006

A HibUl. IM1U.1 .Vv»«    r ), buui :uO

ISBN D4H1II ł-7. © l>. »N TOS >*}

6    1 PODSTAWOWE POJĘCIA CHEMII MASA ATOMOWA I CZĄSTECZKOWA

wodoru i powstają dwie cząsteczki chlorowodoru. Wynika stąd ponadto, ze cząsteczki chloru i wodoru zawierają co najmniej po dwa atomy. Podobnie jedna objętość tlenu, reagując z dwiema objętośćlairn wodoru, daje dwie objętości pary wodnej, co prowadzi do wniosku, ze jedna cząsteczka tlenu, reagując z dwiema cząsteczkami wodoru, daje dwie cząsteczki pary wodnej. Cząsteczka tlenu, z której powstają dwie cząsteczki pary wodnej, musi oczywiście zawierać co najmniej dwa atomy tlenu.

Koncepcja atomu i cząsteczki została przyjęta także przez, fizykę, która w drugiej połowic XIX w. dzięki pracom Rudolfa E. Clausiusa. Jamesa C. Maxwcila i Ludwiga F.. Boltzmanna rozwinęła kinetyczną teorię gazów. Na przełomie XIX i XX wieku fizyka dostarczyła też bezpośrednich dowodów wskazujących na realne istnienie atomów i cząsteczek Pierwszym mocnym argumentem przemawiającym za ziarnistą strukturą materii była teoria ruchów Browna podana w 1904 r. niezależnie przez Mariana Smo-luchowskiego i Alberta Einsteina Uczeni ci wykazali, ze chaotyczne ruchy drobnych cząstek zawiesin w cieczy (np. kuleczek tłuszczu w kropli mleka) obserwowane pod mikroskopem są wynikiem statystycznych fluktuacji drgających cząsteczek cieczy. Cząstka zawiesiny jest wysławiona na niesymetryczno uderzenia cząsteczek wody. któro mogą jej przekazywać niejednakowy pęd z różnych stron i wymuszać w ten sposób jej chaotyczny ruch. Obecnie istnienie atomów i cząsteczek potwierdzone licznymi sposobami mc ulega żadnej wątpliwości. Na rysunku 1.1 przedstawiono obraz powierzchni próbki złota pokrytej napyloną warstewką żelaza, uzyskany za pomocą mikroskopu tunelowego Urządzenie to pozwala na uzyskanie odwzorowania pojedynczych atomów oraz sposobu ich rozmieszczenia. Zasada działania mikroskopu tunelowego zostanie przedstawiona w p. 7.15.

1.3. jądrowy MODEL ATOMU

Według pierwotnej koncepcji Daltona, utrzymującej się do końca XIX w., atom miał stanowić jednostkę niepodzielną. Wiele odkryć, które zbiegły się w latach dziewięćdziesiątych tegoż wieku, pozwoliło jednak na stwierdzenie, że atom jest tworem złożonym o skomplikowanej strukturze.

Najwcześniej poznanym elementem składowym atomu był elektron, cząstka obda rzona masą niemal 2000 razy mniejszą od masy atomu wodoru, wykazująca ujemny ładunek elektryczny Elektron został odkryty przy okazji badan nad promieniami katodowymi. emitowanymi w rurkach próżniowych przez ujemnie naładowaną metalową katodę Promienie te. aczkolwiek niewidoczne dla oka. działają na kliszę fotograficzną, wywołują fluoresccncję takich substancji, jak cyjanoplatynian baru lub odpowiednio przygotowany siarczek cynku W polu elektrycznym i magnetycznym ulegają odchyleniu w sposób, który świadczy o tym. żc stanowią one strumień cząstek naładowanych ujemnie. Cząstki tc nazywamy obecnie elektronami. Badania Josepha J. Thomsona nad zachowaniem się promieni katodowych w polu magnetyczny m i elektrycznym pozwoliły w 1897 r. wyznaczyć stosunek ładunku elektrycznego elektronu e do jego masy m. Stosunek ten wynosi efm » 1.75881962 10" C kg ¹ i nie zależy od materiału katody ani