Atomning tuzilishi

Download 1.41 Mb.

Sana	29.05.2020
Hajmi	1.41 Mb.
	#111304

Bog'liq
Atomni tuzilishi 2003.pptx

Berdaq nomidagi QDU ning Kimyo texnologiya fakulteti 1A Kimyo guruh talabasi Nazarova Madina ning Kvant kimyo fanidan mavzuda qilgan taqdimoti!

Atomning tuzilishi

Atom tuzilishi to’g’risida tarixiy ma‘lumotlar.
Atom haqida birinchi ma‘lumot.
Atom tuzilishida planetar modeli. Kvant bor nazariyasi.
Atom yadrosini sun’iy yo’l bilan parchalash.
Atom yadrsining tarkibi. Izotoplar.
Atomlar elektron qobiqlarining tuzilishi.
Foydalanilgan adabiyotlar.

Reja:

Atom tuzilishi to’g’risida tarixiy ma‘lumotlar.

Fanda uzoq muddat davomida atom bo’linmas zarracha deb tushunib kelingan, ya‘ni atomda boshqa elementar zarrachalar yo’k deyiladi. Undan tashqari atomlar o’zgarmas, ya‘ni bir atom boshqa atomga aylanmaydi deyilar edi.
Ammo XIX asrning oxirlariga kelib atom murakkab tuzilishga egaligi va bir atom boshqa atomga aylanishi mumkinligi isbot qilindi.
Atomning murakkabligini tasdiqlovchi dastlabki tajriba ma‘lumotlari 1879 yilda, siyraklashtirilgan gazlarda elektr zaryadi hosil bo’lishi xodisasini tekshirish natijasida olindi. Agar elektrodlar qovsharlangan shisha nayda havo surib olinsa va unga yuqori kuchlanishli tok ulansa, katoddan nur tarala boshlaydi. Bu nurlar katod nurlari deyiladi. Ular elektr maydoni da to’g’ri chiziqli harakatini o’zgartirib, musbat qutb tomonga og’adi ( II.I - rasm). Tadqiqotlar shuni ko’rsatdiki, bu oqim elektronlar oqimidan iborat.

III.1. – Rasm. Elektr maydonida katod nurlarining og’ishi.

Ko’pchilik metallar ulмtrabinafga nur bilan yoritilganda (fotoeffekt) ham elektronlar ajralib chiqadi. Elektronning massasi 9,1 . 10 –28 г, bu vodorod atomi massasining 1/1837 qismini tashkil qiladi.

Elektronlar hamma elementlardan ajralishi, metallarda elektr oqimini tashkil qilishi, alangada mavjudligi, ko’pgina moddalar qizdirilganda chiqishi, rentgen nurlanishida chiqishi isbotlangan. Bu yerdan shunday xulosa chiqadiki, elektronlar atomlar tarkibiga kiradi. U manfiy zaryadga ega. Atom esa elektrneytral zarrachadir. Bundan shunday xulosa chiqadiki, atomda yana musbat zaryadlangan zarracha ham bo’lishi kerak. Shunday qilib atom bu murakkab zarracha bo’lib, unda yanada kichik zarrachalar mavjuddir. Atomning murakkab zarrachaligini isbotlashda radioaktivlik xodisasi juda qo’l kelgan.

Atom tuzilishi haqidagi ta‘limotning keyingi rivojlanishi, radioaktivlik hodisasining kashf etilishi bilan bog’liq. 1896 yilda A.Bekkerel uran birikmalari ko’zga ko’rinmaydigan qandaydir nurlar chiqarish xususiyatiga ega ekanligi va bu nurlar qora kog’ozga o’ralgan fotografiya plastinkasiga ta‘sir qilishini aniqladi. Mariya Kyuri – Skladovskaya va Per Kyurilar Bekkerel tekshirishlarini davom ettirib, 1898 yilda uran rudasida 2 ta yangi element – radiy va poloniyni kashf etdilar. Bu elementlar juda faolnurlanish xossasiga ega.

Radioaktiv nurlanishni o’rganish shuni ko’rsatdiki, ba‘zi radioaktiv elementlar α (alfa) zaryadi, boshqalari β (betta) va γ (gamma) nurlar chiqaradi.

α - zarracha mтusbat zaryadlangan bo’lib, uning massasi 4 uglerod birligiga teng, tezligi 20000 km / sek, geliy ionlari (He2+ ) dan iborat.
β - zarracha manfiy zaryadga ega, uning harakat tezligi 100000 km/ sek. Bu nur tez harakatdagi elektronlar oqimidan iborat.
γ - nur zaryadsiz bo’lib, xuddi rentgen nuriga o’xshab elektr magnit to’lqin xossasiga ega. U juda qalinмт metall plastinkasidan ham o’tadi. U eelktr maydonida og’maydi. O’zining tabiati jihatidan yorug’lik nurlariga o’xshaydi, lekin to’lqin uzunligining juda kichikligi bilan undan farq qiladi.

Radioaktiv nurlanishda bir element boshqa elementga aylanadi. Masalan, radiy o’zidan α va γ - nurlar chiqarib enert gaz radon Rn ga aylanadi.

Atom yunoncha so’z bo’lib «bo’linmas» ma‘nosini anglatadi. Miloddan V asr oldin yashagan materialist olimlar Levkipp va uning shogirdi Demokrit barcha moddalar ko’zga ko’rinmaydigan darajada mayda zarrachalardan – atom (bo’linmas zarracha) lardan tashkil topgan degan fikrni ilgari surgan. Lekin atomning murakkab sistema ekanligini M.G.Pavlov 1819 yildayok aytib o’tgan edi. XIX asrning 80 – yillarida B.N. Chicherin atom xuddi «Quyosh» sistemasi kabi tuzilgan va uning markaziga musbat zaryadli yadro joylashgan deb ta‘riflagan edi. A.M.Butlerov 1886 yilda «atomlar bizga ma‘lum kimyoviy jarayonlarda bo’linmas bulib qolsada, keyinchalik kashf etiladigan jarayonlarda albatta bo’linishi kerak» degan edi. 1896 yilda Bekkerel radioaktivlikni kashf qildi. 1904 yilda J. Tomson atomning barcha qismini musbat zaryad band etadi va uni manfiy zaryadli zarrachalar – elektronlar o’rab turadi degan fikrni aytdi.

Atom tuzilishi haqida birinchi «Planetar (nuklear) nazariya» 1888 yilda Rossiya olimi B.N.CHicherin tomonidan taklif qilingan bo’lib, bu haqda D.I.Mendeleev 1888 yilning 4 fevralida Rusiya fizika va kimyo jamiyati majlisida ma‘ruza qilgan. Lekin bu haqda xalqaro kimyo adabiyotida e‘lon qilinmagan. Keyinroq 1903 yilda Tomson planetar nazariyani inkor qilib o’zining nazariyasini taklif qildi. Bu nazariyaga ko’ra atom – butun hajm o’zra bir tekis tarqalgan musbat zaryaddan iborat bo’lib, bu musbat zaryadni manfiy zaryadli elektronlar neytrallab turadi. 1911 yilda ingliz olimi Ernst Rezerford o’z tajribalari asosida Tomson nazariyasining puchligini isbot qildi va planetar nazariyani qaytadan tikladi. 1911 yilda E.Rezerford - nurlarni metall (yupqa) plastinkadan o’tkazganda, ularning ko’p qismi metall plastinkadan bemalol o’tib, yo’nalishini o’zgartirmasligini, bir qismi (oz qismi) yo’nalishini o’zgartirishini kuzatdi. Juda kamdan – kam hollarda zarracha sachrab orqaga qaytdi. Shu tajriba asosida Rezerford atom tuzilishining nuklear (yadro) nazariyasini taklif qildi: atom markazida musbat zaryadli yadro joylashgan bo’lib, uning atrofida elektronlar harakatlanadi. Atom elektrneytraldir, chunki elektronlar soni yadroning musbat zaryadi soniga teng. elektronlarning umumiy massasi atomdagi proton va neytronlarning umumiy massasidan ancha kichik. Shuning uchun atomning 99,9 % dan ko’proq massasi uning yadrosiga to’plangan. Atomga quyidagicha ta‘rif berish mumkin: Atom – kimyoviy elementning eng kichik zarrachasi bo’lib, uzida usha elementning barcha kimyoviy hossalarini mujassamlashtiradi.

Atom elektrneytral zarracha bo’lib, u musbat zaryadli yadro va manfiy zaryadli elektronlardan iborat. Atomning deyarli barcha massasini yadro massasi tashkil etadi. Atom yadrosi nuklonlardan, ya‘ni proton va neytronlardan tuzilgan. Bu nazariya dastlab 1932 yilda D.D.Ivanenko va Ye.N. Gapon tomonidan takdif etilgan.

Atomning radiusi juda kichik: 10 –10 m (yoki 10–9 nm). Masalan, vodorod atomining radiusi 0,053 nm (nanometr) bo’lsa, kumush atomining radiusi 0,144 nm ga teng. Yadro radiusi esa 10– 4 – 10– 5 nm chamasida bo’ladi, ya‘ni atomnikidan taxminan 105 marta (100000) kichikdir. Atom tuzilishi nazariyasi yaratilishida kimyoviy elementlarning optik spektrlarini tekshirish katta ahamiyatga ega bo’ldi.

Elektr zaryadi qiymatini 1909 yilda R. Malliken aniqladi. Protonning massasini esa Ye. Golshteyn aniqlagan edi. Proton massasi vodorod atomi massasiga teng bo’lib chiqdi. Neytron massasi (1,6747 · 10– 27kg) 1932 yilda J.CHedvik tomonidan aniqlandi.

Atom tuzilishi haqidagi zamonaviy ta‘limot to’lqin mexanikasi g’oyalariga asoslanadi. To’lqin mexanika mikroob‘ektlarning kuch maydoni ta‘siridagi harakatini o’rganadi. To’lqin mexanikasi XX asrning 20- yillaridan boshlab rivojlandi. Uning rivojlanishida Lui de Broyl, V.K.Geyzenberg, P.Dirak, E.SHredinger, V.A.Fok va boshka olimlar katta xissa qo’shdilar.

Kishi ko’zi yordamida ko’rish mumkin bo’lgan barcha zarrachalar makroolamni tashkil qiladi. Makroolam ob‘ektlari esa, ko’z bilan ham, mikroskop yordami bilan ham ko’rinmaydi. Ular jumlasiga molekula, atom, elektron, proton, neytronlar kabi elementar zarrachalar kiradi. Mikroob‘ektlarni eng muhim xususiyatlari shundaki, ular ham zarracha, ham to’lkin xossalarini namoyon qiladi. Masalan, yoruglik kvantlari – fotonlarda zarracha (korpuskulyar) xossalar borligini Stoletov kashf etgan fotoeffekt hodisasi va Komptonning yoruglikning yoyilishi effekti nomli tajribalari asosida isbot qilingan, lekin interferentsiya va difraktsiya hodisalari yorug’likning to’lqin tabiatga ega ekanligini ko’rsatdi. Makroolam ob‘ektlarining hossalari klassik mexanika qonunlari asosida ham izoxlanadi, chunki ular aniq o’lchamli radius, aniq o’lchamli tezlik va boshqa xossalarga ega bo’lib, fazoda aniq o’rinni egallaydi. Mikroolam ob‘ektlarining jismlari, masalan, elektron harakat tezligi, radiuslarining katta – kichikligi va holatlarining koordinatlari ma‘lum darajada ehtimollik bilangina tavsiflanishi mumkin. to’lqin mexanika asosida ikki printsip yotadi.

Birinchisi – «mikroolam zarrachagina emas ular to’lqin hamdir», bu printsip de Broyl formulasi

- bilan ifodlanadi . (bu yerda: m – zarracha massasi; v – uning tezligi; h – plank doimiyligi; h – 6,624 . 10–34 j · sek; λ – zarrachaga mos keluvchi to’lqin uzunligi).

To’lqinsimon harakat makrosistema jismlari uchun ham taaluqli, lekin ular harakatining to’lqin uzunligi juda katta va chastotasi kichik bo’lishi tufayli bunday harakatni inobatga olmasa ham bo’ladi. Mikroolam zarrachalarining to’lqin o’lchamlari makroolam zarrachalarinikiga teskari bo’lib, ularni xisobga olmasa bo’lmaydi. Chastota katta bo’lishi ularning energiyasi ham katta bo’lishiga olib keladi.

De Broyl formulasi, olib borilgan tadqiqotlar natijasida isbot etildi. Professor P.S.Tartakovskiy elektronlarning difraktsiyaga uchrashi misolida de Broyl formulasining to’g’ri ekanligini tasdiqladi. Keyinchalik, neytron, proton, geliy atomi, vodorod molekulasi ham difraktsiya xodisasiga uchrashi kuzatildi. Hozirda mikroolam zarrachalarining to’lqin xususiyatlaridan elektronografiya, neytronografiya va boshqa sohalarda keng foydalanilmokda. Ikkinchi printsip – Geyzenbergning noaniqlik printsipi bo’lib, bu printsipga muvofiq, elektronning impulsi yoki tezligi kanchalik aniqlik bilan topilsa uning koordinatlari (fazodagi o’rni ) shunchalik noaniqlik bilan o’lchanadi:

Atom haqida birinchi ma’lumot

Moddaning mayda zarrachalardan iborat bo'lishi mumkinligi qadimgi yunonlar tomonidan shubha qilingan. Ular hamma narsa bor va atomlardan iborat deb ishonishgan. Biroq, bu nuqtai nazar falsafiy jihatdan toza edi va ilmiy jihatdan izohlab bo'lmaydi.

Atomning tuzilishi haqida asosiy ma'lumotni birinchi bo'lib ingliz olimi olgan va aynan ushbu tadqiqotchi ikkita kimyoviy element turli xil nisbatlarga kirishi mumkinligini va har bir bunday birikma yangi modda bo'lishini kashf etgan. Masalan, kislorod elementining sakkiz qismi karbonat angidridni keltirib chiqaradi. Kislorodning to'rt qismi uglerod oksidi.

1803 yilda Dalton kimyoda bir nechta munosabatlar qonuni deb nomlangan qonunni kashf etdi. Bilvosita o'lchovlardan foydalangan holda (chunki biron bir atomni o'sha vaqt mikroskop ostida o'rganish mumkin emas) Dalton atomlarning nisbiy og'irligini xulosa qildi.

Deyarli bir asr o'tgach, atomlarning tuzilishi haqidagi asosiy ma'lumotlar yana bir ingliz kimyogari tomonidan tasdiqlandi - Olim eng kichik zarrachalarning elektron qobig'ining modelini taklif qildi.

O'sha paytda Ruterford tomonidan "Planetary Atom Model" kimyo uchun eng muhim qadamlardan biri edi. Atomning tuzilishi haqidagi asosiy ma'lumotlar uning Quyosh tizimiga o'xshashligini ko'rsatdi: elektron zarralari, sayyoralar buni qanday bajargan bo'lsa, xuddi shunday aniqlangan orbitalar atrofida aylanadi.

Atom tuxilishida planetar modeli. Kvant bor nazariyasi

Atom tuzilishining planetar modelini inliz fizigi E.Rezerford tomonidan 1911 yili taklif kilindi. Rezerford -zarrachalar (3-rasm) bilan ingichka metall plastinkani bombardimon qilish natijasida kuyidagi xodisani kuzatdi: -nurlarning kupchilik qismi uz yo'nalishini uzgartirmay, ozgina qismi uz yo'nalishini uzgartirib metall plastinkadan utib ketadi va faqat ayrimlari uz yo'nalishidan orqaga kaytadi. Bu tajribaga asoslanib Rezerford kuyidagi natijaga keldi. Elektronning massasi juda kichik bo'lganligi uchun atomning butun massasi (99.17%) yadroga joylashgan. Atom yadrosining diametri -10-14 , 10-13 sm ga teng.
Rezerford yuqoridagi tajribaga asoslanib atom tuzilishining planetar modelini taklif qildi, ya'ni atomning markazida massasi taxminan atom massasiga teng bo'lgan, musbat zaryadlangan yadro bo'lib, uning atrofida kuyosh sistemasidagi plenetalar kabi elektronlar xarakat qiladi. Uz yo'nalishini uzgartirgan va orqaga kaytgan zarrachalar sonini xisoblab va xamda kaytish burchagini xisoblab, yadro zaryadini topish mumkin. Rezerford shu usuldan foydalanib yadro zaryadi atom massasining yarmiga tengligini kursatdi.

3-rasm. Rezerford tajribasi

Elementning davriy sistemadagi tartib nomeri kupchilik elementlar uchun atom massasining yarmiga teng. Demak, atomdagi elektronlar soni elementning davriy sistemadagi tartib nomeriga, elementning tartib nomeri esa shu elementlar atomi yadrosining musbat zaryadiga tengdir. Bu masalani 1913 yilda G.Mozli boshqacha yul bilan xal qildi. G.Mozli kalsiydan (Ca=20) ruxgacha (Zn=30) bo'lgan 11 elementning rentgen spektrini sistemali tekshirib, bu elementlardan xar qaysisining rentgen spektridagi K-seriyasi bir-biriga yaqin joylashgan ikkita chizik K va K dan iborat ekanligini kuzatdi (4 rasm). Agar elementning rentgen spektrlari davriy sistemadagi tartib nomerlariga qarab joylashtirilsa, xar bir seriya chiziklari tulkin uzunliklarining kamayishi tomoniga ma'lum qonuniyat bilan suriladi. 4-rasmda bir elementdan 2- elementga utganda elementlar tartib nomerining ortib borishi K va K chiziklari chap tomonga qarab, ya'ni tulkin uzunligining kamayish tomoniga qarab siljishi kursatilgan. Siljish kattaligi titandan vanadiyga utganda qancha katta bulsa, vanadiydan xromga utganda xam xuddi ushancha bo'ladi, demak, elementning tartib nomeri bitta ortsa xar safar bir xilda siljish ruy beradi.

4-rasm. Elementlar tartib nomerining uzgarishi bilan K-seriya va K–chiziklarining uzgarishi.

Atom nomeri

5-rasm. Mozli qonunining grafik ifodasi

Bu tekshirishlarga asoslanib Mozli qonunini kuyidagicha ta'riflash mumkin; Rentgen nuri tulkin uzunligining kvadrat ildiz ostidagi teskari kiymati elementning tartib nomeriga tug’ri proporsionaldir;

-bu yerda: -tulkin uzunligi; z-elementning tartib nomeri; a va v- ma'lum seriyadagi o'xshash chiziklar uchun doimiy kattalik. Bu bog'lanish 5-rasmda kursatilgan.Mozli qonuni elementlarning davriy sistemadagi tartib nomerida ma'lum bir fizik ma'no borligini kursatadi. Shunday qilib atomning yadro zaryadi elementning davriy sistemada joylanishi va xossalarini xarakterlaydigan asosiy faktordir. Shuning uchun xam xozirgi paytda Mendeleyevning davriy qonuni kuyidagicha ta'riflanadi; elementlarning xossalari va ular birikmalarining tuzilishi xamda xossalari atomlarning yadro zaryadiga davriy ravishda bog'liqdir.

Kvant bor nazariyasi

M.Plank 1900 yilda kizdirilgan jismlarning spektrlarini aloxida tarzda taksimlanishini tushuntirish uchun kvant nazariyani yaratdi. Bu nazariyaga muvofiq energiya uzluksiz ravishda ajralib chikmaydi, balki mayda bulinmaydigan porsiyalar bilan chiqadi. Nurning bu eng kichik porsiyasi kvant deb ataladi. Va uning kattaligi tarkalayotgan nurning tebranish chastotasiga bog'liq bo'ladi. Xar qaysi kvant kattaligi kuyidagi Plank tenglamasi bilan ifodalanadi:

Ye=h, =C/ bu yerda tulkin uzunligi, C-yoruglik tezligi; Ye energiya kvanti; tebranish chastotasi, h-6.624*10-34 J.sek Plank doimiysi.

Bor nazariyasi. Nurlanishning kvant nazariyasi asosida N.Bor Rezerfordning atom tuzilish nazariyasini rivojlantirdi.

N.Borning birinchi postulatiga kura elektron yadro atrofida faqat kvantlangan orbitalar buylab aylanadi. Bunda xarakat mikdori momenti (mvr) kattalik jixatdan h/2n ga karali bo'ladi, ya'ni

mvr=nh/n2

bu yerda: r-orbita radiusi, n-bosh kvant son; nq1,2,3,4. -elektronning xarakat tezligi.

N.Borning 2-postulatiga kura elektron kvantalangan orbitalar buylab aylanganida atom energiya chikarmaydi va energiya yutmaydi. Elektron yadrodan uzoqrok orbitadan yadroga yaqinrok orbitaga utsa u yoruglikning bir kvantiga teng energiya chikaradi. Bu kvantning kattaligi kuyidagi formo'la bilan aniqlanadi.

Ye=h=Euzoq -Yeyaqin

Shunday qilib, Borning vodorod atomini tuzilish nazariyasi yuqorida aytilgan 2 postulatga asoslanadi.

Agar atomning energiyasi minimal kiymatga ega bulsa, elektron yadroga eng yaqin orbita buylab xarakat qiladi; atomning bu xolatini galayonlanmagan xolat deyiladi. Kushimcha energiya qabul qilgan atom esa galayonlangan xolatga o'tadi. Binobarin, galayonlangan atomning energiyasi galayonlanmagan atomning energiyasidan ortikdir. Lekin atomning galayonlangan xolati nixoyatda qisqa muddatli. U sekundning yuz milliondan bir ulushiga kadar oz vaqt davom etadi.

N.Bor nazariyasi vodorod atomi spektrining turli soxalaridagi ayrim chiziklarning xosil bo'lish sababini aniq tushuntirib berdi. Lekin Bor nazariyasi kamchiliklardan xoli emas. N.Bor nazariyasiga muvofiq elektronlar bir orbitadan 2- orbitaga utganda energiyaning uzgarishi spektr chizikda aks etadi. Birok spektrlarni sinchiklab tekshirish ularni yanada murakkab tuzilganligini kursatdi. Spektr chiziklarning xar qaysisi bir-biriga yaqin turgan ikki chizik - dubletdan, dubletlar esa bir-biriga juda yaqin turgan bir necha yuldosh chiziklardan iboratligi tasdiklandi. Kup elektronli atomlarning spektrlarida shunday spektr chiziklar kursatiladiki ularni elektronning bir orbitadan 2- orbitaga utishi bilan tushuntirib bulmasdi. Bor nazariyasi spektrdagi bu murakkablikni izoxlab bera olmadi. Bor nazariyasiga birinchi uzgarishlarni nemis olimi Zommerfeld kiritdi. Uning fikricha, elektronlar faqat doiraviy orbita buylab emas, balki, ellipslar buylab xam xarakat qilish mumkin. (7-rasm)

Demak, Zommerfeld fikricha elektronning yadro atrofida aylanishi uch kvant son bilan xarakterlanishi kerak; n-asosiy yoki bosh kvant soni, l-yonaki kvant soni, m-magnit kvant son.

7-rasm. Elektronning uz yadrosi atrofidagi xarakat

formasi: a-sferik, b-elleptik

Atom yadrosini sun’iy yo’l bilan parchalash.

1919 yilda Rezerford atom yadrosi sun‘iy yo’l bilan parchalashda radioaktiv nurlanishda chikadigan x-zarrachalarning juda katta kinetik energiyasidan birinchi bo’lib foydalandi. U x-zarrachalar bilan azot atomlarini bombardimon qildi, natijada atom yadrosi o’zgardi. Bir xil atomlar yadrolarining boshqa xil atom yadrolariga aylanish jarayoni yadro reaktsiyalari deyiladi. Ular tenglamalar bilan ifodalanadi. Masalan , azot atomlarini x-zarrachalar bilan bombardimon qilishda sodir bo’ladigan jarayon quyidagi tenglama bilan ifodalanadi.

7Na14+2He4=8 О17+1H1

Zarrachalar zaryadi yig’indisi va massalar yig’indisi yadro reaktsiyasida o’zgarmaydi. Shuning uchun zarrachalar belgilarining tepasi va pastiga yozilgan indekslar tenglamaning o’ng va chap tomonida bir xil bo’lishi kerak.

Yadro reaktsiyasining yuqorida keltirilgan tenglamasidan ko’rinib turibdiki, azot atomi yadrosi 7N х – zarracha (geliy atomi yadrosi 2Ne4) bilan to’qnashganda uni yutadi. Hosil bo’lgan beqaror atom yadrosi musbat zaryadlangan zarracha ya‘ni proton 1Н1 (yoki Р) chiqaradi, bunda kislorod izotopi 8О17 hosil bo’ladi. boshqacha aytganda, azot va geliy atomlari yadrolaridan kislorod hamda vodorod atom yadrolari hosil bo’ladi.

Keyinga vaqtda turli element atom yadrolaridan protonlar urib chiqarilishi va natijada bir kimyoviy elementni sun‘iy yo’l bilan boshqasiga aylantirish mumkinligi aniqlandi. Masalan, natriy atomi 11Na23 х – zarrachalar bilan bombardimon qilinganda magniyning izotopi 12Mg26 va proton hosil bo’ladi:

11Na23 + 2He4 = 12Mg26 +1H1

1930 Ve x – zarrachalar bilan bombardimon qilinganda, u singish hususiyati kuchli bo’lgan o’ziga xos nurlar chiqarishi aniqlandi. 1932 yilda ingliz olimi Chedvik bu nurlar elektroneytral zarrachalar oqimidan iborat ekanligini aniqladi. Ular keyinchalik neytronlar deb ataldi.

Atom yadrolarining masalan, beriliy atomi yadrosining neytronlar (n1) chiqarish jarayonini quyidagi tenglama bilan ifodalash mumkin:

4Be9 + 2He4 = 6C12 +0 n1

Atom yadrosini tarkibi. Izotoplar

Yadro reaktsiyasini chuqur o’rganish natijasida Rossiya fizigi Ivanenko va u bilan bir vaqtda nemis fizigi Geyzenberg (1932y.da) atom yadrosi tuzilishining proton – neytron nazariyasini taklif qildilar. Bu nazariyaga muvofiq atom yadrosi proton va neytronlardan tuzilgan. Umumiy nom bilan nuklonlar deb ataladigan bu ikki xil zarrachalar deyarli bir xil massaga ega bo’lib, u taxminan bir uglerod birligiga teng. Massalar soni nuklonlarning umumiy sonini, ya‘ni ayni element atom yadrosidagi proton va neytronlar sonini bildiradi. Masalan, natriy atom yadrosining massalar soni 23; u 11 ta proton va 12 ta neytrondan iborat.

Proton kattaligi jihatidan elektron zaryadiga teng bo’lgan musbat zaryadga ega. Neytronlar zaryadsiz bo’lgani uchun atom yadrosining musbat zaryadi undagi protonlar soniga qarab aniqlanadi.

Masalan, natriy atom yadrosining musbat zaryadi 11 ga teng, demak unda 11 ta prton bor. Elementning tartib raqami atomning yadro zaryadiga teng. Demak neytronlar soni N massalar soni A bilan tartib raqam Z orasidagi ayirmaga teng:

N = A – Z

Masalan, Mg atom yadrosining massasi soni 24, tartib raqami 12, demak unda

N = A – Z = 24 – 12 = 12 ta neytron bor.

Yengil elementlarda massalar soni elementning tartib raqamidan taxminan ikki baravar katta, ya‘ni neytronlar soni protonlar soniga deyarli teng. Tartib raqamining ortib borishi bilan neytronlar soni bilan protonlar soni orasidagi farq ham ortib boradi.

Bir xil zaryadli, lekin massalari turlicha bo’lgan atom yadrolarining (ya‘ni izotoplarning) protonlar soni teng bo’ladi. Ular bir – biridan neytronlar soni jihatidan farqlanadi. Masalan, massa soni 35 ga (17Cl35) teng bo’lgan xlor izotopining yadrosida 18 ta neytron massalar soni 37 ga (17Cl37) teng bo’lgan izotopi yadrosida esa 20 ta neytron bor.

1913 yilda Ingliz fizigi Moseley katod naychasida turli xil metallar tomonidan chiqarilgan rentgen nurlarining to'lqin uzunligini o'lchadi va elementning seriya raqamiga rentgen to'lqin uzunligining teskari kvadratini qo'ydi. Ushbu grafik (1-rasm) seriya raqami elementning ba'zi muhim xususiyatlarini aks ettirishini ko'rsatadi. Mosli bu xususiyat atom yadrosining zaryadi ekanligini va bir elementdan ikkinchisiga ketma-ketlik paytida u birdan ko'payishini taklif qildi. U seriya raqamini atom raqami deb atadi – Z.

Mosley qonuni:

Turli elementlarning atomlari tomonidan chiqariladigan rentgen nurlarining to'lqin uzunligining o'zaro kvadratining ildizi elementning seriya raqamiga lineer bog'liqdir.

Bu kimyoviy element atomining xarakterli rentgen nurlanishining spektral chiziqlari chastotasini uning seriya raqami bilan bog'laydigan qonun, bu erda  to'lqin uzunligi lekin Doimiy qiymat Z- elementning seriya raqami (yadro zaryadi).

Keyinchalik ma'lum bo'ldiki, tartib raqami yadrodagi protonlar soniga teng. Shunday qilib, tartibli (atom) raqam yadro zaryadiga teng va u tarkibidagi protonlar (ijobiy zarralar) mavjudligini ham aniqlaydi. Va atomlar neytral bo'lganligi sababli, atomdagi elektronlar soni protonlar soniga teng bo'lishi kerak. Ammo atomlarning massasi protonlarning umumiy massasidan kattaroq edi. Ortiqcha massani tushuntirish uchun neytronlar mavjudligi taklif qilindi. Ushbu zarralar proton bilan bir xil massaga ega bo'lishi kerak, ammo nol zaryad (1,675. 10 - 27 kg). Neytronni Ruterfordning xodimi Chadvig 1932 yilda kashf etgan. Oxir oqibat atom yadrodan va elektronlardan, yadro esa protonlar va neytronlardan iboratligi aniqlandi. Ularning miqdori deyiladi nuklon raqam yoki katta - A.

A= Z+ N,

Zprotonlar soni Nneytronlar soniga teng.

Protonlar soni har xil bo'lgan atomlar ( Z) va neytronlar ( N), ammo bir xil miqdordagi nuklon bilan Adeyiladi izobarlar . Masalan:

Izotoplar protonlar soni bir xil bo'lgan atomlar ( Z), ammo har xil nuklon bilan

Izotonlar - bir xil neytronga ega bo'lgan atomlar ( N)

Shunday qilib, davriy tizimdagi atom massalarining fraktsion qiymatlari bir xil element uchun izotoplarning mavjudligi bilan izohlanadi.

Atomlar elektron qobiqlarning tuzilishi

Bosh kvant sonining n = 2 qiymatidan boshlab energetik qobiqlar (qavatlar) yadro bilan bog’lanish energiyasi jihatidan bir – biridan farq qiladigan qobiqchalarga (qavatchalarga) bo’linadi. Qobiqchalar soni bosh kvant sonining qiymatiga teng, lekin to’rttadan oshmaydi: 1 – qobiqda bitta qobiqcha, 2 – qobiqda – ikkita, 3 – pog’onada – uchta, 4 – pog’onada – to’rtta qobiqcha bo’ladi. Qobiqchalar o’z navbatida orbitallardan tarkib topadi. Qobiqchalarni lotin harflar bilan belgilash qabul qilingan: S – har qaysi energetik qobiqning yadroga eng yaqin birinchi qobiqchasi; u bitta s orbitaldan tarkib topgan; p – ikkinchi qobiqcha, uchta r – orbitaldan tarkib topgan; d – uchinchi qobiqcha, u beshta d – orbitaldan tarkib topgan; f – to’rtinchi qobiqcha bo’lib, unda 7 ta f – orbital bo’ladi. Shunday qilib, n ning har qaysi qiymati uchun n2 orbitallar bo’ladi (III.1 – jadval)

Bosh kvant soni, orbitallarning turi va soni hamda qobiqcha va kobiqlardagi elektronlarning maksimal soni.

Energetik qobiq n	Qobiq-chalar soni n ga teng.	Orbital-lar	Orbitallar soni		Elektronlarning maksimal soni
			Qobiq-chada	Qobiq- da n2 ga teng.	Qobiq-chada	Qobiq- da
K (n = 1)	1	1s	1	1	2	2
L (n = 2)	2	2s 2p	1 3	4	2 6	8
M (n = 3)	3	3s 3p 3d	1 3 5	9	2 6 10	18
N (n = 4)	4	4s 4p 4d 4f	1 3 5 7	16	2 6 10 14	32

III. 1 – jadval

Har qaysi orbitalda ko’pi bilan ikkita elektron bo’lishi mumkin – Pauli printsipi. Agar orbitalda bitta elektron bo’lsa, u juftlashmagan elektron, agar ikkita bo’lsa – juftlashgan elektron deyiladi. Pauli printsipi N = 2n2 formulani tushuntirib beradi. Haqiqatdan ham, agar masalan uchinchi qobiqda (n = 3) 32 = 9 orbital, har qaysi orbitalda esa 2 tadan elektron bo’lsa, u holda elektronlarning maksimal soni 2 · 32 = 18 bo’ladi.

III.1 - jadvalda dastlabki to’rtta qobiq uchun bosh kvant soni n ning qobiqchalar soni, orbitallarning turi va soni hamda qobiqcha va qobiqdagi elektronlarning maksimal soni bilan bog’liqligi ko’rsatilgan; III.2 – rasmda energetik qobiqlarning qobiqchalarga bo’linish sxemasi berilgan. Jadvalda ko’rinib turibdiki, atomdagi elektronlarni tasvirlash uchun elektron qobiqning raqamini va orbitallarning turlarini bilish lozim. Turli xil orbitallarning (bulutlarning) shaklini bilish muhim. Bu molekulalarning strukturasini o’rganishda kerak bo’ladi.

III. 2 – rasm. Energetik qobiqlarning qobiqchalarga bo’linish sxemasi.

Nazariy ma‘lumotlarga muvofiq s – orbital sferik simmetriyali, ya‘ni shar shaklida bo’ladi. Bunda vodorod atomining orbitali, n =1 misol bo’la oladi. (III. 3- rasm). Bunday orbital s – orbital deyiladi. s – orbitaldagi elektron s elektron deyiladi.

III. 3 – rasm s – elektron orbitalning shakli.

2 – energetik qobiqda (N = 2) to’rtta orbital bo’ladi, ulardan bittasi sferik simmetriyaga ega. U 2s – orbital deyiladi. 2s – elektronning energiyasi ancha ko’p, shu sababli yadrodan 1s – elektronga qaraganda uzoqroq masofada bo’ladi. Umuman n ning har qaysi qiymati uchun bitta sferik simmetrik orbital bo’ladi.

R – orbital gantel yoki hajmiy sakkizlik shaklida bo’ladi (III. 4 - rasm). Atomda uchala р – orbitallar o’zaro perpenduklyar joylashgan. Ular fazoviy koordinatalarning o’qlari bo’ylab yo’nalgan, shu sababli ularning ko’pincha рх, ру va рz – orbitallar deb belgilanadi. Bunday belgilash р – orbitallarning fazoda qanday yo’nalganligini ko’rsatadi. Agar рх – orbital x o’qi yo’nalishida joylashgan bo’lsa, u holda рх – elektronning x o’qi yaqinida joylashish ehtimolligi eng ko’p bo’ladi. ру va рz orbitallar haqida ham shu gaplarni aytish mumkin.

SHuni ta‘kidlab o’tish kerakki, n = 2 dan boshlab har qaysi energetik qobiqda uchta р orbital bo’ladi. n kattalashishi bilan elektronlar yadrodan uzoqroqda joylashgan р – orbitallarni egallaydi, lekin x, у, z o’qlari bo’ylab yo’nalish doimo saqlanib qoladi.

d – orbital (beshta) va f – orbitallarning (ular yettita) shakli р – orbitallarnikiga qaraganda ham murakkabroq bo’ladi.

4 – rasm. R – elektron orbitallarning shakli va joylashuvi.

Foydalanilgan adabiyotlar

1. K. Axmerov va boshqalar.

«Umumiy va anorganik kimyo», Toshkent, «O’qituvchi», 1988 yil.

2. K. Axmerov va boshqalar.

«Umumiy va anorganik kimyo», Toshkent, «O’zbekiston», 2003 yil.

N.A. Parpiev va boshqalar.

3. «Anorganik kimyo nazariy asoslari» Toshkent, «O’zbekiston»,

2000yil.

4. Maksudov N. X.

Umumiy ximiya. K.x. injenerlik fakulteti stundentlari uchun darslik.

Toshkent.; «O’qituvchi», 1977 yil.

5. Obshaya ximiya; Uchebnik (Pod red. Ye.M. Sokolovskiy

Va L.S. Guzeya -3–e iz d. prerab. i dop. – M.: Izd – vo Moskva un.ta, 1989. – 640s.

Rustamov X.R.

6. Fizik kimyo: Oliy o’quv yurtlari talabalari uchun darslik. – T.

«O’zbekiston», 2000. – 487 b.

7. https://t.me/Kitoblarulashamiz1 Onlayn kutubxona guruhi .

8.https://t.me/kutubxonauz1 Onlayn kutubxona guruhi rasmiy kanali

9 .https://t.me/@Xurshidbek_Rahmatullayev Telegram tarmog’i foydalanuvchisi.

10. www.arxiv.uz va www.aim.uz axborot resurs saytlaridan foydalanildi.

.

E’tiboringiz uchun raxmat!

Download 1.41 Mb.

Do'stlaringiz bilan baham: