DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
Forum Practic
HTML https://practic.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Fizica
*****************************************************
#Post#: 147--------------------------------------------------
ATOMUL si TEORIA ATOMICA
DIR By: iulianstoian
Date: January 14, 2015, 6:10 am
---------------------------------------------------------
Este studiul naturi atomilor si a fortelor ce ii tin impreuna
.In filozofia Greciei Antice cuvantul ATOM era folosit pentru a
descrie cea mai mica parte a materiei ce putea fi
conceputa.Aceasta fundamentala particula ,sa folosim termenul
folosit pentru conceptul de astazi,era indestructibila ; de
fapt, cuvantul grecesc pentru atom inseamna
“nedivizibil”.Cunostintele despre marimea si natura atomului a
crescut incet peste secole cand oamenii erau multumiti pur si
simplu sa speculeze despre el. i2r2rk
Cu apropierea stintei experimentale in secolele 16-17 se grabea
progresul in teoria atomica .Chimisti curand au recunoscut ca
toate lichidele ,gazele si solidele pot fi analizate in
componentele lor fundamentale sau elememtele lor.De exemplu ,
sarea sa descoperit ca este compusa din doua distincte si
diferite elemente ,sodiu si clor,care sunt tinute impreuna
intr-o forma intima cunoscuta ca compus chimic.Aerul sa
descoperit ca este alcatuit din amestecul de gaze oxigen si
nitrogen.Apa a fost simbolizata cu HOH, insemnand ca este
alcatuita din doi atomi de hidrogen pentru fiecare atom de
oxigen.
Teoria lui Dalton.
John Dalton a fost un profesor si chimist englez ,fascinat de
carpeala elementelor zapacite . La inceputul secolului 19 el a
facut un studiu despre modul in care elementele variate se
combina cu alte si formeaza compusi chimici.Alti savanti
,printre ei si fizicianul englez Isaac Newton , specula deja ca
cele mai mici unitati ale substantei sunt atomi.Dalton era
privit ca fondatorul teoriei atomice deoarece el a facut teoria
cantitativa .El a aratat cum acesti atomi se unesc impreuna in
masuri definite .Ivestigatiile ulterioare au dovedit ca cea mai
mica unitate a unei substante chimice cum ar fi apa este
molecula.Fiecare molecula de apa este alcatuita din un singur
atom de oxigen si doi atomi de hidrogen uniti de o forta
electrica numita” legatura chimica” .
Toti atomi unui element dat ,chimic se poart la fel. Astfel
ditr-un punct de vedere chimic ,atomul este cea mai mica
entitate considerata.Propietatile chimice ale diferitelor
elemente sunt complet diferite ; atomi lor se combina in multe
feluri diferite si formeaza o multitudine de diferiti compusi
chimici.Unele elemente , cum sunt gazele heliu si argon ,sunt
inerte ,ele nu reusesc sa reactioneze cu alte elemente .
Spre deosebire de oxigen ,care are o molecula diatomica (doi
atomi se combina intr-o singura molecula) , heliu si alte gaze
sunt le elemente monoatomice,cu un singur atom in molecula.
Legea lui Avogadro.
Studiul gazelor a atras atentia unui fizician italian Amadeo
Avogadro, care in 1811 a formulat o lege importanta care ii
poarta numele. Aceasta lege stabileste ca doua volume egale de
gaze diferite contin acelasi numar de molecule comparate sub
aceleasi conditi de temperatura si presiune .Dandu-se aceste
conditi ,doua sticle identice ,una umpluta cu oxigen si cealalta
cu heliu ,vor contine acelasi numar de molecule . De doua ori
mai multi atomi de oxigen vor fi prezenti ,deoarece oxigenul
este diatomic.
Greutatea Atomului .
Masurarea greutati a volumelor standard (densitatea) a
diferitelor gaze permite comparatia directa a greutati la
moleculele individuale de gaz.Cand oxigenul este luat ca un
standard si atomului de oxigen ii este repartizata valoarea de
16.0000 masa unitati atomice , heliu sa gasit ca are o greutate
atomica de 4.003 amu,florul de 19.000 ,si sodiul de
22.997.(Atentie ca este obisnuit sa se vorbeasca de “greutatea
atomica”,desi masa atomica ar fi poate mai exact. Masa este o
masura a cantitatii materiei intr-un corp, unde ca greutate este
o forta exercitata pe corp de influenta gravitati. Astfel
,”greutatea atomica” este masurata in amu.
In procese se intampla in interiorul nucleelor atomilor ,niste
fuziuni nucleare ,masa este schimbata in energie.)
Observatia ca multe mase atomice sunt inchise in numere intregi
la condus pe chimistul englez William Prout sa sugereze in 1816
ca toate elementele ar putea fi compuse din atomi de
hidrogen.Ulterior masuratorile greutatii atomilor au dezvaluit
ca clorul ,de exemplu , are o greutate atomica de 35.455.
Descoperirea greutetii atomice parea sa anuleze ipoteza lui
Prout pana secolul urmator ,cand sa descoperit ca atomi a celor
mai multe elemente nu au toti aceasi greutate . Atomi aceluiasi
element care difera in greutate sunt cunoscuti ca “izotopi”.In
cazul clorului doi izotopi se produc in natura .Experimentele
arata ca clorul este un amestec din trei parti de clor -;35
pentru fiecare parte din clorul greu-37 izotop.
Atomistii pot masura izotopi cu o mare precizie .De exemplu
,izotopul de lumina al clorului este masurat la 34.97867amu
.Standardul folosit la calcularea greutati atomice a fost
schimbat de curand .In prima parte a secolului 20 era obisnuit
sa se foloseasca oxigenul natural ca standard impotriva caruia
greutatea atomica sau masele erau caculate; oxigenul a fost
incredintat ca greutate atomica integrala de 16. Acest standard
a fost folosit de chimisti chiar si dupa ce a fost descoperit
izotopul rar de oxigen in 1929(oxigen-17si oxigen-18),din cauza
cantitati mici a acestui izotop in oxigenul natural sunt
relative ,desi nu total , in masura constanta la izotopul
abundent, oxigen-16. Fizicienii l-au gasit mai usor, totusi ,sa
calculezi masa atomica impotriva oxigenului -;16 izotop.Aceasta
metoda a rezultat in doua tabele oarecum diferite ale greutati
atomice sau a maselor .Situatia a fost rezolvata in 1960 , cand
uniunea internationala a chimistilor si fizicienilor au cazut de
acord la un singur standard , izotopul abundent al carbonului
,carbon-12 . Noul standard a inlocuit complet cele doua
standarde precedente pentru toti oamenii de stiinta . Noul
standard este particular apropiat deoarece carbon-12 este adesea
folosit ca un standard de referinta in calcularea masei atomice
folosind spectometru.Pe langa asta,tabelul greutatii atomice se
bazeaza pe carbon-12 in stransa legatura cu vechiul tabel bazat
pe oxigen natural.
Marimea Atomului.
Curiozitatea privind marimea atomului si greutatea lui a chinuit
milioane de oameni de stiinta pentru o lunga perioada in timpul
careia lipsa de instrumente adecvate si tehnici potrivite
inpiedicandu-I sa obtina raspunsuri satisfacatoare.Ulterior , o
varietate de experimente ingenioase au fost nascocite pentru a
determina marimea si greutatea a diferitilor atomi.Scanteia
tuturor atomilor , hidrogenul , are un diametru de 1 X 10_8 cm
si cantareste 1,7 X 10_24 . Un atom este atat de mic ca o
singura picatura de apa contine mai mult de milioane si bilioane
de atomi.
Radioactivitatea.
Ca atomul nu este o parte solida din materie , incapabil de
subdiviziune , a devenit evident cu descoperirea
radioactivitatii. In 1896 fizicianul francez Antoine Henri
Becquerel a descoperit ca anumite substante , cum ar fi sarurile
de uraniu , ofera o raza de patrundere de origine necunoscuta.
Doar cu un an inainte omul de stiinta german Wilhelm Conrad
Roentgen a anuntat descoperirea razelor ,,X” , care pot patrunde
cearsafuri din plumb. Omul de stiinta francez Marie Curie si
sotul ei Pierre Curie au contribuit mai departe la intelegerea
substantelor radioactive.
Ca un rezultat al cercetarilor fizicianului englez Ernest
Rutherford si contemporanii sai , s-a aratat ca uraniu si alte
cateva elemente grele , cum ar fi toriu si radiu , emit 3 feluri
diferite de radiatie , initial numite razele alfa , beta si
gama.
Primele doua , care au fost descoperite ca sunt alcatuite din
particule de materie incarcate electric , sant acum numite
particule alfa si beta. Razele gama in cele din urma au fost
identificate ca unde electromagnetice , similare cu razele X dar
de o lungime de unda mai scurta.
Atomul lui Bohr.
Pentru a explica structura atomului , fizicianul danez Niels
Bohr a dezvoltat in 1913 o ipoteza cunoscuta ca teoria atomului
lui Bohr. El a presupus ca electronii sunt aranjati in
compartimente definite sau in nivele separate la o distanta
considerabila de nucleu. Aranjamentul acestor electroni este
numit configuratia electronilor.
Numarul acestor electroni este egal cu numarul atomic al
atomului ; hidrogenul are un singur electron orbital , heliu are
doi , si uraniu are 92. Compartimentele electronilor sant
aranjate intr-o forma moderna de la primul compartiment pana la
cele sapte , fiecare are o limita superioara a numarului de
electroni la care se poate acomoda. Primul compartiment este
completat cu doi electroni , al doilea poate sustine opt
electroni , si compartimentele urmatoare sustin un numar mai
mare de electroni. Ultimi electroni sunt aceia care primesc sau
adauga ultimii la structura atomului , determina comportamentul
chimic al atomului. Compartimentele atomice nu trebuie umplute
in ordine consecutiva cu electroni.
Nucleul atomului
In 1905 Albert Einstein a dezvoltat ecuatia energiei maselor ,
E=mc2 , ca parte a teoriei sale a relativitatii. Aceasta ecuatie
sustine ca cu o masa data ii este asociata o cantitate de
energie egala cu masa inmultita la patrat din viteza luminii.O
foarte mica cantitate de masa este echivalenta cu o vasta
cantitate de energie. Deoarece mai mult de 99% din masa atomului
este nucleul , orice eliberare a energiei atomului ar trebui sa
vina din nucleu. In 1919 Rutherford a expus nitrogen la o sursa
radioactiva care emitea particule alfa. Unele din particulele
alfa se ciocneau cu nucleii atomilor de nitrogen. Ca rezultat al
acestor ciocniri , atomii de nitrogen au fost transformati in
atomi de oxigen.Particulele incarcate pozitiv erau emise din
nucleul fiecarui atom suferind transformarea. Aceste particule
au fost recunoscute ca fiind identice cu nucleii atomilor de
hidrogen si erau numiti protoni.
Eliberarea energiei atomice
Doua procese nucleare de mare insemnatate practica deoaece ele
ofera vaste cantitati de energie sunt fuziunile, despartirea
nucleilor grei in mai usori si fuziunea termo-nuclera , fuziunea
a doi nuclei usori pentru a forma unul greu.
Fizicianul italian de origine americana Enrico Fermi a obtinut
fuziunea in 1934 , dar reactia nu a fost recunoscuta pana in
1939 , cand omul de stiinta german Otto Hahn si Fritz Strassmann
au anuntat ca ei au despartit nucleii de uraniu bombardandu-I cu
neutroni. Neutronii sunt deasemenea eliberati de reactie si pot
cauza o reactie in lant cu alti nuclei. O necontrolata reactie
in lant este vazuta in explozia bombei atomice.
Caldura din reactiile controlate pot fi folosite la producerea
curentului electic. Fuziunea termo-nucleara se intampla in stele
, incluzand si soarele , si este sursa caldurii lor si luminii.
Fuziuni necontrolate sunt vazute in exploziile bombei cu
hidrogen , dar fizicienii inca incearca sa dezvolte un aparat
practic de controlare a fuziunii.
*****************************************************
Page 1 of 1