Fanning maqsad va vazifalari Kimyo fanining paydo bo'lish tarixi. Modda va materiya tushinchalari

Nils Bor
Bor nazariyasi

Atomning elektron qobiqlari. Mashhur fizik N. Bor 1913-yilda vodorod atomining tuzilish nazariyasini yaratdi. Bu maqsad uchun u Rezerford va Plank nazariyalarini asos qilib oldi. N. Bor nazariyasiga ko‘ra, elektron vodorod atomida har qanday orbita bo‘ylab emas, balki faqat ma’lum radiusli kvantlangan orbita bo‘ylab aylanadi.

Bu orbita barqaror (statsionar) yoki kvant orbita deyiladi, chunki elektron ana shu orbita bo‘ylab harakatlanishida o‘z energiyasini yo‘qotmaydi va energiya yutmaydi. Atomga tashqaridan energiya berilsa, elektron yadroga yaqin orbitadan yadrodan uzoq orbitaga o‘tadi. Elektron yadroga yaqin orbitaga o‘tishida atom energiya chiqaradi, yadrodan uzoqroq orbitaga o‘tishida esa energiya yutadi. Demak, elektron yadroga eng yaqin birinchi orbitada turganda uning energiya zaxirasi eng oz bo‘ladi. Elektronning bu vaziyati normal vaziyat deyiladi. Yadrodan uzoq turgan elektronning energiya zaxirasi ko‘p bo‘ladi. Bu vaziyat yuqori energetik daraja (qavat) dagi vaziyat deyiladi. Bunda atom hayajonlangan holatda bo‘ladi.

Keyinchalik o‘tkazilgan tekshirishlar foton ma’lum og‘irlikka ega ekanligini ko‘rsatdi. Masalan, nur kvantlarinyng, ya’ni fotonlarning jismlarga bosimi va metallardan elektronlar chiqishi kabi hodisalar nur energiyasining materialligidan dalolat beradi. Maksvell, P.N. Lebedev, A.G. Stoletov tajribalarida nur bosimi mavjudligi va uni o‘lchash mumkinligi isbotlandi. Moddaning ham, nurning ham materialligi ularning umumiy xossalaridir, ya’ni nur ham moddaga o‘xshash materiyaning bir shaklidir, u ham massaga, ham energiyaga ega, lekin modda bilan bir-biridan farq qiladi. Nur faqat harakatdagina mavjud, harakatsiz holda uning massasi nolga teng bo‘ladi. Nur energiyasi bilan massasi orasidagi bog‘lanish Eynshteyn tenglamasi ^E =^m •^c2 bilan ifodalanadi va nur energiyasi uning massasiga to‘g‘ri proporsionalligini ko‘rsatadi. A. Eynshteyn bu qonuniyat faqat nurga emas, materiyaning boshqa shakllariga ham taalluqligini isbotlab berdi. Demak, tezlik ortganda harakatdagi jismning massasi ham kattalashadi. Nur, ya’ni fotonlar hamisha harakatda bo‘lganligidan ularning tinch massasi bo‘lmaydi. Materiyaning bu shakllari maydon deb ham ataladi. Modda mikrozarrachalardan iborat bo‘lgani kabi, maydon mikromaydonlardan, masalan, nur fotonlardan iborat. Nur ham uzlukli, ham uzluksizdir. Uning uzluksizligini to‘lqin tabiati ko‘rsatsa, uzlukliligini kvant tabiati ko‘rsatadi. Olimlar chiziq-chiziq spektrlarning hosil bo‘lishi atomda elektronlarning nur tarzidagi tebranma harakatidan kelib chiqadi, degan xulosaga keldilar.

Nurlanish chastotasi qancha katta bo‘lsa, ya’ni to‘lqin uzunligi qancha kichik bo‘lsa, energiya kvanti Shuncha katta bo‘ladi. Yuqorida aytilganidek, eng katta energiyali nurlar -nurlardir.

Bor nazariyasining ikkinchi postulatiga muvofiq, elektron bir orbitadan ikkinchi orbitaga o‘tishida atom yorug‘likning bir kvantiga teng energiya chiqaradi yoki yutadi va bu kvantning kattaligi ana shu orbitalarning energiyalari ayirmasiga teng:

Ei -E2 = h•/

bu erda: E1 va E2 — atomning dastlabki va oxirgi vaziyatlaridagi energiyalar.

D. I. Mendeleevning elementlar davriy jadvalida vodorod birinchi o‘rinda turadi, vodorod, yadrosining zaryadi +1 bo‘lib, yadro atrofida 1 ta elektron aylanadi. Nils Bor vodorod atomida elektron doiraviy orbita bo‘ylab aylanadi, degan fikrni aytdi va o‘zining nazariy hisoblariga asoslanib, bu elektronga muvofiq keladigan bir necha orbita bor, bu orbitalarning radiuslari ketma-ket sonlar kvadratlarining quyidagicha nisbati kabi nisbatda bo‘ladi, degan fikrni maydonga tashladi:

r,:r2:r3:r4:...:rn = 12:22:32:42:...:n2

Vodorod atomining elektroni yadroga eng yaqin K orbitada tursa, ya‘ni n-1 bo‘lsa, u elektron yadroga eng mustahkam bog‘lanib turadi; vodorod atomida bu qavatning radiusi 0,53 ^A ga teng. Vodorod elektroni n=2 radiusli orbitada tursa, uning energiya zaxirasi ortiqroq bo‘ladi va hokazo. n soni bosh kvant soni deb ataladi va elektronning energetik qavatini ko‘rsatadi. n ning har qaysi son qiymatiga muvofiq keladigan energetik qavatlar K, L, M, N, O, P, Q harflar bilan ifodalanadi.