Atom tuzilishi

ATOM TUZILISHI

 

R E J A :

1. Radioaktivlik

2. Atom tuzilishining planetar modeli

3. Atomlarning elektron formo'lalari

4. Pauli prinsipi.

5. Xund koidasi. Valentlikning kvant mexaniq tabiati

6. Atomlarda elektron bulutlarning strukturasi. Energiyaning minimumga intilish (afzallik) prinsipi.

 

Atom murakkab sistema bo'lib, mikroolam qonunlariga buysunadigan, xarakatdagi zarrachadir.

Atom-kimyoviy elementning kichik zarrachasi bo'lib, uzida elementning ma'lum xossalarini mujassamlashtirgan bo'ladi. Atom erkin yoki birikma xolatida bo'ladi.

XX asr boshlarigacha atom moddaning oxirgi bulinish darajasi deb kelindi. Bunday tasavvurlarning bir tomonlama va cheklanmaganligini ayrim olimlar tushunar edi. Masalan XIX asrning boshida Moskva Davlat universitetining professori G.M.Pavlov atomning tuzilishi murakkab, uning tuzilishida manfiy va musbat elektr zaryadi ishtirok etadi, degan fikrni ilgari surdi. Ulug rus olimi A.M.Butlerov 1886 yilda kuyidagicha yozgan edi: "Xozirgi vaqtda ba'zi elementlarning "atomlar" deb ataladigan zarrachalari, asl moxiyati bilan aytganda, balki kimyoviy yul bilan bulinish xususiyatiga egadir, ya'ni ular uz tabiati jixatidan bulinmaydigan zarrachalar bo'lmay, balki xozirgi bizga ma'lum bo'lgan vositalar bilangina ajratib bo'lmaydigan zarrachalardir va ... keyin borib kashf etiladigan prosesslarda ajratish mumkin bo'ladi."

XX asr boshida katod nurlarining tabiatini fotoeffekt va termoemissiya, elektroliz, radioaktivlikni urganish va boshqa ishlar bilan atom tuzilishining murakkab, diskret tuzilganligi isbotlandi.

Atomning ichki tuzilishini bir-biridan massalari, ulchamlari, zaryadi, yashash vaqti bilan farq qiladigan mayda zarrachalar tashkil qiladi. Bu zarrachalar elementar zarrachalar deyiladi. Xozirgi vaqtda bunday zarrachalardan 200 ga yaqini ma'lum.

Katod nurlari. Atomning murakkabligini tasdiklovchi dastlabki tajriba ma'lumotini 1879 yilda, siyraklashtirilgan gazlarda elektr razryadi xosil bo'lish xodisasini tekshirish natijasida kulga kiritildi. Agar ichidagi xavosi surib olingan shisha nayning bir uchiga katod, ikkinchi uchiga anod kavsharlanib unga yuqori chastotali tok ulansa, katoddan nur tarkala boshlaydi. Bu nurlar katod nurlari deyiladi. Elektr va magnit maydonida bu nurlar dastlabki yo'nalishdan musbat kutbga ogadi (1-rasm).

Bu esa ularning manfiy zaryadlanganligini kursatadi. Katod nurlari katta tezlik bilan xarakat kilayotgan manfiy zarrachalar okimidir. Bu zarrachalar keyinchalik elektronlar deb ataldi.

 

1-rasm. Katod nurlari.

Elektron elementar zarracha bo'lib, u ye-xarfi bilan belgilanadi. Uning massasi me=9.1*10^-28 ga yoki 5.49*10^-4 u.b ga teng. Bu esa vodorod atomining 1/1836 birlik qismidir. Uning zaryadi e=4.8*10^-10 el. birlik yoki 1.6*10^-19 kulonga, radiusi r=2.8*10^-13 sm, tezligi V=150000 km/sek ga tengdir.

Rentgen nurlari. 1895 yilda nemis olimi Rentgen shishaning katod nurlari ostida shu'lalanishini tekshirar ekan, nurlanishning yangi turini -X- nurlarni kashf etdi. Bu nurlar keyinchalik rentgen nurlari deb ataldi. Rentgen nurlari elektr va magnit maydonida uz yo'nalishini uzgartirmaydi, demak, ular elektroneytral zarrachalardir. Rentgen nurlarining asosiy xossalaridan biri - karton, yogoch, mato va inson organizmidan, yengil metall plastinkalardan utib ketadi. Ular faqat og'ir metallarda yaxshi ushlanib koladi. Bu xam atomning murakkab tuzilganligini aniq isbotlab berdi.

 

RADIOAKTIVLIK

1896 yilda Fransuz olimi Bekkerel uranning va uran birikmalarining kuzga kurinmas nurlar chikarishini va ular odatdagi nurlarni utkazmaydigan kora kogozdan fotoplastinkaga utib ta'sir etishi natijasida xavoni ionlanishini aniqladi. Bu xodisani urganishni Fransuz olimlari Pyer va Mariya Kyurilar davom ettirdilar va 1896 yilda atom massalari 226 va 210 ga teng bo'lgan, ikki yangi element Radiy (Ra) va Poloniy (Ro) ni kashf etdilar.

M.S.Kyuri taklifiga binoan moddalarning uz-uzidan nur tarkatish xodisasi radioaktivlik deb, bunday xodisaga ega bo'lgan moddalar esa radioaktiv moddalar deb nomlandi. Radioaktiv nurlar moddalarni (masalan, suv, vodorod xlorid va xokazo) xamda tirik tukimalarni parchalaydi, lekin oz mikdori usimliklar usishiga kumaklashadi. Radioaktiv nurlar, nurlardan tashkil topgan. Masalan, usti teshik kurgoshin idishga radioaktiv preparatni joylashtirib, teshik karshisiga fotoplastinka urnatsak, plastinkada kora doglar paydo bo'ladi.

Bu esa radioaktiv preparatdan kandaydir nurlar tarkalayotganligini isbotlaydi (2-rasm). Agar bu nurlar yuliga magnit yoki elektr maydonini kiritsak fotoplyonkada uch xil dog paydo bo'ladi, bu esa uch xil nur tarkalayotganligini kursatadi. 2-rasmdan kurinadiki, elektr va magnit maydonida nurlarning bir okimi (nurlar) manfiy kutbga, ikkinchi okimi (nurlar) musbat kutbga buriladi, uchinchi okimi nurlar esa uz yo'nalishini uzgartirmaydi.

 - nurlar musbat zaryadli zarrachalar okimi bo'lib, ularning zaryadi elektron zaryadidan ikki marta ortik. Bu zaryadning massasi 4 u.b.ga teng.  -zarracha musbat zaryadlangan geliy ioni ekanligi 1909 yilda isbotlandi. U material maydon xarakatida elektron kabul qilib, geliy atomiga aylanadi.

 

2-rasm. Radioaktiv moddadan chikayotgan nurlarning ajralishi.

 

 - nurlar katod nurlari kabi, elektronlardan iborat. Bu nurlarning tezligi 300 ming km/sek ga yaqin.

 - nurlar rentgen nurlari kabi elektroneytraldir, lekin ularning tulkin uzunligi rentgen nurlarinikidan xam kichik. Radioaktiv elementlar uzidan -, -, -nurlarni tarkatishi, ya'ni radioaktiv yemirilishi natijasida yangi elementlar xosil bo'ladi. Masalan:

 

 

Xosil bo'lgan radon elementi uz navbatida  - nurlar tarkatishi natijasida atom massasi 218 ga teng bo'lgan, kimyoviy xossalari jixatidan poloniy elementiga o'xshash yangi radiy A elementi xosil qiladi:

 

 

Poloniy xam radioaktiv element, u uz navbatida nur tarkatib yangi radioaktiv element xosil qiladi va bunday radioaktiv yemirilish radioaktiv bulmagan element xosil bulguncha davom etadi.

Biror radioaktiv elementning ikkinchi bir radioaktiv elementga utish qatori radioaktiv yemirilish qatori deyiladi. Xozirgi vaqtda 3ta tabiiy radioaktiv yemirilish qatori ma'lum va uchala qator xam radioaktiv bulmagan kurgoshin elementi bilan tugaydi.

I. Qator - atom massasi 235 ga teng bo'lgan aktiniy uran qatori. Bu qator 7 ta  va 4ta  - nur tarkatib, massasi 207 ga teng bo'lgan barkaror kurgoshin elementini xosil qiladi.

II. Qator - atom massasi 238 teng bo'lgan uran qatori. Bu qator uzidan 8 ta - va 6ta  - nur tarkatib, atom masasi 206 ga teng bo'lgan kurgoshin elementini xosil qiladi.

III. Qator - atom massasi 232 ga teng bo'lgan toriy qatori. Bu qator uzidan 6 ta - va 4ta  - nur tarkatib atom massasi 208 ga teng bo'lgan barkaror kurgoshin elementini xosil qiladi.

Agar radioaktiv element  - nur tarkatsa, uning yadro zaryadi ikkita va massasi 4 uglerod birlikka kamayib, element davriy sistemada ikki xona chapga siljiydi. Masalan:

 

Agar radioaktiv element uzidan  - nur tarkatsa, yadro zaryadi bittaga oshadi, element massasi esa uzgarishsiz koladi va element davriy sistemada bir xona ungga siljiydi. Masalan: