Chemia15

wuli' pmb w.u nialyc/iicgu poil/iiilu pic iw u il nu i'inp\ o pndnb nyrli ccchacli Ii/yi/nyrl) luh chcmic/nych I I» I i> iii i .■ li u\ mIKow |csl współczesny układ okresowy pierwiastków.

W lalach 1868 I<S71 Rosjanin Dmilrij I. Meiulelejcw i Niemiec Jnlins Meyer tworząc, niezależnie od siebie, układ okresowy pierwiastków che mieznych, przypisali każdemu ze znanych wówczas pierwiastków liczby porządkową, która dzisiaj odpowiada liczbie atomowej (więcej informacji w podrozdz. 3.2).

Za hipotezą Daltona przemawiało coraz więcej doświadczeń i pod koniec XIX wieku była już teorią uznawaną przez większość chemików i fizyków. Ostatecznym jej potwierdzeniem, jednoznacznie wykazuj;) cym realność istnienia atomów, było wyjaśnienie zjawiska ruchów Browna dokonane jednocześnie przez Mariana Smoluchowskiego i Al berta Einsteina. Ruchy Browna są to niewielkie gwałtowne przesuńię cia mikroskopijnej wielkości drobinek powodowane nierównomierno ścią zderzeń atomów z tymi drobinkami.

Ryc. 3.3. Tor cząstki poruszającej się ruchami Browna

Do określania wielkości atomów używamy jednostki, zwanej pikometrem.

:in

Doświadczenie

Obserwowanie ruchów Browna

Nanieś na szkiełko podstawowe kroplę mleka i obserwuj pod mikroskopem ruchy kropelek tłuszczu. Porównaj tor kreślony przez te kropelki z ryciną w podręczniku.

Pierwsze obliczenia wartości liczby Avogadra (N_A= 6,02 • 10²³) przeprowadzono na początku XX wieku, co pozwoliło oszacować wielkości oraz masy atomów i jonów. Okazało się wtedy, że atomy są bardzo małymi cząstkami i właściwą jednostką do określania ich wielkości jest piko-metr (oznaczany symbolem pm):

1 pm = 1 • 10 ¹² m

Przykładowo, jeden z większych atomów - atom złota, ma promień równy 144 pm, a więc średnica tego atomu wynosi 288 pm. Oznacza to, że na długości I mm można ułożyć prawie 3,5 miliona leżących obok siebie i stykających się ze sobą atomów złota.

Przykład

\

\

< )hlicz, |. i U. i 11111 jm im 11111111 > w 1111111 ml i: ul i I milion ulomow hm u ulo oiiyi li j c* 11 ci i ohok di ugicgi > | m / \ \i loże mu, że promie n almnii bani wy i u isi 21 ') pm.

Ku/wiąznnic

Szukane:

/=?

Dmie:

N 10° (1 000 000)

/    219 pm

• )blic/.amy średnicę atomu:

,1    2-r = 2-219 pm = 438 pm

l )yslans zajęty przez 1 milion atomów będzie równy HI" • 438 pm = 438 • 10⁶ pm

l lokonujemy zamiany jednostek:

I w • 10⁶ pm = 438 • 10⁶ • KT¹² m = 4,38 • KT⁴ m = 0,438 mm

Odpowiedź: 1 milion atomów baru ułożonych obok siebie zajmie U 18 mm długości.

3.1.4. Poznanie złożonej budowy atomów

Wraz z rozwojem i ugruntowaniem teorii atomistycznej poczynione ostały odkrycia przeczące pierwotnym przekonaniom o niepodzielności atomów. Dowiedziono, że składają się one z mniejszych elementów - jąder atomowych i elektronów rozmieszczonych na powłokach, zajmujących przestrzeń wokół jądra atomowego.

Nukleon,mil

nazywamy protony i neutrony

W 1896 roku zaobserwowano zjawisko promieniowania związków uranu - dokonał tego francuski fizyk Antoine Henri Becąuerel. Rok później angielski fizyk Joseph Thomson odkrył elektron. W 1911 roku \nglik Ernest Rutherford wykazał, że każdy atom ma bardzo małe, dodatnio naładowane jądro, stanowiące większość masy danego atomu (wcześniej założono, że ładunek elektronów jest ujemny). Nieco później poznano skład jąder atomowych zawierających tak zwane nukleony, czyli protony i neutrony.

W latach dwudziestych XX wieku uzupełniano szczegóły budowy powłok elektronowych: okazało się, że dzielą się one na podpowtoki. Jednocześnie na podstawie badań promieniowania wysyłanego przez wodór ogrzany do wysokiej temperatury Niels Bohr stworzył w 1913 roku kwantów;) teorię budowy powłok elektronowych (dokładniej o tej teorii powiemy w rozdziali I). YV tym samym czasie Fredcrick Soddy odkrył izo-