Что такое атом,кто ввел это понятие

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ
Глава 1. Атом в представлении античных философов
Глава 2. Развитие науки об атомах
Глава 3. Представление об атомах в современной науке
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Что такое атом,кто ввел это понятие

Так, Джон Дальтон обнаружил, что кислород и водород, образуя воду, всегда соединяются в одних и тех же пропорциях по массе. Другие ученые также сталкивались с подобными данными, но именно Дальтон впервые осознал их значение. Он сделал вывод, что вещества состоят из атомов, и что все атомы простого вещества имеют одинаковую массу. При соединении простых веществ количества соединяющихся атомов находятся в определенной неизменной пропорции. Атомистика Дальтона объясняла, почему вещества соединяются в неизменной массовой пропорции, а также явилась основой для детального изучения материи. Вещества состоят из атомов, а из чего состоят атомы? Первые ключи к разгадке этой тайны появились в конце XIX века, когда исследователи изучали прохождение электричества через разрядные трубки, содержащие разреженный воздух. Иногда стенки трубки излучали зеленый свет при подаче высокого напряжения на две металлические пластины - электроды. Свечение возникало при попадании невидимых лучей от отрицательного электрода, или катода, на стенки трубки.
Дальтон был старательным экспериментатором. Он взвешивал образцы многих газов и выявлял разницу в их массах. Он обнаружил, что газы так же, как и твердые и жидкие вещества, состоят из невероятно мелких частиц, которые он также назвал атомами. Он высчитал относительные массы для атомов известных ему элементов. Когда Дальтон установил, что атомы разных элементов имеют различные свойства и различные массы, он по-настоящему положил начало научному познанию атома.
Главнейшая научная заслуга Дальтона – развитие атомно-молекулярного учения и определение атомных весов (масс).
Дальтон был не первым, кто пытался применить учение древних философов об атомах при объяснении химических явлений.
Из его предшественников наиболее последовательно развивал в химии атомное учение М.В.Ломоносов.
Но в то время, когда Ломоносов разрабатывал свое учение, наука не располагала достаточным количеством фактов, на которые можно было бы опереться, чтобы довести начатое им дело до конца и полностью перестроить химию на основе атомных представлений. Как и многие другие открытия Ломоносова, его атомное учение не оценили современники, и оно было вскоре забыто.
В гораздо более благоприятную эпоху для их признания были опубликованы работы Дальтона. За 50—60 лет, разделяющих учение Дальтона от учения Ломоносова, химическая наука обогатилась громадным числом новых открытий. Прежде всего, был открыт мир разнообразных газов, которые ранее рассматривались большинством ученых как видоизменения обыкновенного воздуха. Был установлен сложный состав воды и воздуха, которые во времена Ломоносова считались простыми веществами.
Количественные измерения, о которых горячо ратовал русский ученый, начали планомерно применяться в химии и принесли свои плоды: были твердо установлены и подтверждены многочисленными опытами законы сохранения массы веществ при химических реакциях и постоянства состава химических соединений.
Теория флогистона, господствовавшая при жизни Ломоносова, была опровергнута. В химии утвердилось понятие об элементах как о неразложимых далее субстанциях. Но громадное число отдельных фактов и открытые опытным путем законы оставались необъединенными и необъясненными. Каким образом связать между собой химические законы? Должна ли химия иметь дело с каждым из них в отдельности или же она может создать такую теорию, из которой сами собой вытекали бы химические законы? Само развитие химической науки диктовало необходимость разработки такой теории, с помощью которой можно было бы предсказывать явления, а не проводить наблюдения и опыты вслепую.
«Мельчайшие первичные частицы вещества» Дальтон назвал атомами. Частицы простого вещества он назвал «простыми атомами», а частицы сложных веществ — «сложными атомами»5. Последние мы теперь называем молекулами. Сложные атомы (молекулы) состоят из простых атомов. Но простые атомы Дальтон считал неделимыми, их нельзя разрушить и их нельзя создать вновь; атом одного элемента не может превратиться в атом другого. «Химический анализ и синтез, – писал ученый, – идет не далее, чем до отделения атомов друг от друга и их воссоединения. Никакое новое создание и разрушение материи не может быть достигнуто химическим действием. Мы могли бы с таким же успехом попытаться внести в Солнечную систему новую планету или уничтожить одну из уже существующих, как и создать или уничтожить частицу водорода. Единственные изменения, которые мы можем произвести, состоят в отделении соединенных друг с другом атомов или в их присоединении друг к другу».
Поскольку атомы не уничтожаются и не возникают при химических реакциях, то становится понятным, почему масса веществ до реакции равна массе веществ после нее.
Положение о неразрушимости атомов продержалось в науке до начала XX в., когда были открыты так называемые ядерные превращения, при которых один элемент превращается в другой или другие.
Но во времена Дальтона ядерные превращения не были известны, и поэтому атомы им рассматривались как предел дробления материи. Итак, по Дальтону, все атомы одного и того же элемента далее неразложимы на более простые частицы, они абсолютно неразличимы между собой и, в частности, совершенно одинаковы по весу. Зато атомы различных химических элементов имеют различный вес.
Простые атомы Дальтон условно изображал в виде кружков, а сложные – как их соединение.
Теория Дальтона дает простое объяснение закону постоянства состава. Действительно, «сложные атомы» (молекулы) одного и того же вещества одинаковы, значит, они состоят из одного и того же числа одних и тех же простых атомов.
Если молекулу данного соединения образует определенное число атомов элемента, а каждый атом имеет свою определенную массу, то ясно, что массовый состав всего соединения должен быть строго определенным.С помощью атомного учения Дальтону удалось не только просто объяснить уже известные законы химии, но и открыть новый закон, относящийся к количественному составу различных соединений, образованных одними и теми же элементами.
Во времена Дальтона уже было твердо установлено, что различные вещества могут иметь одинаковый качественный состав, т.е. состоять из одних и тех же элементов, но отличаться друг от друга по своему количественному составу.
В 1890-х годах английский физик Дж. Томсон доказал, что эти катодные лучи (как их тогда называли) - не что иное, как потоки отрицательно заряженных частиц. Предполагалось, что эти частицы исходят из атомов, хотя их расположение внутри атомов оставалось неясным. Томсон высказал предположение, что атом может быть похож на рождественский пудинг, в котором большая, но легкая по массе положительно заряженная сфера усеяна многочисленными отрицательно заряженными частицами (электронами). Однако различные опыты по изучению строения атома доказали, что это - безусловно ошибочная теория.
В конце XIX века Эрнест Резерфорд развил теорию атома, считая, что он по структуре анало­гичен Солнечной Системе. Он предположил, что в центре атома находится ядро, оно тяжелое и не­сет в себе положительный электрический заряд. А вокруг него находятся отрицательно заряженные электроны. Электроны движутся вокруг ядра по­добно тому, как движутся планеты вокруг Солн­ца.
Позже Нильс Бор создал новую атомную тео­рию. Он доказал, что электроны могут двигаться только по определенным орбитам, называемым энергетическими уровнями. Когда электрон пере­мещаются с одного уровня на другой, он изменя­ет свою энергию.
В 1911 году Эрнест Резерфорд, британский физик, уроженец Новой Зеландии, работавший вместе с Томсоном, предложил строение атома, реально объясняющее его поведение во время экспериментов. Резерфорд предположил, что центр (или ядро) атома имеет положительный заряд и относительно большую массу, а вокруг ядра вращаются крайне легкие и отрицательно заряженные электроны.
Однако Резерфорд не осознавал, что обычно в ядре атома находятся как положительно заряженные, так и нейтральные частицы. Существование положительно заряженных частиц было признано в 1920 г., и они получили название протоны. В 1932 г. английский физик Джеймс Чэдвик открыл незаряженные частицы и назвал их нейтронами. В результате картина строения атома была завершена и с тех пор является основой нашего понимания материи.
Глава 3. Представление об атомах в современной науке
Мысль об атоме как самой маленькой частичке любого вещества зародилась у древних греков. Сегодня нам известно, что атом — это не самая маленькая частичка, что существуют частицы и меньше, которые находятся внутри самого атома. Нам также известно, что мы знаем далеко не все о строении атома.
Но человеческие знания о структуре атома по­стоянно изменяются, так как новые эксперименты дают новую информацию.
Наши знания об атоме сегодня могут завтра измениться. С появлением синхрофазотронов ученые постоянно получают все больше информации об атоме.
Сегодня открыто более 20 различных частиц, составляющих атом! Как считают ученые, атом состоит из электронов, протонов, нейтронов, позитронов, нейтрино, мезонов и гиперонов. Электроны — это отрицательно заряженные частицы. Протон, который примерно в 1836 раз тяжелее электрона, заряжен положительно. Более тяжелая частица, нейтрон, нейтрален. Позитрон, примерно равный электрону, также заряжен положительно. Нейтрино примерно в две тысячи раз меньше электрона и не имеет заряда. Мезоны могут быть заряжены положительно или отрицательно. Гипероны больше протонов.
Каким образом все эти частицы, или заряды, располагаются все вместе, до сих пор неизвестно.
Из таких атомов состоят различные химические элементы. Некоторые различаются весом, поэтому химические элементы объединяют по атомному весу. Например, водород имеет номер 1 в такой таблице, а железо — номер 55. Это значит, что атом железа в 55 раз тяжелее атома водорода. Однако их вес чрезвычайно мал. Один атом водорода весит всего одну миллион-миллион-миллион-миллионную долю грамма! Чтобы представить, насколько малы атомы, подумай, сколько содержится атомов в одном грамме водорода — это цифра «шесть» с 23 нулями. Если начать их пересчитывать — по одному в секунду — потребуется десять тысяч миллион-миллионов лет, чтобы пересчитать все атомы в одном грамме водорода!
Любое вещество, в котором все атомы имеют одинаковое количество протонов,  называется элементом. Число протонов в каждом атоме - атомный номер элемента. Существуют 92 природных элемента, их атомы имеют от 1 до 92 протонов6. Кроме того, некоторые другие элементы с еще большим числом протонов в атоме можно получить с помощью устройства под названием ускоритель элементарных частиц. К природным элементам относятся железо, ртуть и водород.
Во многих веществах атомы объединяются в группы, называемые молекулами. Так, газ водород состоит из молекул, каждая из которых содержит два атома водорода. Часто, однако, молекулы вещества состоят из атомов более одного элемента. Такие вещества называются соединениями. Например, вода является соединением, где каждая молекула состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Во многих молекулах насчитывается гораздо большее количество атомов. Некоторые белковые молекулы представляют собой сложные соединения из нескольких тысяч атомов. Некоторые природные элементы встречаются только в соединениях. Так, натрий - это металл, настолько легко соединяющийся с другими веществами, что его нельзя обнаружить в чистом виде. Он широко известен в сочетании с хлором в виде хлорида натрия - поваренной соли.
Атомы в молекулах связываются различными путями, при этом они разделяют между собой электроны или обмениваются ими. Двумя простыми видами химической связи являются ковалентная и ионная.
Ковалентная связь возникает, когда атомы имеют общие электроны. Так, молекула водородного газа состоит из двух атомов водорода, связанных ковалентной связью. Единственный электрон каждого атома водорода вращается вокруг ядер обоих атомов, связывая их воедино.
В случае ионной связи один атом передает электроны другому атому. В результате возникает электрическая сила, связывающая атомы воедино. Как правило, количество положительно заряженных протонов и отрицательно заряженных электронов в атоме одинаково. Их положительные и отрицательные заряды уравновешивают друг друга, и поэтому атом не имеет общего заряда. Однако в атоме, отдающем электроны, создается избыток положительного заряда, а атом, получающий электроны, приобретает общий отрицательный заряд. Такие заряженные атомы называются ионами. Ионы противоположных зарядов притягиваются друг к другу, и именно это электрическое притяжение удерживает атомы вместе при ионной связи. Например, молекула поваренной соли формируется с помощью ионной связи, когда атом натрия передает электрон атому хлора.
Все атомы одного вещества имеют одинаковое количество протонов, но различное количество нейтронов. Так, в углероде ядро большинства атомов содержит шесть нейтронов, но примерно в каждом сотом из них имеется семь нейтронов. Эти различные типы атомов одного и того же элемента называются изотопами. Все изотопы данного элемента обладают одинаковыми химическими свойствами - все они соединяются с другими веществами и образуют одни и те же химические соединения. Но отдельные физические свойства изотопов различаются - например, они имеют разные точки замерзания или кипения.
Говоря о конкретном изотопе того или иного элемента, ученые называют его массовое число. Например, углерод-12 - это обычный природный изотоп углерода. Его атом содержит шесть протонов и шесть нейтронов. Более редкий природный изотоп, в ядре каждого атома которого находится лишний нейтрон, называется углерод-13.