ит ьсяне ско лько до по лнит е льных эле ктро но в .

            2.3. Зак он М озли

       М о де ль Ре зе рфо рда ст имулиро в ала дальне йш ие иссле до в ания ат о ма, в
пе рв ую о че ре дь, в ыясне ние причины изме не ния ат о мных масс различных
эле ме нт о в . В о мно го м ре ш ит ь эт у про бле му по мо гло изуче ние ре нт ге но в ско го
излуче ния. В 1909 г. не ме цкий физик М акс Т е о до р фо н Лауэ 18 начал
иссле до в ат ь в заимо де йст в ие ре нт ге но в ских луче й с крист алличе скими
                                                                         .
в е щ е ст в ами, в част но ст и с хло ридо м нат рия NaCl и CuSO4 5H2O. Б лаго даря
эт им экспе риме нт ам удало сь уст ано в ит ь дв а фундаме нт альных факта. В о -
пе рв ых, ат о мы в крист аллах о бразую т про ст ранст в е нную ре ш е т ку, в ко т о ро й
о ни распо лагаю т ся ст ро го о пре де ле нным о бразо м. У по рядо че нно е ст ро е ние
крист алличе ско й ре ш е т ки в ызыв ае т рассе яние ре нт ге но в ских луче й по д ст ро го
о пре де ле нными углами. Д ругими сло в ами, крист алличе ские ст руктуры мо гут
в ызыв ат ь дифракцию ре нт ге но в ских луче й. В о -в т о рых, была уст ано в ле на
в заимо св язь ме ж ду длино й в о лны ре нт ге но в ско го излуче ния и параме т рами
эле ме нт арно й яче йки крист алличе ско й ре ш е т ки. На о сно в е ре зульт ат о в о пыт о в
Лауэ был со здан ре н т ге н ос т рукт урн ы й ан ализ - мо щ ный ме т о д
экспе риме нт ально го иссле до в анияв нут ре нне го ст ро е ниякрист алличе ских т е л.
       С ле дую щ ие ш аги в изуче нии ре нт ге но в ско го излуче ния сде лали
английские физики Ч арльз Гло в е р Б аркла19 и Ге нри Гв ин Д ж е фрис М о зли20.
Пе рв о му из них удало сь о бнаруж ит ь, чт о различные эле ме нт ы со здаю т о со бые
характе рист иче ские набо ры ре нт ге но в ских луче й. Е сли в разрядно й т рубке
К рукса ме нят ь мат е риал ано да, ко т о рый яв ляе т ся ист о чнико м ре нт ге но в ских
луче й, в о зникаю щ ие ре нт ге но в ские лучи будут о т личат ься друг о т друга, в