|
Iii müh. Atom mürəkkəb sistemdir
|
| bet | 1/3 | | Sana | 10.11.2023 | | Hajmi | 0.49 Mb. | | #96999 |
Bog'liq 3muh xtisas M h ndis fizikas Qrup 2512a b
Atomun quruluşunun mürəkkəbliyi. Atom modelləri. Kvant ədədləri. III müh.
Atom mürəkkəb sistemdir. Hələ eramızdan əvvəl qədim yunan filosofları atom anlayışından istifadə etmişlər. Maddələrin ən kiçik hissəciklərdən – atomlardan ibarət olması fikrini ilk dəfə onlar irəli sürmüşlər. Atom yunanca “atomos” – bölünməz deməkdir.
XIX əsrin sonu XX əsrin əvvəllərində fizika və kimya elmlərinin coşğun inkişafı sayəsində əldə edilən bir sıra kəşflər (rentgen şüalarının və elektronun kəşfi, ağır element atomlarında öz-özünə baş verən radioaktiv parçalanmanın müşahidəsi, elementlərin optik spektrlərinin öyrənilməsi, elektroliz hadisəsi, şüalanmanın kvant nəzəriyyəsinin yaranması və s.) atomun bölünməzliyi haqqındakı təsəvvürlərə son qoydu və sübut etdi ki, atom elementar hissəcik olmayıb, özünə məxsus mürəkkəb quruluşa malikdir. O, müəyyən kütlə, yük və spinlə (hərəkət miqdarının məxsusi mexaniki momenti) səciyyələnən 3 cür elementar hissəcikdən – elektron, proton (yunanca “protos” – 1-ci) və neytrondan (yunanca “neuter” – nə o, nə bu deməkdir) təşkil olunmuşdur.
Elementar hissəciklərin bəzi xassələri:
Hissəciklər
|
İşarələr
|
Kütlə
|
Yük, K-la
|
Spin
|
q-la
|
C-vahidi ilə
|
Elektron
|
|
9,10·10-28
|
0,000549
|
–1,602·10-19
|
±½
|
Proton
|
p
|
1,672·10-24
|
1,007276
|
+1,602·10-19
|
±½
|
Neytron
|
n0
|
1,675·10-24
|
1,008665
|
0
|
±½
|
Cədvəldən göründüyü kimi elektronun və protonun yükü əks işarə ilə bir-birinə bərabərdir. Neytron isə heç bir yükə malik olmayan elektroneytral hissəcikdir. Proton ilə neytronun kütləsi təxminən eynidir. Elektronun kütləsi isə onların kütləsindən təxminən 1840 dəfə kiçikdir. Bu, atom kütləsinin praktiki olaraq, proton və neytronların kütlələri cəmindən təşkil olunduğunu göstərir. (Proton və neytron birlikdə nuklon adl-r.)
Atom kütləsi (m) elementin qram-atom kütləsinin (A) qram-atomda olan atomların sayına (NA) bölünməsi ilə tapılır: ; NA=6,02·1023.
Burada, NA-Avoqadro ədədi olub, 6,0228·1023-ə bərabərdir.
Məlum kimyəvi elementlərin atom kütləsi 1,667·10-24-dən 4,27·10-22 q-a qədər olmaqla, çox kiçik rəqəmlərlə səciyyələnir. Bunlar çətinlik törətdiyindən, atom vahidindən istifadə edilir. Kütlənin atom vahidi kimi 12C izotopunun 1/12 kütləsindən istifadə edilir.
Atomun Rezerford (planetar) modeli: Atomun ilk modelini C.Tomson (1904) irəli sürmüşdür. Tomson modelində atoma həcmi boyu bərabər paylanmış müsbət yüklərdən və elektronlardan ibarət olan bir sistem kimi baxılırdı. Lakin atomun Tomson modeli özünü
doğrultmadı.
Atom quruluşunun müasir modelinin əsasını ingilis alimi Ernest Rezerfordun planetar modeli təşkil edir.
Rezerford (1871-1937)(66) müxtəlif metallardan (Au, Pt, Ag, Cu hazırlanmış nazik ~ 0,0004 sm) lövhədən α-zərrəciklərin paralel dəstəsini buraxmış və onların metaldan keçərkən ilk istiqamətinin necə dəyişdiyini izləmişdir. Məlum olmuşdur ki, α-zərrəciklərin əksəriyyəti metal lövhələrdən düz keçir, çox az bir hissəsi isə ilk istiqamətini nisbətən böyük bucaq altında dəyişir.
Yüksək kinetik enerjiyə malik olan α-zərrəciklərin atom daxilində yalnız böyük qüvvə təsirindən böyük bucaq altında səpələnə bilərdi. Belə bir qüvvənin yaranmasına səbəb isə atom daxilində nisbətən böyük kütləli müsbət yüklərin mövcudluğu ola bilərdi. Bu fikir atomun kiçik ölçülü müsbət nüvədən və bu nüvənin ətrafında atomun ölçüləri ilə müqayisə edilə biləcək məsafədə yerləşmiş elektronlardan ibarət olduğunu söyləməyə imkan vermişdir.
Təcrübədə alınmış bu nəticələrə əsasən Rezerford 1911-ci ildə atomun planetar modelini təklif etmişdir. Bu modeldə atomun quruluşu Günəş sisteminin quruluşunu xatırladır. Modelə əsasən atomun mərkəzində, planetlər sistemində Günəş olduğu kimi, müsbət yüklü nüvə yerləşir, onun ətrafında isə, planetlər Günəş ətrafında fırlandığı kimi, elektronlar müxtəlif orbitlər üzrə fırlanır.
Modeldə atomun həcmini əsasən α-zərrəciklərin keçidinə praktiki olaraq, müqavimət göstərə bilməyən elektron buludu təşkil edir. Sonralar aparılan hesablamalar göstərdi ki, doğrudan da nüvənin ölçüsü atoma nisbətən çox kiçikdir.
1913-cü ildə Brüsseldə maddənin quruluşu məsələlərinə dair keçirilən Beynəlxalq konqresdə atomun Rezerford modeli yekdilliklə qəbul edilmişdir.
Planetar modelə görə ən sadə atom adi hidrogen atomudur. O, nüvədən və nüvə ətrafında fırlanan yeganə elektrondan ibarətdir. Bu sistemin dayanıqlı olması üçün klassik mexanikaya görə elektron nüvə ətrafında elə sürətlə fırlanmalıdır ki, mərkəzdən qaçma
qüvvəsi ( ) elektronu nüvəyə doğru cəzb edən Kulon qüvvəsi ( ) ilə tarazlaşa bilsin, yəni ( ) = ( ) olsun.
Burada, r – orbitin radiusu, m – elektronun kütləsi, υ – elektronun orbitdə fırlanma sürəti, e – elektronun və hidrogen atomu nüvəsinin yüküdür.
Bu ifadə də e, m və r-in müvafiq ədədi qiymətləri yerinə yazıldıqda, υ=108 sm/san alınır. Deməli, elektronun sürəti çox böyükdür. Buna müvafiq olaraq, elektronun mərkəzdənqaçma təcili də böyük olacaqdır:
ω = = ≈ 1024 sm/san2
Elektronun böyük təcilli olması atomun planetar modelinin bir sıra fiziki hadisələrin izahında klassik elektrodinamikanın tələblərini ödəmədiyini göstərir. Məs.elektronlar nüvə ətrafında böyük təcillə fırlandığından, arasıkəsilmədən elektromaqnit dalğaları şəklində enerji şüalandırmalıdır. Bu vaxt isə elektron spiral boyu hərəkət edərək, tədricən nüvəyə yaxınlaşmalı və nəticə etibarı ilə onun üzərinə düşməlidir. Belə aydın olur ki, atomu Günəş və planetlərlə deyil, ətrafında atmosfer hüdudunda süni peyklər fırlanan Yerlə müqayisə etmək lazımdır. Atmosferin müqavimət qüvvəsinin təsiri altında süni peyklər daim sürətlərini azaldaraq, spiral boyunca Yerə yaxınlaşır.
Beləliklə, atomun planetar modelinin klassik elektrodinamika əsasında təhlili göstərir ki, o dayanıqlı ola bilməz. Halbuki, materiya maddidir və əbədidir. O, yalnız bir haldan başqa hala keçə bilər.
Rezerford modelindəki bu ziddiyyətin mahiyyəti Danimarka alimi Nils Bor (1885-1962 (77)) tərəfindən aydınlaşdırıldı.
Atomun BOR (kvant) modeli: Bor (1913) Rezerford modelinə və Plankın kvant nəzəriyyəsinə* əsaslanaraq, hidrogen atomu quruluşunun kvant nəzəriyyəsini işləyib hazırlamışdır.
|
| |
