Кимёнинг асосий тушунчалари ва қонунлари. Кимё фанига кириш Reja: Kimyoning tarixi

Bir xil sondagi neytronlarga ega bo ’lgan zarrachalar izotonlar deyiladi.

54Xe(54p,82n); 55Rb¹³⁷ (55p,82 n);56Xe¹³⁸(57p,82n).

Atomlar spektri

Atomning yadroviy tuzilishi modda tuzilishini bilishda muhim qadam hisoblanadi. Rezerford nazariyasi ikki qarama-qarshilikka ega:

• bu nazariya atomning barqarorligini tushuntura olmadi.Musbat zar- yadlangan yadro atrofida aylanayotgan elektron elektromagnit to’lqinlari tarqata borib o’z energiyasini yo’qota borishi buning na- tijasida elektron borgan sari yadroga yaqinlasha boradi. U hamma energiyani yo’qotgandan so’ng yadroga qulashi kerak.Ammo atom­lar cheksiz uzoq vaqt barqaror va buzilmasdan tura oladi.

  
  

• atomni Rezerford bo’yicha tuzilishi atom spektrlari to’g’risida no- to’g’ri xulosalar chiqarishga olib keladi.Yadro atrofida aylanayotgan elektron yadroga yaqinlashib o’zining harakat tezligini doim o’zgartirib borishi kerak.Elektron tarqatayotgan nurning to’lqin chastotasi uning aylanish chastotasiga bog’liq va uzluksiz o’zgarib borishi kerak.Demak, atomlar tomonidan tarqatilayotgan nur uzluksiz spektrga ega bo’ladi.

  
  

Shunday qilib, Rezerford nazariyasi atomlarning barqarorligi va atomlar spektrini uzlukli tabiatini tushuntirib bera olmadi.

Ma’lumki qattiq modda yoki suyuqlik tomonidan tarqatilgan nur uzliksiz ta- biatga ega.Cho’g’lantirilgan gazlar va bug’larning spektri aniq to’lqin uzunligiga ega bo’ladi,bular qora chiziq bilan bir-biridan ajralgan bo,ladi.Masalan kaliyning atom spektrida uchta chiziq bor.2 qizil va 1 binafsha.Bunday spektrlar chiziqli spektrlar deyiladi va ular har bir element uchun xarakterli bo’ladi.

Nurning kvant nazariyasi Nemis fizigi Maks Plank 1920 y.da qizdirilgan moddaning nur chiqarish xossasini, moddalar tomonidan nur chiqarilishi va yutilishi uzuq -uzuq, y’ani dis- kret holda sodir bo’ladi deb baholadi.

Buhday holda nur energiyasi(E) nur chastotasi(v) bilan quydagicha bog’langan:

Е = h^v

Bu formula Plank formulasi deyiladi.h-proporsionallik koeffisienti yoki Plank

doimiysi uning qiymati 6,626 10^-34 J/Sek.

1905 y.da Albert Eynshteyn fotoelektrik effektini o’rganish jarayonida el- ektromagnit to’lqinlari (nuri) kvantlar holida,nurlanis bu fotonlar holatida tarqal- ishini aniqladi.Bundan yorig’liq to’lqinlari zarrachalar oqimi ekan degan muhim xulosaga keldi.Fotonlarning energiyasi Plank formulasi orqali aniqlanadi.Nurning kvant nazariyasidan fotonlar bo’linmaydi degan xulosa chiqadi.Ular fotografik qog’ozda iz qoldiradi va zarra xossasini namoyon etadi Foton korpuskulyar va to’lqin xossasiga ega bo’lib bu holat yorug’lik nurining interferensiyalanishi va difraksiyalanishida o’z aksini topadi.Demak, fotonga ham korpuskulyar ham to’lqin xossasi tegishlidir.

Elektron qavatlarning Bor nazariyasi bo’yicha tuzilishi

Daniyalik fizik Nils Bor o’z nazariyasida atomning yadro modelidan, nurlan- ishning kvant nazariyasi va nurlanishning uzluksizlik tabiatini hisobga olgan holda quyidagi xulosani chiqardi.

Atomdagi elektronlarning energiyasi uzluksiz o’zgarishi mumkin emas,ularning energiyasi uzlukli o’zgaradi.

Shuning uchun atomda har qanday energetik holatlarda elektronlar bo’lmasdan,faqat “ruxsat etilgan” energetik holatlarda bo’ladi.Atomdagi elektron­larning energetik holatlari kvantlangan.Bir “ruxsat etilgan” orbitaldan ikkinchisiga sakrash bilan o’tiladi.

Bor nazariyasi quyidagi postulatlardan iborat:

1. Elektronlar yadro atrofida har qanday orbitalar bilan emas, ma’lum aylanma orbitalar bilan aylanadi.Bu orbitalar “ruxsat etilgan” orbitalar deyiladi.

   
   

2. ”Ruxsat etilgan” orbitallar bo’yicha harakatlanishda elektronlar nur tarqatmaydi .

   
   

3. Elektronlar bir “ruxsat etilgan” orbitaldan ikkinchisiga o’tishda nur tar- qatadi.Bu elektromagnit kvanti energiyasi atomning oxirgi holatdan bosh- lang’ich holatga o’tgandagi energiyalari farqidan topiladi.

   
   

hv=E2 - E1

E2 va E1 atomdagi turli energetik holatlardagi energyalar farqi.

Bor nazariyasini ko’p yutiqlari bilan bir qatorda o’ziga xos kamchiliklari ham bor edi.Masalan bir “ruxsat etilgan” orbitaldan ikkinchisiga o’tishda qayerda bo’ladi. Shuningdek, Bor nazariyasi hatto vodorod spektrini ravshanlik sababini tushuntirib bera olmadi.

1924 y.da fransuz fizigi de- Broyl korpuskulyar to’lqin dualizmi nafaqat foton- lar uchun,balki elektron uchun ham o’rinli degan fikrni ilgari surdi.Ma’lum massa va tezlikka ega elektron uchun u quyidagi formulani taklif etdi.

A= h|m^v

m -elektronning massasi va v- harakat tezligi.

Mikrojismlarning ikki yoqlama xossalarini 1927 y.da Verner Geyzenberg tomonidan ta’riflangan noaniqsizlik prinsipi tushuntiradi.

Mikrojismlarning tezligi (yoki impulsi p=m^v) va fazoviy holatini (koordinatlarini) bir paytni o’zida aniqlash mumkin emas.Bu noaniqsizlik prinsipi quyidagicha formulaga ega:

AqAv> h|m

Holat noaniqsizligi (Aq) va tezlik noaniqsizligi ko’paytmasi h|m dan kichik bo’lishi mumkin emas.Noaniqsizlik prinsipi mikrojismlar uchun butunlay boshqa- cha qonunlar qo’llanishini ko’rsatadi.

Elektron bulut

Kvant mexanikasida elektronning atomdagi holati elektron bulut orqali ko’rsatiladi. Bunday bulut yadro atrofidagi elektron bulut zichligiga to’g’ri pro- porsional bo’ladi.Atomdagi elektronning harakati to’lqin tabiatiga ega bo’lgani uchun , kvant mexanikasida u tulqin funksiyasi bilan tasniflanadi.Bu tulqin funksiyasi elektronga tegishli fazoviy koordinatalarini ko’rsatadi. To’lqin funksiyasini qiymati y=f(x,y,z) ga teng, bu yerda x,y,z koordinata nuqtalari.

To’lqin funksiyasini kvadrati ( у² ) atomlararo fazoda elektronning bo’lish ehtimolligini ko’rsatadi.Yadro atrofida 90% elektronning bo’lish ehtimoli bo’lgan fazo orbital deyiladi. Atomdagi elektronni bo’lish ehtimolligini hisob lash va uni energiyasi bilan bog’lanishni topish ancha murakkab vazifa bo’lib u Shredinger tenglamasi orqali yechiladi.

Shredinger tenglamasi 1926 y.da Ervin Shredinger kvant mexanikasida katta ahamiyatga ega bo’lgan tenglamani yaratdi.Tenglama to’lqin funksiyasi bilan elektronning fazoviy koordi- natalari ,potensial energiyasi va umumiy energiya orasidagi bog’lanishni ko’rsatadi.E.Sredinger tenglamasi quyidagicha:

V² у + 8rc²m/h² (E-U) у=0

Bu yerda V² у=5²у/5х² +5²y/dy²+ 5²y/5z² to’lqin funksiyasini x,y.z koordinatalar bo’yicha ikkinchi tartibli hosilasi.m-elektronning massasi;E- umumiy energiya zahirasi;h-Plank doimiysi.