Kanthi atom liwat abad - bagean 1

Abad pungkasan asring diarani minangka "umur atom". Ing wektu sing ora adoh banget, eksistensi "bata" sing nggawe jagad ing sekitar kita pungkasane dibuktekake, lan pasukan sing ora aktif dibebasake. Nanging, gagasan atom kasebut nduweni sejarah sing dawa banget, lan crita babagan sejarah kawruh babagan struktur materi ora bisa diwiwiti kanthi tembung sing nuduhake jaman kuna.

1. Fragmen lukisan Raphael "The School of Athens", nggambarake Plato (ing sisih tengen, filsuf nduweni fitur Leonardo da Vinci) lan Aristoteles.

"Wis lawas..."

… filsuf teka menyang kesimpulan sing kabeh alam kasusun saka imperceptibly partikel cilik. Mesthi, ing wektu iku (lan kanggo dangu sawise iku) ilmuwan ora duwe kesempatan kanggo nyoba asumsi. Dheweke mung nyoba kanggo nerangake pengamatan alam lan mangsuli pitakon: "Apa prakara bisa rusak tanpa wates, utawa ana pungkasane fisi?«

Jawaban diwenehake ing macem-macem bunderan budaya (utamane ing India kuna), nanging pangembangan ilmu dipengaruhi dening studi para filsuf Yunani. Ing masalah liburan taun kepungkur "Teknisi Muda", para pamaca sinau babagan sejarah panemuan unsur-unsur ("Bahaya karo Unsur", MT 7-9/2014), sing uga diwiwiti ing Yunani Kuno. Mbalik ing abad kaping XNUMX SM, komponen utama saka materi (unsur, unsur) digoleki ing macem-macem zat: banyu (Thales), udara (Anaximenes), geni (Heraclitus) utawa bumi (Xenophanes).

Empedocles ngrampungake kabeh, nyatakake yen materi ora mung siji, nanging papat unsur. Aristoteles (abad ka-1 SM) nambahake zat becik liyane - eter, sing ngisi kabeh alam semesta, lan nyatakake kemungkinan transformasi unsur. Ing sisih liya, Bumi, sing dumunung ing tengah jagad, diamati dening langit, sing tansah ora owah. Thanks kanggo panguwasa Aristoteles, teori struktur materi lan kabèh dianggep bener kanggo luwih saka rong ewu taun. Dadi, antara liya, basis kanggo pangembangan alkimia, lan mulane kimia dhewe (XNUMX).

2. Dada Democritus saka Abdera (460-370 SM)

Nanging, hipotesis liyane uga dikembangake kanthi paralel. Leucippus (abad XNUMXth SM) percaya yen materi dumadi saka partikel cilik banget obah ing vakum. Pandangan saka filsuf dikembangake dening muride - Democritus of Abdera (c. 460-370 SM) (2). Dheweke nyebut "blok" sing nggawe atom materi (Atomos Yunani = ora bisa dibagi). Dheweke ujar manawa dheweke ora bisa dibagi lan ora owah, lan jumlahe ing jagad iki tetep. Atom pindhah ing vakum.

Nalika atom padha disambungake (kanthi sistem pancing lan mata) - kabeh jinis awak dibentuk, lan nalika dipisahake saka siji liyane - awak bakal rusak. Democritus percaya manawa ana pirang-pirang jinis atom, beda-beda ing wangun lan ukuran. Ciri-ciri atom nemtokake sifat-sifat zat, contone, madu manis dumadi saka atom sing alus, lan cuka asem digawe saka sudut; awak putih mbentuk atom Gamelan, lan awak ireng mbentuk atom karo lumahing kasar.

Cara gabung materi uga mengaruhi sifat-sifat materi: ing padhet, atom-atom sing cedhak karo siji liyane, lan ing badan alus dumunung kanthi longgar. Inti saka panemu Democritus yaiku pernyataan: "Satemene, mung ana kekosongan lan atom, kabeh liya mung khayalan."

Ing abad sabanjure, panemu Democritus dikembangake dening para filsuf berturut-turut, sawetara referensi uga ditemokake ing tulisan Plato. Epicurus - salah sawijining penerus - malah percaya atom kalebu komponen sing luwih cilik ("partikel dhasar"). Nanging, teori atomistik saka struktur materi ilang saka unsur Aristoteles. Tombol-wis banjur-temokake ing pengalaman. Nganti ana alat kanggo ngonfirmasi anané atom, owah-owahan unsur kasebut gampang diamati.

Contone: nalika banyu digawe panas (elemen kadhemen lan udan), hawa dipikolehi (uap panas lan udan), lan lemah tetep ana ing ngisor prau (udan kadhemen lan garing saka zat sing larut ing banyu). Properti sing ilang - anget lan kekeringan - disedhiyakake dening geni, sing dadi panas prau.

Invariance lan konstan jumlah atom padha uga mbantah pengamatan, amarga mikroba dianggep "metu saka apa-apa" nganti abad kaping XNUMX. Pandangan Democritus ora menehi dhasar kanggo eksperimen alkimia sing ana gandhengane karo transformasi logam. Iku uga angel mbayangno lan nyinaoni macem-macem jinis atom tanpa wates. Teori dhasar katon luwih prasaja lan luwih yakin njlentrehake jagad sekitar.

3. Potret Robert Boyle (1627–1691) dening J. Kerseboom.

Tiba lan lair maneh

Wis pirang-pirang abad, téyori atom wis pisah karo èlmu utama. Nanging, dheweke ora pungkasane mati, gagasan-gagasane tetep urip, nganti tekan para ilmuwan Eropa ing wangun terjemahan filosofis Arab saka tulisan kuna. Kanthi perkembangan kawruh manungsa, dhasar teori Aristoteles wiwit ambruk. Sistem heliosentris Nicolaus Copernicus, pengamatan pisanan saka supernovae (Tycho de Brache) njedhul metu saka ngendi wae, panemuan hukum obah saka planet (Johannes Kepler) lan rembulan Jupiter (Galileo) tegese ing nembelas lan abad pitulas, wong mandhek kanggo manggon ing sangisore langit ora owah saka wiwitan donya. Ing bumi, uga, pungkasane pandangan Aristoteles.

Usaha alkemis pirang-pirang abad ora nggawa asil sing dikarepake - gagal ngowahi logam biasa dadi emas. Liyane lan liyane ilmuwan takon orane unsur dhewe, lan elinga teori Democritus.

4. Eksperimen taun 1654 karo belahan bumi Magdeburg mbuktekake anane vakum lan tekanan atmosfer (16 jaran ora bisa ngilangi hemisfer tetanggan saka ngendi hawa dipompa metu!)

Robert Boyle ing taun 1661 mènèhi definisi praktis unsur kimia minangka zat sing ora bisa dipecah dadi komponen kanthi analisis kimia (3). Dheweke percaya yen materi kasusun saka partikel cilik, padhet lan ora bisa dibagi sing beda-beda ing wangun lan ukuran. Gabungan, padha mbentuk molekul senyawa kimia sing mbentuk materi.

Boyle nyebat partikel-partikel alit punika corpuscles, utawi "corpuscles" (sing diminutif saking tembung Latin corpus = body). Pandangan Boyle mesthi dipengaruhi dening panemuan pompa vakum (Otto von Guericke, 1650) lan perbaikan pompa piston kanggo ngompres hawa. Anane vakum lan kemungkinan ngganti jarak (minangka asil kompresi) ing antarane partikel udara menehi kesaksian babagan teori Democritus (4).

Ilmuwan paling gedhe ing wektu iku, Sir Isaac Newton, uga ilmuwan atom. (5). Adhedhasar panemune Boyle, dheweke nggawe hipotesis babagan fusi awak dadi formasi sing luwih gedhe. Tinimbang sistem eyelet lan pancing kuna, ikatan kasebut - kepiye maneh - kanthi gravitasi.

5. Potret Sir Isaac Newton (1642-1727), dening G. Kneller.

Mangkono, Newton nyawiji interaksi ing kabeh Semesta - siji pasukan kontrol loro gerakan planèt lan struktur komponen cilik saka materi. Ilmuwan percaya yen cahya uga kalebu corpuscles.

Dina iki kita ngerti yen dheweke "setengah tengen" - akeh interaksi antarane radiasi lan materi diterangake dening aliran foton.

Kimia melu main

Nganti meh pungkasan abad kaping XNUMX, atom minangka prerogatif para fisikawan. Nanging, revolusi kimia sing diwiwiti dening Antoine Lavoisier sing nggawe ide babagan struktur granular materi ditampa kanthi umum.

Panemuan struktur kompleks unsur-unsur kuno - banyu lan hawa - pungkasane mbantah teori Aristoteles. Ing pungkasan abad kaping XNUMX, hukum konservasi massa lan kapercayan ing mokal transformasi unsur uga ora nyebabake bantahan. Timbangan wis dadi peralatan standar ing laboratorium kimia.

6. John Dalton (1766-1844)

Thanks kanggo panggunaan, diweruhi manawa unsur-unsur kasebut gabung karo siji liyane, mbentuk senyawa kimia tartamtu kanthi proporsi massa sing tetep (preduli asal-usule - alami utawa artifisial - lan cara sintesis).

Observasi iki wis dadi gampang diterangake yen kita nganggep yen materi kasusun saka bagean-bagean sing ora bisa dibagi dadi siji. atom. Pencipta téori atom modhèrn, John Dalton (1766-1844) (6), ngetutake dalan iki. Sawijining ilmuwan ing taun 1808 nyatakake yen:

1. Atom ora bisa dirusak lan ora bisa diowahi (iki, mesthi, ngilangi kemungkinan transformasi alkimia).
2. Kabeh materi dumadi saka atom sing ora bisa dibagi.
3. Kabeh atom saka unsur tartamtu padha, yaiku, padha duwe wangun, massa lan sifat sing padha. Nanging, unsur sing beda-beda dumadi saka atom sing beda.
4. Ing reaksi kimia, mung cara gabung atom diganti, saka ngendi molekul senyawa kimia dibangun - ing proporsi tartamtu (7).

Panemuan liyane, uga adhedhasar pengamatan owah-owahan kimia, yaiku hipotesis fisikawan Italia Amadeo Avogadro. Ilmuwan teka menyang kesimpulan sing padha volume gas ing kondisi padha (tekanan lan suhu) ngemot nomer padha molekul. Panemuan iki bisa nggawe rumus akeh senyawa kimia lan nemtokake massa atom.

7. Simbol atom digunakake dening Dalton (New System of Chemical Philosophy, 1808)

8. Padatan Platonis - simbol atom saka "unsur" kuna (Wikipedia, penulis: Maxim Pe)

Carane kakehan kanggo Cut?

Munculé gagasan atom digandhengake karo pitakonan: "Apa ana pungkasan kanggo divisi materi?". Contone, ayo njupuk apel kanthi diameter 10 cm lan piso lan miwiti ngiris woh. Pisanan, ing setengah, banjur setengah apel dadi rong bagéan liyane (podo karo Cut sadurungé), etc Sawise sawetara kaping, mesthi, kita bakal rampung, nanging ora ana sing ngalangi kita terus eksperimen ing bayangan siji atom? Sewu, yuta, bisa uga luwih?

Sawise mangan irisan apel (enak!), Ayo miwiti kalkulasi (sing ngerti konsep kemajuan geometris bakal kurang masalah). Divisi pisanan bakal menehi kita setengah saka woh kanthi kekandelan 5 cm, potong sabanjure bakal menehi irisan kanthi kekandelan 2,5 cm, lan liya-liyane ... 10 sing diantemi! Mula, "dalan" menyang jagad atom ora suwe.

*) Gunakake piso karo lading lancip tanpa wates. Ing kasunyatan, obyek kuwi ora ana, nanging wiwit Albert Einstein ing pasinaon dianggep sepur obah ing kacepetan cahya, kita uga diijini - kanggo tujuan eksperimen pamikiran - kanggo nggawe asumsi ndhuwur.

Atom Platonis

Plato, salah sawijining pemikir paling gedhe ing jaman kuna, nggambarake atom-atom sing unsur-unsur kasebut bakal disusun ing dialog Timachos. Formasi kasebut nduweni wujud polyhedra biasa (padatan Platonik). Dadi, tetrahedron minangka atom geni (minangka sing paling cilik lan paling molah malih), octahedron minangka atom udara, lan icosahedron minangka atom banyu (kabeh barang padhet duwe tembok segi telu padha). Kubus kothak minangka atom bumi, lan dodecahedron saka segi lima minangka atom saka unsur becik - eter langit (8).