Kimya 2018-03-10

Kimyəvi sistematikanın əsasları - Atom

Kimyəvi sistematikanın əsasları - Atom

E-mail Üzvlüyü

Mendeleyevə qədərki dövrdə kəşf olunmuş elementlərin sistemləşdirilməsi cəhdləri kimyəvi elementlərin klassifikasiyalaşdırılmasından ibarət idi. Bu tədqiqatlar yalnız kimyəvi elementlərin xassələrindəki fərqlərin axtarışına əsaslanırdı. Lakin qanunauyğunluqların klassifikasiyalardan fərqi əksliklərin vəhdəti prinsipinin axtarışlarındadır.

Öz sələflərindən fərqli olaraq, D.İ.Mendeleyevi kimyəvi çevrilmələrdəki ″digər xassələrin də asılı ola biləcəyi″ müəyyən bir stabil ümumi xassə maraqlandırırdı. Məhz buna görə də D.İ. Mendeleyevin kimyəvi elementlərin və onların birləşmələrinin dövri dəyişən xassələrinin atomların atom çəkilərindən asılılığı barədə gəldiyi nəticə qanun şəkli almışdır. Bu mülahizə dövri sistemin inkişafının birinci – kimyəvi mərhələsidir.

XIX əsrdə atomu Daltonun təbirincə kiçik və dəyişməz hissəcik kimi qəbul edirdilər. Elə bu zaman İngiltərənin koloniyası olan Yeni Zelandiyada, daha doğrusu onun yeganə universiteti olan Kenterberi kollecində elmi cəmiyyətin yığıncağında 20 yaşlı tələbə ″Elementlərin təkamülü″ adlı məruzə ilə çıxış etdi. Onun səsləndirdiyi inqilabi fikir – "atomlar mürəkkəb quruluşa malikdir və eyni hissəciklərdən ibarətdir" fikri auditoriyanı hiddətləndirdi və onu peşəkar olmayan bir şəxs kimi kənarlaşdırmaq tələb olundu. Çıxış edən özü də çox pərt oldu. Bu tələbə Ernest Rezerford idi. Sonradan o, irəli sürdüyü fikrin isbatına bütün ömrünü həsr etdi.

Elektronun kəşfinə hələ 6 il qalırdı. Bu zaman Kembricdə qazların elektrik keçiriciliyinin tədqiqi zamanı C.C.Tomson katod şüalarını müşahidə etdi. Çox tezliklə – 1895-ci ildə, qazboşalma borularından elektrik cərəyanı buraxarkən, Rentgen naməlum şüalar kəşf etdi. Bu şüalar katod şüalarından fərqli olaraq anodda əmələ gəlirdilər.

Tomson öz assistenti Rezerfordla birgə rentgen şüalarını tədqiq edərkən elektronu kəşf etdilər. Bu da atomun bölünən olduğu mülahizəsinin sübutu oldu. Tomson atom üçün model təklif edir və bununla da kimyəvi elementlərin xassələrinin dövriliyinin onların quruluşu ilə bağlı olduğunu sübut etməyə cəhd edir. Tomsona görə atom bərabər paylanmış müsbət yüklə yüklənmiş sferadır və ətrafında mənfi yüklü elektronlar həlqələr şəklində qruplaşmışdır. Həlqələr müəyyən bir səthdə yerləşir və müəyyən sayda elektrona malikdir. Atom çəkisinin artması ilə həlqələrdəki elektronların sayı artır. Nəinki atomun, hətta nüvənin də bölünən olmasını sübut edən kəşflər də özünü çox gözlətmədi.

Fosforessensiya problemləri ilə məşğul olarkən Bekkerel 1896-cı ildə uran birləşmələrinin buraxdığı şüaları kəşf etdi. Bu şüalar qeyri-adi xassələrə malikdirlər. Əgər məlum hadisələr – lüminessensiya və fosforessensiya hər hansı bir enerji mənbəyinin təsirindən baş verdiyi halda "bekkerel" şüaları heç bir enerjisiz özlərini biruzə verirlər. Onlar qeyri-şəffaf cisimlərdən və qara kağızdan keçir və işıq şüaları kimi fotolövhə üzərində iz qoyur.

Tezliklə Pyer Küri və Mariya Skladovskaya Küri yeni radioaktiv elementlərin – radium və poloniumun kəşfi barədə məlumat verdilər və yeni termin – radioaktivlik termini yaratdılar. Bunun ardınca isə bu şüalanmaya müvafiq olan elektrik yükləri, radioaktiv maddələrin özbaşına işıq verməsi barədə məlumatlar verdilər. Məlum oldu ki, radioaktivliyi törədən səbəb radioaktiv atomların özbaşına parçalanmasıdır.

Beləliklə, XX əsrin əvvəlində kimyəvi bölünməz hissəciyin – atomun bölünən olması ideyası artıq bərqərar oldu. Məhz buna görə də dövri qanunun sonrakı inkişafı estafet kimi kimyaçılardan fiziklərə keçdi. Onlar atomun quruluşunda kimyəvi elementlərin xassələrinin dövri dəyişməsinə səbəb ola biləcək yeni keyfiyyətlər axtarmağa başladılar.

Rezerford - atom hansı quruluşa malikdir? - sualına cavab vermək üçün atomun bölünən olduğunu sübut edən radioaktivliyin tədqiqi ilə məşğul oldu. O, Makdonaldın laboratoriyalarında (Kanada) radioaktivliyin tədqiqi üzrə dünya mərkəzi yaratdı. Bu tədqiqatların nəticəsi olaraq Rezerfordla Soddi 1903-cü ildə radioaktiv parçalanma nəzəriyyəsini irəli sürdülər. Kruksun təcrübələri əsasında onlar müəyyən etdilər ki, radioaktivlik qeyri-sabit atomların sabit vəziyyətə keçmək cəhdləri ilə yaranır. XX əsrin əvvəlində fiziklər arasında ən geniş yayılmış ideya Perrenin atomun quruluşunun günəş sisteminə bənzədilməsi müddəası oldu. Bu müddəanı təsdiq edən təcrübələr Rezerfordun assistenti Mardsenə məxsusdur.

Rezerford həmin modelin yaradıcısı sayıldığına baxmayaraq, α-hissəciklərin böyük bucaq altında səpələnməsi üzrə tədqiqatların əleyhinə idi. Xırda bir pambıq parçaya 15 düyməlik mərmi ilə necə atəş açmaq olar ki, o, sıçrayaraq sizə dəysin? Atomun Tomson modelinin tərəfdarı olan Rezerford bunu anlaya bilmirdi.

Bununla belə o, 1908-ci ildə Marsden və Heygerə təcrübələr aparmağa razılıq verdi. Məşhur alim Rezerford vaxtilə tələbə Rezerforda inam olmadığını yaxşı xatırlayırdı. Elə o vaxtdan Rezerford hesab edirdi ki, elm adamları yalnız hər hansı bir adamın ideyasından yox, həmin problem üzərində düşünən minlərlə adamın ümumi müdrikliyindən asılı olmalı və hər bir kəs böyük elm binasına öz payını əlavə etməlidir.

Marsdenin massiv (ağır) nöqtəvari nüvənin mövcudluğunu sübut edən eksperimenti atomun yeni modelinin əsası oldu. 1911-ci ildə Rezerford atomun planetar modelini təklif etdi. Onun fikrincə, atom boşluqdan, müsbət yüklənmiş nüvədən və müxtəlif orbitlərdə fırlanan mənfi yüklü elektronlardan ibarətdir. Eksperimentlərin göstərdiyi kimi nüvənin ölçüsü 10-14÷10-15 m-dir. Məhz nüvə atomun bütün kütləsini özündə cəmləşdirir ki, bu da onun başlıca xüsusiyyəti kimi Mendeleyevin kimyəvi elementlərin sistemləşdirməsində əsas olmuşdur. Elə buna görə də nüvənin kimyəvi elementlərin xassələrini müəyyənləşdirdiyini ehtimal etmək olar. Demək, ancaq nüvə atomun əsas xüsusiyyəti olmalıdır.

Əlbəttə Rezerford başa düşürdü ki, onun elektronların orbitlərdə hərəkəti barədəki fikri fizikanın məlum qanunlarına müvafiq deyil. Həqiqətən də, Maksvell qanunlarına görə elektron fırlandığı zaman enerji itirməli və bunun da nəticəsində Nyuton qanunlarına əsasən nüvənin üzərinə düşməli idi. Lakin bu təzad Rezerford üçün heç bir əhəmiyyət kəsb etmədi, çünki o, hələ tələbəlik illərində irəli sürdüyü atomun bölünən olması iddiasını sübut etməyə müyəssər oldu. Ona görə də elektronun orbitdə mövcudluğunun sabitliyi məsələsini gələcək tədqiqatlar üçün açıq hesab etdi.

1900-cü ildə Plankın çox qızmış (közərmiş) cisimlərin elektromaqnit dalğalarını şüalanma tezliyinə mütənasib olaraq hissə-hissə – kvantlarla şüalandırdığı və udduğu fikri meydana çıxdı:   E=hν

h=0,66252·10-33 C·san (C – Coul).  h kəmiyyəti Plank sabiti adını aldı.

Kvantlaşma ideyası fiziklər arasında özünə yalnız Eynşteyn 1905-ci ildə işığın quruluşunda tətbiq etdikdən sonra yer tapdı. O, işığın fasiləsizliyi təsəvvürü əvəzinə işıq ″zərrəcikləri″ – fotonlar anlayışını irəli sürdü. Eynşteynin təbirincə, işıq – fiziki cəhətdən energetik zərrəciklər, yəni işıq kvantları ilə fəzada yayılan dalğa hadisəsidir.

Bu fikir çox inqilabi olduğuna görə onu hətta kvantlaşma ideyasının müəllifi Plank belə qəbul etmədi. O, Eynşteynin fantaziya və ehtikarlıq yolu seçdiyini bildirdi. Kütlənin diskretliyi ilə yanaşı işıq enerjisinin də diskretliyi sübut olunduğu bir vaxtda Nils Bor 1913-cü ildə atom üçün yeni model təklif etdi. Burada Eynşteynin mülahizələrinin köməyi ilə atomun Rezerford modelinin uyğunsuzluğu aydınlaşdırıldı. Atom ətrafında diskret orbitlərdə elektron fırlanan müsbət nüvədən ibarətdir.

Kvant mexanikasının banilərindən olan Heyzenberq hesab edirdi ki, bir halda ki, bütün atom və molekullar nüvədən və elektronlardan ibarətdir, deməli kvant mexanikasının əsas tənlikləri kimyanı tam əks etdirməlidir.

Mozliyə görə kimyəvi elementlərin sistemləşdirilməsində əsas nüvənin yüküdür. Onu nüvənin əsas xarakteristikası qəbul edirlər. Bruka görə nüvənin yükü elementin dövri sistemdəki sıra nömrəsinə bərabərdir. Belə olan halda dövri qanunun ikinci fiziki tərifi belə səslənir: sadə elementlərin və onların birləşmələrinin xassələri atomun nüvəsinin yükündən asılıdır. İlk baxışdan elə görünə bilər ki, nəhayət kimyəvi fərdiliyin əsası müəyyənləşdirilib, lakin alimlər səbəbi unudaraq yalnız nəticəni tədqiq edirlər.


Android Proqramı Yüklə

Android proqramı yükləyərək elmi-texnoloji yeniliklərdən məlumat ala, kitabxanadan istifadə edə, video dərsliklərdən yararlana bilərsiniz.

Yüklə

Ən Çox Oxunanlar

1

Bal arıları haqqında 8 məlumat

Müəllif: Əlibaba Əliyev
3

Surroqat toyuqlar yaradılıb

Müəllif: Əlibaba Əliyev
4

Kufus Politalamiya

Müəllif: Əlibaba Əliyev

E-mail Üzvlüyü

E-mail vasitəsilə məlumatlanmaq istəyirsinizsə abunə olmağı unutmayın.

Reklam

Bizi İzləyin