История и методология химии. История становления учения о сложном строении атома. Миттова И.Я - 9 стр.

UptoLike

Рубрика: 

9
открыта первая из субатомных частиц . Учитывая важность работ Дж. Дж.
Томсона, его по праву считают первооткрывателем электрона. Принятые в
настоящее время значения заряда и массы покоя
электрона составляют:
e = 1,602×10
19
Кл; m
e
= 9,110×10
28
г.
1.3. Фотоэлектрический эффект
После открытия электрона еще не было ясно , существует ли какая-нибудь
связь между этой частицей и атомом. Очевидно , что электрон - это частица
электричества, а атом - частица вещества. В то время ученые допускали, что эти
частицы могут существовать независимо друг от друга и не иметь внутренней
структуры.
Еще в 80-е годы XIX века С . Аррениус разработал теорию
электролитической диссоциации (ионизации). Центральным местом этого
учения являлось представление об ионах как электрически заряженных атомах
или группах атомов. Поначалу многие современники сочли это положение в
теории Аррениуса абсурдным , но , как показало время, оно имеет глубокий
физико - химический смысл.
Происхождение отрицательно заряженных ионов (анионов) после
открытия электрона стало вполне очевидным . Если к атому хлора или к группе
атомов, состоящей из атома азота и трех атомов кислорода, присоединить по
одному электрону, можно получить соответственно хлорид-анион Cl
и нитрат
анион NO
3
. Однако как образуются положительно заряженные ионы (катионы)
было еще не вполне понятно . Никаких данных о существовании аналогичной
электрону частицы с положительным зарядом получить еще не удалось.
Разумным было допустить, что положительный заряд может возникать в
результате ухода одного или нескольких электронов из нейтрального атома.
Однако эта мысль приводила к парадоксальной гипотезе , что электрон может
быть частью атома, ранее считавшегося неделимым . Это допущение
опровергало все привычные представления. И, тем не менее,
экспериментальные факты упрямо доказывали, что такое допущение вполне
вероятно . Исследования фотоэлектрического эффекта, начатые в 1888 г.
немецким физиком Генрихом Рудольфом Герцем
5
и систематически
продолженные его соотечественником и учеником Филиппом Эдуардом
Ленардом
6
, а также русским физиком Александром Григорьевичем
Столетовым
7
, доказали, что природа этого явления заключается в эмиссии
электронов из металлов под воздействием видимого света или
ультрафиолетового излучения. Было установлено , что фотоэлектрический
эффект характерен для многих металлов и возможен даже при отсутствии
электрического тока в них. Этот факт дал повод предположить, что атомы
                                                 9

о т крыт а пе рв ая из с убат омн ы хчас т иц . У чит ыв ая в аж но ст ь рабо т Д ж . Д ж .
Т о мсо на, е го по прав у счит аю т пе рв о о т крыв ат е ле м эле ктро на. Принят ые в
наст о ящ е е в ре мязначе ниязаряда и массы по ко я

     эле ктро на со ст ав ляю т :

     e = 1,602×10−19 К л; me = 9,110×10−28 г.

            1.3. Ф отоэлек тр ическ ий эф ф ек т

       По сле о т крыт ия эле ктро на е щ е не было ясно , сущ е ст в уе т ли какая-нибудь
св язь ме ж ду эт о й част ице й и ат о мо м. О че в идно , чт о эле ктро н - эт о част ица
эле ктриче ст в а, а ат о м - част ица в е щ е ст в а. В т о в ре мяуче ные до пускали, чт о эт и
част ицы мо гут сущ е ст в о в ат ь не зав исимо друг о т друга и не име т ь в нут ре нне й
ст руктуры.
       Е щ е в 80-е го ды XIX в е ка С . Арре ниус разрабо т ал т е о рию
эле ктро лит иче ско й диссо циации (ио низации). Ц е нт ральным ме ст о м эт о го
уче ния яв ляло сь пре дст ав ле ние о био нах какэле ктриче ски заряж е нных ат о мах
или группах ат о мо в . По началу мно гие со в ре ме нники со чли эт о по ло ж е ние в
т е о рии Арре ниуса абсурдным, но , как по казало в ре мя, о но име е т глубо кий
физико -химиче ский смысл.
       Про исхо ж де ние о т рицат е льно заряж е нных ио но в (анио но в ) по сле
о т крыт ияэле ктро на ст ало в по лне о че в идным. Е сли кат о му хло ра или кгруппе
ат о мо в , со ст о ящ е й из ат о ма азо т а и т ре х ат о мо в кисло ро да, присо е динит ь по
                                                                                      −
о дно му эле ктро ну, мо ж но по лучит ь со о т в е т ст в е нно хло рид-анио н Cl и нит рат
                −
анио н NO3 . О днако како бразую т сяпо ло ж ит е льно заряж е нные ио ны (кат ио ны)
было е щ е не в по лне по нят но . Никаких данных о сущ е ст в о в ании анало гично й
эле ктро ну част ицы с по ло ж ит е льным зарядо м по лучит ь е щ е не удало сь.
Разумным было до пуст ит ь, чт о по ло ж ит е льный заряд мо ж е т в о зникат ь в
ре зульт ат е ухо да о дно го или не ско льких эле ктро но в из не йт рально го ат о ма.
О днако эт а мысль прив о дила кпарадо ксально й гипо т е зе , чт о эле ктро н мо ж е т
быт ь част ью ат о ма, ране е счит ав ш е го ся не де лимым. Э т о до пущ е ние
о про в е ргало       в се   прив ычные        пре дст ав ле ния. И, т е м не              ме не е ,
экспе риме нт альные факты упрямо до казыв али, чт о т ако е до пущ е ние в по лне
в е ро ят но . Иссле до в ания ф от оэле кт риче с кого эф ф е кт а, начат ые в 1888 г.
не ме цким физико м Ге нрихо м Рудо льфо м Ге рце м 5 и сист е мат иче ски
про до лж е нные е го со о т е че ст в е ннико м и уче нико м Ф илиппо м Э дуардо м
Ле нардо м 6, а т акж е русским физико м Але ксандро м Григо рье в иче м
С т о ле т о в ым 7, до казали, чт о приро да эт о го яв ле ния заклю чае т ся в эмиссии
эле ктро но в из ме т алло в по д в о зде йст в ие м в идимо го                    св е т а или
ульт рафио ле т о в о го излуче ния. Б ыло уст ано в ле но , чт о фо т о эле ктриче ский
эффе кт характе ре н для мно гих ме т алло в и в о змо ж е н даж е при о т сут ст в ии
эле ктриче ско го т о ка в них. Э т о т факт дал по в о д пре дпо ло ж ит ь, чт о ат о мы