Атомска теорија - то је веровање да је сва материја састављена од сићушних, недељивих елемената - има веома дубоке корене. Међутим, научно је прихваћен све до 19. века, када је приступ заснован на доказима открио како изгледа атомски модел.
Управо је у то време Џон Далтон, енглески хемичар, метеоролог и физичар, започео низ експеримената који ће кулминирати предлажући теорију атомске композиције - која би након тога била позната као Далтонова атомска теорија - која би постала једна од камена основа савремене физике и хемије.
Поред стварања модела атомске интеракције, Јохну Далтону је такође приписано развијање закона за разумевање како гасови делују. Временом, то би га навело да закључи ствари о томе како атоми међусобно делују, тежини атома и да осмисли законе који ће атомску теорију успоставити као научну дисциплину.
Далтонови закони о гасу:
Далтон је дошао до своје теорије атома као резултат истраживања гасова. Ово је почело 1800. године, када је Далтон постао секретар Манцхестеровог књижевног и филозофског друштва. Док је тамо, Далтон је почео да подноси низ есеја који су исказали његове експерименте о саставу мешовитих гасова, укључујући притисак паре и друге паре при различитим температурама, на испаравању. и о топлотном ширењу гасова.
Далтон је у својим есејима описао експерименте у којима је тежио да утврди притисак паре у различитим тачкама између 0 и 100 ° Ц (32 и 212 ° Ф). На основу својих запажања о шест различитих течности, Далтон је закључио да је варирање притиска паре за све течности еквивалентно, за исте варијације температуре и исту пару било којег датог притиска.
Такође је закључио да се сви еластични течности под истим притиском једнако шире када се примени топлота. Даље, приметио је да за свако дато ширење живе (тј. Примећен пораст температуре коришћењем живог термометра), да је одговарајуће ширење ваздуха пропорционално мање, већа је и температура.
То је постало основа као Далтонов закон (ака. Далтонов закон парцијалних притисака), који каже да је у мешавини нереаговајућих гасова укупни притисак вршен једнаком зброју парцијалних притисака појединих гасова.
Далтонова атомска теорија:
Током истраживања о гасовима, Далтон је такође открио да се одређени гасови могу комбиновати само у одређеним размерама, чак и ако два различита једињења деле исти заједнички елемент или групу елемената.
Ови експерименти изграђени су на две теорије које су се појавиле крајем 18. века и које су се бавиле хемијским реакцијама. Први је био закон очувања масе, који је формулисао Антоине Лавоисиер из 1789. године, који каже да укупна маса у хемијској реакцији остаје константна - тј. Да реактанти имају исту масу као и производи.
Други је био закон одређених пропорција, који је први доказао француски хемичар Јосепх Лоуис Проуст 1799. Овај закон каже да ако се неко једињење разгради на његове саставне елементе, тада ће маса конституената увек имати исте пропорције, без обзира на то количине или извора оригиналне материје.
Проучавајући ове законе и градећи на њима, Далтон је развио свој закон вишеструких размера. Овај закон каже да ако се два елемента могу комбиновати како би се формирао већи број могућих једињења, тада ће омјери маса другог елемента, који се комбинују са фиксном масом првог елемента, бити омјери малих целих бројева.
Другим речима, елементи се на атомском нивоу комбинују у фиксним односима који се природно разликују на основу једињења која се комбинују због јединствене атомске тежине. Открића су постала основа Далтонових атомских закона или модела који се фокусира на пет основних теорема. Т
Стање које елементи у свом најчишћем стању чине честице које се називају атоми; да су атоми одређеног елемента сви исти, све до последњег атома; да се атоми различитих елемената могу разликовати њиховим атомским тежинама; да се атоми елемената уједињују у хемијска једињења; и да се атоми не могу створити или уништити у хемијској реакцији, само се групирање увек мења.
Далтон је такође веровао да атомска теорија може објаснити зашто вода апсорбује различите гасове у различитим пропорцијама - на пример, открио је да вода апсорбује угљен диоксид много боље него што апсорбује азот. Далтон је претпоставио да је то због разлика у маси и сложености честица гасова.
У ствари, управо се то опажање верује да је први пут да је Далтон наговестио на наводно постојање атома. У раду који се односио на апсорпцију гаса у води, који је први пут објављен 1805, написао је:
„Зашто вода не признаје највећи део свих врста гаса? Ово питање сам уредно размотрио, и иако се не могу у потпуности задовољити, готово сам убедјен да околност зависи од тежине и броја крајњих честица неколико гасова..”
Далтон је предложио да се сваки хемијски елемент састоји од атома јединственог, јединственог типа, и иако их хемијским средствима не могу изменити или уништити, они се могу комбиновати да би формирали сложеније структуре (тј. Хемијска једињења). Ово је означило прву истински научну теорију о атому, будући да је Далтон долазио до својих закључака експериментирањем и испитивањем резултата на емпиријски начин.
Далтон и атомска тежина:
Далтонови су такође почели да проучавају атомске тежине на основу масених односа у којима су комбиновани, а атом водоника је узет као стандард. Међутим, Далтон је био ограничен чврстином својих лабораторијских инструмената и чињеницом да није схватио да атоми одређених елемената постоје у молекуларном облику, попут чистог кисеоника (О2).
Такође је веровао да је најједноставније једињење између било која два елемента увек један атом сваки. То је најбоље илустровано тиме што је мислио да је хемијска формула воде воде ХО, а не Х2О.
1803. Далтон је усмено представио своју прву листу релативних атомских тежина за бројне материје. Овај рад је објављен 1805, али он тамо није тачно расправљао о томе како је стекао ове цифре. 1807. његов метод је открио његов познаник Тхомас Тхомсон, у трећем издању Тхомсон-овог уџбеника, Систем хемије. Коначно, Далтон је објавио свој рачун у сопственом уџбенику, Нови систем хемијске филозофије, 1808. и 1810.
Научни недостаци:
Главну ману у Далтоновој теорији - тј. Постојање и молекула и атома - касније је начелно исправио 1811. Амедео Авогадро. Авогадро је предложио да једнаке количине било која два гаса, под једнаком температуром и притиском, садрже једнак број молекула. Другим речима, маса честица гаса не утиче на запремину коју заузима.
Авогадров закон омогућио му је да закључи дијатомску природу бројних гасова проучавањем волумена на који су реаговали. Тако је Авогадро успео да пружи тачније процене атомске масе кисеоника и разних других елемената и јасно је одредио разлику између молекула и атома. Јао, ова и друга открића су и опречна и рафинирана Далтонове теорије.
На пример, научници су од тада открили да се атом - некоћ који је сматран најмањим делом материје - у ствари може поделити на још мање елементарне честице. И док је Далтон замишљен као атоми као јединствена целина без раздвајања између позитивних, негативних и неутралних набоја, следећи експерименти Ј.Ј. Тхомсон, Ернест Рутхерфорд и Неилс Бохр открили су комплекснију структуру атома.
Те теорије су касније потврђене запажањима са електронским микроскопом. Такође знамо да је атомска тежина производ структуре самих атома. Стога се Далтонов атомски модел у најчишћем облику сада сматра валидним само за хемијске реакције. Међутим, то не умањује Далтонов допринос модерној науци.
Пре његовог времена, атом је био нешто више од филозофског конструкта преношеног из класичне антике. Далтонов револуционарни рад није само претворио теорију у стварност, већ је довео и до многих других открића, попут Еинстеинове теорије релативности и Планцкове квантне теорије - два поља проучавања која чине основу нашег модерног разумевања космоса.
Овде смо писали много занимљивих чланака о атомској теорији у часопису Спаце Магазине. Ево једног о броју атома у свемиру, који су делови атома? Ко је био Демокрит ?, Боров Атомски модел и Шта је модел пудинга од шљиве?
Ако желите да сазнате више о Далтоновом моделу, погледајте чланак Универзитета Централни Квинсленд о Далтоновом атомском моделу.
Астрономи Цаст снимио је много занимљивих епизода на ту тему. Погледајте их - епизода 138: Квантна механика, епизода 378: Рутхерфорд и Атоми и епизода 392: Стандардни модел - увод.
