Hangisi daha büyük: molekül mü yoksa atom mu? Klasik kimyasal yapı teorisi

Tüm maddelerin tek tek küçük parçacıklardan oluştuğu hipotezi çok uzun zaman önce, iki bin yıldan fazla bir süre önce ortaya çıktı. Ancak yalnızca XIX - XX yüzyılların başında. ne tür parçacıklar oldukları ve hangi özelliklere sahip oldukları belirlendi.

Maddeyi oluşturan taneciklere denir moleküller. Yani örneğin suyun en küçük parçacığı bir su molekülüdür, şekerin en küçük parçacığı bir şeker molekülüdür vb.

Moleküllerin boyutları nelerdir?

Bir parça şekerin çok küçük taneler halinde ezilebileceği, bir buğday tanesinin öğütülerek un haline getirilebileceği bilinmektedir. Su yüzeyine yayılan bir damla yağ, kalınlığı insan saçı çapından onbinlerce kat daha az olan bir film oluşturabilir. Ancak bir un tanesi ve bir yağ filminin kalınlığı bir değil birçok molekül içerir. Bu, bu maddelerin moleküllerinin boyutunun, bir un tanesinin boyutundan ve filmin kalınlığından bile daha küçük olduğu anlamına gelir.

Şu karşılaştırma yapılabilir: Bir molekül, ortalama büyüklükteki bir elmadan aynı sayıda, elmanın küreden daha küçük olmasıyla aynı sayıdadır. Tüm cisimlerin boyutu bir milyon kat artsaydı (aynı zamanda insan parmağının kalınlığı 10 km'ye eşit olurdu), o zaman bile molekül, bunun basılı yazı tipindeki bir noktanın yalnızca yarısı büyüklüğünde olurdu. ders kitabı.

Moleküller çıplak gözle görülemez. O kadar küçüktürler ki 1000x büyütme sağlayan mikroskopla dahi görülemezler.

Biyologlar 0,001 mm büyüklüğündeki mikroorganizmaları (örneğin bakterileri) biliyorlar. Moleküller yüzlerce ve binlerce kat daha küçüktür.

Moleküllerin boyutunu belirlemek için çeşitli deneyler yapıldı. Bunlardan birini anlatalım.

Temiz bir şekilde yıkanmış büyük bir kaba su döküldü ve yüzeyine bir damla yağ damlatıldı. Yağ suyun yüzeyine yayılmaya başladı ve bir film oluşturdu. Yağ yayıldıkça film kalınlığı gittikçe inceliyor. Bir süre sonra yayılma durdu. Bunun, tüm yağ moleküllerinin su yüzeyinde olması (bir molekül kalınlığında bir film oluşturması) nedeniyle gerçekleştiğini varsayarsak, molekülün çapını belirlemek için ortaya çıkan filmin kalınlığını bulmak yeterlidir. .

Film kalınlığı h, hacminin V alanına S oranına eşittir:

Filmin hacmi, su yüzeyine yerleştirilen damlanın hacmidir. Önceden ölçülür; Bunu yapmak için bir ölçüm silindiri - bir beher kullanın. Bir pipet kullanarak boş bir kaba birkaç düzine damla yağ damlatın ve toplam hacmini ölçün; daha sonra bu hacmi damla sayısına bölerek bir damlanın hacmini buluruz.

Açıklanan deneyde damlanın hacmi V = 0,0009 cm3'tü ve ondan oluşan filmin alanı S = 5500 cm2'ye eşitti. Bu değerleri formül (26.1)'de değiştirerek şunu elde ederiz:

h = 0,00000016 cm.

Bu sayı, bir yağ molekülünün yaklaşık boyutunu ifade eder.

Moleküller çok küçük olduğundan her vücut bunlardan çok büyük miktarda içerir. Sayıları hakkında fikir sahibi olmak için bir örnek verelim: Hidrojenle dolu bir çocuk lastik topa öyle ince bir delik açarsanız, içinden her saniyede bir milyon molekül çıkarsa, bu tamamıyla 30 milyar yıl sürecektir. toptan kaçmak için moleküller! Ve bu, topu dolduran hidrojen kütlesinin sadece 3 gram olmasına rağmen.

Moleküller çok küçük parçacıklar olmalarına rağmen bölünebilirler. Molekülleri oluşturan taneciklere denir atomlar.

Her türden atomlar genellikle özel sembollerle gösterilir. Örneğin:

oksijen atomu - O,
hidrojen atomu - H,
karbon atomu - C.

Molekülleri belirtmek için özel semboller (kimyasal formüller adı verilen) de mevcuttur. Örneğin, oksijen molekülü iki özdeş oksijen atomundan oluşur, bu nedenle onu belirtmek için aşağıdaki kimyasal formül kullanılır: O 2. Su molekülüüç atomdan oluşur: bir oksijen atomu ve iki hidrojen atomu, dolayısıyla H2O olarak adlandırılır.

Şekil 68, iki su molekülünün geleneksel görüntüsünü göstermektedir. İki su molekülünün bölünmesi, iki oksijen atomu ve dört hidrojen atomu üretir. Şekil 69'da şematik olarak gösterildiği gibi, her iki hidrojen atomu birleşerek bir hidrojen molekülü oluşturabilir ve her iki oksijen atomu birleşerek bir oksijen molekülü oluşturabilir. Modern teknoloji, bireysel atom ve moleküllerin fotoğraflarını elde etmeyi mümkün kılmaktadır. Şekil 70, elektron holografik mikroskobu kullanılarak elde edilen bir arsenik florür molekülünün 70 milyon kez büyütülmüş bir fotoğrafını göstermektedir. Şekil 71'de tek bir atomun fotoğrafı görülebilmektedir; argon atomunun 260 milyon kez büyütülmüş görüntüsü.
Atomlar çok küçük parçacıklardır ancak aynı zamanda karmaşık bir yapıya sahiptirler. Daha sonra öğreneceğiniz daha küçük parçacıklar da var.

1. Maddeleri oluşturan taneciklerin adları nelerdir? 2. Bir molekülün boyutunu belirlemek için kullanılabilecek bir deneyi açıklayın. 3. Molekülleri oluşturan parçacıkların adları nelerdir? 4. Bir su molekülü hangi atomlardan oluşur? H 2 O formülü ne anlama geliyor? 5. Bir hidrojen molekülünün iki özdeş hidrojen atomundan oluştuğu biliniyorsa kimyasal formülünü yazınız. 6. Kimyasal formülü CO2 ise, bir karbondioksit molekülü kaç (ve hangi) atomdan oluşur?

Su, dünyadaki tüm yaşamın ana bileşenidir. Organizmaların hem yaşam alanı hem de yapılarındaki ana unsur ve dolayısıyla yaşamın kaynağıdır. Endüstrinin her alanında kullanılmaktadır. Bu nedenle susuz bir hayat düşünmek çok zordur.

Suya neler dahildir

Herkes suyun hidrojen ve oksijenden oluştuğunu çok iyi biliyor. Bu doğru. Ancak bu iki elemente ek olarak su, çok sayıda kimyasal bileşen de içerir.

Su nelerden oluşur?

Hidrolojik bir döngüden geçerek dönüşme eğilimindedir: buharlaşma, yoğunlaşma ve yağış. Bu olaylar sırasında su, birçok organik bileşik, metal, gaz ile temas eder ve bunun sonucunda sıvıya çeşitli elementler eklenir.

Suyu oluşturan elementler 6 kategoriye ayrılır:

1. İyonlar. Bunlar şunları içerir: katyonlar Na, K, Mg, Ca, anyonlar: Cl, HCO3 ve SO4. Bu bileşenler, diğerlerine kıyasla suda en büyük miktarlarda bulunur. Sıvıya toprak katmanlarından, doğal minerallerden, kayalardan ve ayrıca endüstriyel ürünlerin ayrışmasının unsurları olarak girerler.
2. Çözünmüş gazlar: oksijen, nitrojen, hidrojen sülfür, karbondioksit ve diğerleri. Sudaki her gazın miktarı doğrudan sıcaklığına bağlıdır.
3. Biyojenik elementler. Bunlardan başlıcaları, çökeltilerden, atık sulardan ve tarımsal sulardan sıvıya giren fosfor ve nitrojendir.
4. Mikro elementler. Yaklaşık 30 tür bulunmaktadır. Suyun bileşimindeki göstergeleri çok küçüktür ve 1 litre başına 0,1 ila mikrogram arasında değişir. Bunlar şunları içerir: brom, selenyum, bakır, çinko vb.
5. Suda çözünmüş organik maddeler ve azot içeren maddeler. Bunlar alkoller, karbonhidratlar, aldehitler, fenoller, peptidler vb.'dir.
6. Toksinler. Bunlar çoğunlukla ağır metaller ve petrol ürünleridir.

Su molekülü

Peki su hangi moleküllerden oluşur?

Suyun formülü önemsizdir - H 2 O. Ve su molekülünün hidrojen ve oksijen atomlarından oluştuğunu gösterir. Aralarında istikrarlı bir bağlantı kuruldu.

Bir su molekülü uzayda nasıl görünür? Bir molekülün şeklini belirlemek için atomların merkezleri düz çizgilerle bağlanır ve sonuçta üç boyutlu bir şekil - bir tetrahedron - elde edilir. Bu suyun yapısıdır.

Bir su molekülünün şekli, toplanma durumuna bağlı olarak değişebilir. Gaz halindeki oksijen ve hidrojen atomları arasındaki açı 104,27 o, katı hal için - 109,5 o, sıvı hal için - 105,03 o'dur.

Suyu oluşturan moleküller uzayda belli bir hacim kaplarken, kabukları da perde şeklinde bir elektron bulutu ile örtülüdür. Düzlemde bakıldığında bir su molekülünün görünümü, genetik bilgiyi aktarmaya yarayan ve dolayısıyla yeni bir hayata yol açan X şeklindeki bir kromozomla karşılaştırılır. Bu formdan hareketle kromozom ile yaşamın kaynağı olan su arasında bir benzetme yapılır.

Uzayda bir molekül üç boyutlu bir üçgene, bir tetrahedron'a benzer. Bu form çok kararlıdır ve yalnızca dış fiziksel faktörlerin su üzerindeki etkisiyle değişir.

Su nelerden oluşur? Van der Waals kuvvetlerinin etkisine maruz kalan atomlardan hidrojen bağlarının oluşumu. Bu bağlamda, komşu moleküllerin oksijeni ve hidrojeni arasında rastgele bağlantılar ve kümeler oluşur. Birincisi düzensiz yapılar, ikincisi ise düzenli birlikteliklerdir.

Suyun normal durumunda ortak sayısı %60, kümeler ise %40'tır.

Komşu su molekülleri arasında, çeşitli yapıların - kümelerin oluşumuna katkıda bulunan hidrojen köprülerinin oluşumu mümkündür.

Kümeler hidrojen bağları aracılığıyla birbirleriyle etkileşime girebilir ve bu, yeni bir düzenin yapılarının (altı yüzlüler) ortaya çıkmasına yol açar.

Su molekülünün elektronik yapısı

Atomlar suyun yapıldığı şeydir ve her atom farklı bir elektronik yapıya sahiptir. Yani elektronik seviyelerin grafik formülü şuna benzer: 8 O 1s 2 2s 2 2p 4, 1 H 1s 1.

Bir su molekülü oluşturma işlemi meydana geldiğinde, elektron bulutlarının örtüşmesi meydana gelir: iki eşleşmemiş oksijen elektronu, 1 eşleşmemiş hidrojen elektronu ile örtüşür. Üst üste binme sonucunda atomlar arasında 104 derecelik bir açı oluşur.

Suyun fiziksel hali

Daha önce de belirtildiği gibi, su molekülleri çift kutupludur ve bu durum alışılmadık bir durumu etkiler. Bu özelliklerden biri, suyun doğada üç toplanma halinde bulunabilmesidir: sıvı, katı ve buhar.

Bir durumdan diğerine geçiş aşağıdaki süreçlerden kaynaklanmaktadır:

1. Kaynama - sıvıdan buhara.
2. Yoğuşma, buharlarının sıvıya (çökelme) geçişidir.
3. Kristalleşme, bir sıvının buza dönüşmesidir.
4. Erime, buzun eritilip sıvı elde edilmesi işlemidir.
5. Süblimleşme buzun buhar haline dönüşmesidir.
6. Desüblimasyon, süblimleşmenin ters reaksiyonu, yani buharın buza geçişidir.

Moleküler kafesinin yapısı aynı zamanda suyun durumuna da bağlıdır.

Çözüm

Dolayısıyla suyun, durumuna göre değişebilen basit bir yapıya sahip olduğunu söyleyebiliriz. Ve suyun hangi moleküllerden oluştuğu bizim için netleşti.

MOLEKÜL(novolat. molekül, Latince. mol kütlesinden küçültülmüş), iki veya daha fazlasından oluşan ve kendi kendini sürdürebilen bir mikropartikül. varoluş. Bileşenlerinin sabit bir bileşimi (kalite ve nicelik) vardır ve sabittir. sayı ve aynı bileşimdeki moleküller de dahil olmak üzere bir molekülü diğerlerinden ayırmayı mümkün kılan bir dizi özelliğe sahiptir. Etkileşim halindeki çekirdeklerden oluşan bir sistem olarak bir molekül farklı durumlarda olabilir. devletler ve bir devletten diğerine zorla (dış etkilerin etkisi altında) veya kendiliğinden hareket ederler. Belirli bir türdeki tüm moleküller, kenarları moleküllere hizmet edebilecek belirli bir dizi durumla karakterize edilir. Nasıl bağımsızlar. Bir molekülün oluşumu her durumda belirli bir dizi fiziksel özelliğe sahiptir.

Genellikle molekül denir. elektriksel olarak nötr parçacık; molekül elektrik taşıyorsa. şarj (olumlu veya olumsuz), sonra iskeleden bahsederler. (veya sırasıyla). Bu konuda onu koyacak.

her zaman olumsuz olanlarla bir arada bulunur. Birlikten farklı çokluk durumlarında (genellikle ikili durumlarda) bulunan moleküllere denir. radikaller. Özgür Normal koşullar altında radikaller kural olarak uzun süre var olamazlar. zaman. Ancak ücretsiz olanları da biliniyor. Oldukça kararlı olan ve normal koşullar altında var olabilen nispeten karmaşık bir yapının radikalleri (bkz.).

Bir moleküldeki bileşenlerin sayısına bağlı olarak moleküller diatomik, triatomik vb. olarak ayrılır. Bir moleküldeki sayı yüzleri ve binleri geçiyorsa molekül denir. . Molekülün tüm bileşenlerinin kütlelerinin toplamı (ayrıca bakınız) olarak kabul edilir. Boyutuna göre mol. Tüm maddelerin kütleleri geleneksel olarak düşük ve yüksek moleküler olarak ayrılır. Klasik

Bir molekülü, bir maddenin temel özelliklerini belirleyen, kararlı en küçük (kütle ve boyut açısından) parçacığı olarak kabul eder. Bu parçacık birbirine kimyasal olarak bağlanarak (aynı veya farklı) oluşur. Moleküldeki kavram detaylı değildir; genel olarak konuşursak izolirden farklıdır.

yani farklı moleküllerde davranışı ve özellikleri farklı olan etkili bir maddeden bahsediyorlar. bir molekülü, molekülün diğerine geçebileceği belirli bir şeyden oluşan ve içinde bulunan bir sistem olarak temsil eder. Her durum ve zamandaki değişimi (), ya Schrödinger denkleminin bir çözümü olarak bulunan (sabit veya geçici) bir dalga fonksiyonu ile ya da kuantum Liouville denklemini karşılayan bir dalga fonksiyonu ile belirlenir (bkz.). İzole edilmiş moleküller için Schrödinger denklemi genellikle kökeni kütle merkezinde (molekül veya sistem) bulunan böyle bir koordinat sisteminde çözülür. Bu, girişi ayırmanıza olanak tanır. Bir molekülün diğer tüm hareket türlerinden hareketi. İzole edilmiş bir molekülün durağan durumu için, dalga fonksiyonu ya uzayın belirli bir sonlu bölgesinde önemli ölçüde lokalizedir ve sistemin bağlı (bağlı, kararlı) durumunu tanımlar ya da itici (bağlanmamış) durumu tanımlayan böyle bir lokalizasyona sahip değildir. sistemin durumu. B itilecek. Aslında molekülün böyle bir durumu yoktur, ancak birbiriyle etkileşime giren, böyle bir duruma aktarılan molekülün parçalandığı parçaları vardır. Molekülün durağan olmayan durumları da mümkündür, ancak bunlar zamanla o kadar yavaş değişir ki, molekül oldukça uzun bir süre bu durumlarda kalabilir (deneyin karakteristik süresine veya gözlem zamanına kıyasla). sistemi). Molekülün bu tür halleri genellikle denir yarı kararlı (veya yarı bağlı).

İzole edilmiş bir molekül için, kökeni kütle merkezinde bulunan koordinat sisteminin eksenlerinin yönleri, molekülün bir bütün olarak dönmesinin mümkün olduğu kadar tamamen dikkate alınmamasını sağlayacak şekilde seçilir (örneğin, koordinat eksenleri, molekülün eylemsizlik elipsoidinin ana eksenleri boyunca yönlendirilebilir veya seçilmiş bir çekirdek konfigürasyonuyla ilişkili olabilir). Buna göre, her fi-efendim için. Yapılandırma, elektronik durumu ve ilgili elektronik dalga fonksiyonunu ve uygunluğunu belirleyebilirsiniz.

Güçlü. yüzey, söz konusu molekülün çekirdeklerinin hareket ettiği potansiyeli açıkça temsil eder; Schrödinger denkleminin bu potansiyele sahip çözümleri salınımlardır. Modülünün karesi, belirli bir molekülde bir veya başka bir nükleer konfigürasyonun tespit edilmesinin olasılık yoğunluğunu belirleyen dalga fonksiyonları. Güçlü. bağlı elektronik durumdaki bir molekülün yüzeyi olabilir. oldukça basit, örneğin. sözde karşılık gelen bir minimum var. denge geom. çekirdek konfigürasyonları. Nükleer mesafeler arttıkça potansiyel artar. molekülün enerjisi, molekülün iki (veya daha fazla) mole ayrıştığı belirli bir sınırlayıcı değere kadar artar. parça (örneğin, ).

Diğer durumlarda potansiyel için.Hareket ederken molekülün enerjisinin yaklaşık olarak aynı sınırlar içinde değiştiği, nispeten düşük engellerle (birkaç onda bir ila birkaç kJ/) veya yumuşak vadiler veya hendeklerle ayrılmış neredeyse minimumlar vardır. Yani, NaAlF 4'ün dört tane var

eşdeğer minimum, alçak bariyerlerle ayrılmış. Minima, AlF4 tetrahedronun dört yüzünün her birindeki Na'nın simetrik koordinasyonuna (üç dişli koordinasyon) karşılık gelir;

Bir molekülü oluşturan çekirdek sistemi aynı olanları içeriyorsa, o zaman tüm çekirdek konfigürasyonları arasında belirli bir alana sahip olanlar olacaktır. . Güçlü. Moleküllerin yüzeyleri bu konfigürasyonlara karşılık gelen işlemlere göre simetriktir. Bu nedenle çekirdeklerin simetrik konfigürasyonları her zaman potansiyelin uç noktalarına karşılık gelir. yüzeyler (minimum, maksimum, bükülme noktaları). Denge, belirli bir çekirdek sistemi için mümkün olan en yüksek değere sahip değilse veya tamamen asimetrikse, o zaman belirli bir molekülün simetrik nükleer konfigürasyonlarına izin veren işlemlerle başlangıçtaki denge konfigürasyonundan elde edilen eşdeğer bir denge konfigürasyonu olmalıdır (bkz.) .

Kuantum teorisi, molekülün ayrışmasına ilişkin daha zengin ve daha eksiksiz bir resim sunar. klasik ile karşılaştırıldığında durumlar. kimya teorisi binalar. Her şeyden önce kimyasalların gerçekleştirilmesine izin verir dağılımın bir veya başka bir doğasına dayanan moleküllerdeki bağlar (kovalent bağlar, bu tür bağların oluşumu arasındaki değerlik bağlarının yaklaşık olarak simetrik bir dağılımına karşılık gelir; bu yoğunlukta bunlardan birine güçlü bir kaymaya karşılık gelir) veya kökeni hakkındaki fikirlere dayanır. belirli bir bağa (örneğin, ) veya diğer özelliklere göre (örneğin, konjuge bağlara sahip bir molekül veya dağıtılmış bir bağa sahip bir molekül). Kuantum teorisi ayrıca, izole edilmiş tek bir molekülden, belirli dış koşullar altında birbiriyle etkileşime giren birçok molekülden oluşan bir maddeye geçiş sırasında ortaya çıkan durum değişikliklerini de hesaba katmayı mümkün kılar. koşullar. Her ne kadar kuantum teorisinin katı başlangıç ​​hükümleri, örneğin etkileşim halindeki iki molekülün (N2 + N2, N2 + H2O, vb.) tüm çekirdekleri ve bunları içeren tek bir sistem için dikkate alınmasını gerektirse de iki molekülün aynı anda (komütasyon gereklilikleri, kimlik çekirdeklerinin alt sistemleri vb. nedeniyle) yine de kuantum teorisinin yöntemleri birçok yönden izin verir. hakkındaki fikirleri korumak için vakalarKarşılıklı etkiyle bozulan ama anlamını koruyan bireysel moleküller. bireyselliğinizin derecesi.

Bunlar özellikle yoğunlaştırıcıya geçiş sırasında bozulmadan kalan moleküller (esas olarak kovalent bağlara sahip) hakkındaki fikirlerdir.

aşama anlamındadır. derece denge nükleer mesafeler ve değerlik kırıkları, temel. titreşim frekansları vb. Benzer yoğunlaştırıcılar. aşamalara genellikle denir diyorlar

ya da söyle . Öte yandan moleküllerde bazen bireysellik korunmaz ve bütün veya tek bir molekülü temsil eder. Kural olarak temellerini korurlar. Adsorbirdeki karakteristik özellikler ve moleküller. durumda ve aynı zamanda. Klasik ve kuantum mekaniği. teorik Moleküller hakkındaki fikirler kapsamlı deneylerle doğrulanır ve geliştirilir. azizleri ve bu azizlerin yapıyla olan bağlantıları hakkında materyal.

Konsept iki yönü içerir: geom. söz konusu durumdaki denge nükleer konfigürasyonunun yapısı (veya titreşim hareketi üzerinden ortalaması alınan nükleer konfigürasyon) ve esas olarak ayrışma sırasındaki dağılımla karakterize edilen elektronik yapı. geom. çekirdek konfigürasyonları, nükleer konfigürasyonların bir bölgesinden diğerine geçiş sırasında bu dağılımdaki değişiklikler ve diğer fiziksel dağılımlar. miktarlar (örneğin iki elektron yoğunluğu).

Geom'un özellikleri. şunlardır: bağ uzunlukları (kimyasal bağlarla bağlanan nükleerler arası mesafeler), bağ açıları (belirli bir çekirdekten söz konusu kimyasal bağla bağlantılı iki komşu çekirdeğin çekirdeklerine doğru yönler arasındaki açılar), burulma veya dihedral açılar (dihedral) seçilen çekirdek üçlüsünden geçen iki düzlem arasındaki açılar). Kural olarak geom. yönü, molekülün içerdiği kimyasal bileşenler, dizi ve çokluğu hakkında bilgi içerir. aralarındaki bağlantılar, olası konformasyonlar. vesaire. Klasik dayalı Teorik olarak, moleküllerin yapısının böyle anlaşılması, yapı olarak benzer yapısal parçaların türlere göre sınıflandırılmasına, moleküllerin özelliklerinin, içlerinde bulunan belirli türdeki yapısal parçaların sayısıyla ilişkilendirilmesine ve özelliklerin karşılaştırılmasına olanak tanır. benzer yapısal parçalardan oluşan moleküllerden oluşur. Görsel olarak, bu yaklaşımla, her durumdaki molekül, ya (salınım yapan) maddi noktalardan oluşan bir sistemle ya da genel durumda, yarıçapları belirli kurallara göre belirlenen üst üste binen kürelerden oluşan bir sistemle tasvir edilebilir ( örneğin bkz.).

Spektroskopik yöntemler kimyasal spektrumların bireyselliğine dayanmaktadır. Her molekülün karakteristik durum kümesi ve bunlara karşılık gelen enerji ile belirlenen bileşikler. seviyeleri. Bu yöntemler niteliksel ve niceliksel testlere izin verir. Spektrumun mikrodalga bölgesindeki absorpsiyon veya emisyon spektrumları, rotasyonlar arasındaki geçişlerin incelenmesini mümkün kılar. durumlar, moleküllerin eylemsizlik momentlerini ve bunlara dayanarak bağların uzunluklarını vb. belirler. moleküler parametreler. Kural olarak titreşim ve dönme sistemleri arasındaki geçişleri araştırır. durumlarıdır ve spektral analiz için yaygın olarak kullanılır. hedefler, çünkü birçok Moleküllerin belirli yapısal parçalarının titreşim frekansları karakteristiktir ve bir molekülden diğerine geçerken biraz değişir. Aynı zamanda denge geomunu değerlendirmemizi sağlar. konfigürasyonlar (niteliksel olarak - spektrumdaki belirli olanları gözlemleyerek, niceliksel olarak - en azından düşük atomlu moleküller için ters salınım probleminin çözümüne dayalı; bkz.

Maddenin yapısı eski filozoflar arasında en yaygın tartışma konularından biridir. Antik çağlardan beri insanlar etrafımızdaki maddenin nasıl yapılandırıldığına ve tüm nesnelerin neyden yapıldığına dair varsayımlarda bulundular. Maddenin ateş, su, hava veya topraktan - 4 elementten - oluştuğuna dair çok yaygın görüşler vardı.

Demokritos'un maddenin yapısına ilişkin teorisi

Diğerlerinin yanı sıra, eski Yunan bilim adamı Demokritos'un, maddenin bölünemeyen en küçük parçacıklardan oluştuğuna dair bakış açısı da vardı. Atom eski Yunancadan "bölünmez" olarak çevrildiğinden bu parçacıklara atom adı verildi. Demokritos'un bu varsayımı uzun süre dikkat çekmemiş, hatta bazı dönemlerde küfür olarak değerlendirilmiştir.

Bilim adamları ancak 18. yüzyılda fizik ve kimyanın gelişmesiyle birlikte Demokritos'un fikirlerini doğrulayıp geliştirebildiler. Ancak şu veya bu tür geometrinin en basit temsilcisi artık bir atom değil, bir moleküldü. Ancak molekül de atomlardan oluşur.

Örneğin su molekülü H2O, su gibi bir maddenin en küçük temsilcisidir. Bir su molekülü iki hidrojen atomu ve bir oksijen atomundan oluşur. Hidrojen ve oksijen kendi başlarına suyun özelliklerine sahip değildir. Tam tersine su ancak böyle bir bağ oluştuğunda suya dönüşür.

Yani madde moleküllerden oluşur. Peki bunu neden fark etmiyoruz? Cevap basit: Moleküller o kadar küçük ki insan gözüyle görülemiyorlar. Tek tek moleküller yalnızca elektron mikroskoplarıyla incelenebilir.

Hangisi moleküllerden daha küçüktür?

Moleküller de öğrendiğimiz gibi atomlardan oluşur. Bununla birlikte, Demokritos'un zamanlarından farklı olarak, atomlar artık bölünemez olarak kabul edilmiyor (ancak bu, ismin korunmasını engellemedi). 20. yüzyılın başında bilim adamları bir atomu "kesmeyi" ve atomun iç yapısını incelemeyi başardılar.

Bir atomun bir çekirdek ve çekirdeğin etrafında dönen bir elektrondan oluştuğu ortaya çıktı. Daha sonra çekirdeğin bir proton ve bir nötrondan oluştuğu ortaya çıktı. 21. yüzyılın fiziği daha da ileri giderek protonların, nötronların ve elektronların nelerden oluştuğunu bulmaya çalışıyor. Ve modern bilim adamlarının elde ettiği sonuçlar kesinlikle Demokritos'u memnun ederdi.

Hadron Çarpıştırıcısının maddenin yapısını incelemedeki rolü

Bu nedenle, Fransa ile İsviçre arasındaki sınırda yeraltında inşa edilen devasa bir yapı olan Büyük Hadron Çarpıştırıcısı'nda deneyler tüm hızıyla sürüyor. Büyük Hadron Çarpıştırıcısı, protonların hızlandırıldığı 30 kilometrelik kapalı bir tüptür. Neredeyse ışık hızına ulaşan protonlar çarpışıyor.

Çarpmanın gücü o kadar büyüktür ki protonlar “parçalara ayrılır”. Bu şekilde hadronların (proton, nötron veya elektron olarak adlandırılan) iç yapısını incelemenin mümkün olduğu varsayılmaktadır. Bir kişinin maddenin iç yapısını incelemede ne kadar ileri giderse, o kadar büyük zorluklarla karşılaşacağı açıktır.

İstenilen parçacığın boyutu ne kadar küçük olursa, yapının çalışma için o kadar büyük inşa edilmesi gerektiği de dikkat çekicidir. Ancak ironiktir ki... Demkorit'in hayal ettiği bölünmez parçacığın hiç var olmaması ve parçacıkların sonsuza kadar bölünebilmesi mümkündür. Bu alandaki araştırmalar modern fiziğin en hızlı gelişen konularından biridir.

Pozitif ve negatif yüklü içerebilir; bu durumda uygulanır. Belirtilenlere ek olarak aralarında daha zayıf etkileşimler de vardır. İtici kuvvetler değerlik-bağlanmamış bağlar arasında etki eder.

Yapı doktrininin gelişimi her şeyden önce başarıyla başarıyla bağlantılıdır. 60'larda yaratılan yapı teorisi. 19. yüzyıl A. M. Butlerov, F. A. Kekule, A. S. Cooper ve diğerlerinin çalışmaları, değerlik sırasını ifade eden yapısal formülleri temsil etmeyi mümkün kıldı. Aynı ampirik formülle farklı özelliklere sahip farklı yapılar (fenomen) ortaya çıkabilir. Bunlar örneğin C5H5OH ve (CH3)20'dur. Bu bileşikler farklılık gösterir:

Bazı durumlarda izomerik olanlar hızla birbirine dönüşür ve aralarında dinamik bir ilişki kurulur (bkz.). Daha sonra, J. H. Van't Hoff ve bağımsız olarak Fransız kimyager A. J. Le Bel, fenomenin mekansal düzenlemesini anlamaya ve açıklamaya geldi. A. Werner (1893) yapı teorisinin genel fikirlerini inorganik olanlara kadar genişletti. 20. yüzyılın başlarında. yalnızca kimyasal özelliklerinin incelenmesine dayanan ayrıntılı bir teoriye sahipti. Daha sonra geliştirilen doğrudan fiziksel araştırma yöntemlerinin, vakaların büyük çoğunluğunda, bireysel olanları değil, makroskobik miktarları inceleyerek oluşturulanları tamamen doğrulaması dikkat çekicidir.

Bazı diatomiklerin denge nükleer mesafeleri r 0 ve enerjileri D (25° C'de)