96. Резерфорд тәжірибесі. Атом ядросының құрамы

1911 жылы Эрнест Резерфорд және оның шәкірттері альфа-бөлшектерінің өте жұқа алтын және платина пластинкаларынан өтуін зерттеді. Көптеген тәжірибе нәтижесін талдай келіп, Резерфорд Күн жүйесіне ұқсас атомның планетарлық моделін ұсынды. Ондай модель бойынша, атом оң зарядталған ядродан және оны айналып жүретін теріс зарядты электрондардан тұрады.

Ядро төңірегіндегі мұндай электрондарды орбиталдық электрондар деп атайды, ал олардың жиынын электрондық қабықша дейді. Ядроның құрамына кіретін оң зарядты бөлшектерді протондар деп атайды. Қалыпты жағдайда атом ядросының оң зарядын орбиталдық электрондардың теріс заряды теңгеріп тұрады.

Энергия мен импульстің сақталу заңына сүйеніп, 1932 жылы Резерфордтың шәкірті Д. Чэдвик ядро құрамына кіретін жаңа бөлшек – нейтронды ашты. Сөйтіп, кез келген элемент атомының ядросы екі түрлі бөлшектен: протондар мен нейтрондардан тұратыны белгілі болды. Оларды жалпылап нуклондар деп атайды, ал тұтас ядроны нуклид дейді. Ядродағы протондар мен нейтрондардың жалпы санын А әрпімен белгілейді. А санын массалық сан деп атайды, өйткені атомның массасы негізінен нулидте, яғни протондар мен нейтрондарда жинақталғаг. Расында да, әрбір протон мен нейтронның массасы электронның массасынан 1840 еседей үлкен.

Бір элемент атомнынң ядросындағы нейтрондар саны әр түрлі болып кездессе де, ондағы протондар саны өзгермейді. Бір-бірінен тек ядросындағы нейтрондар санына қарай ажыратылатын элемент түрлерін изотоптар деп атайды.

97. Атомдардың сәуле шығару және сәуле жұту спектрлері.

Бор постулаттары

Егер саңылаудан түскен Күн көзінің жарығы немесе жасанды жарық үш қырлы мөлдір призма арқылы өтетінболса, онда ол бірнеше түсті сәулелерге жіктеледі. Денелердің шығаратын сәулесінің түрлі түске қарай жіктеліп, жолақтар немесе сызықтар түрінде көрінуін спектр дейді.Қызған денелердің тығыздығы үлкен болған сайын, олардың спектрлеріндегі түстер бір-біріне жалғаса ұласып жатады. Бір-біріне жайыла ұласқан спектрлерді тұтас спектрлер деп атайды.

Тығыздығы өте аз қызған газдардың немесе плазманың спектрлері кесінді сызық түрінде бір-бірінен алшақ орналасады. Ондай спектрлер шығару сызықтық спектрі деп аталады. Денелер сәуле шығару мен қатар, олар да жұта алады.

Эксперименттік зерттеулер бір элементтің жұтылу және шығару сызықтық спектрлерінің тұп-тура бірдей орындарға орналасатынын көрсетеді. Бұдан химиялық элемент қандай толқын ұзындығында сәуле шығарса, дәл сондай толқын ұзындығында сәулені жұта алады деген қорытынды туындайды.

Сызықтық спектрлерді бір-бірімен салыстыра отырып, мынадай қорытынды жасаймыз:

1. әрбір химиялық элементтің тек өзіне ғана тән сызықтық спектрі болады;

2. әрбір спектрлік сызыққа сәуленің нақты бір толқын ұзындығы сәйкес келеді.

3. әрбір химиялық элементтің тек өзіне ғана тән сызықтық спектрі болатындықтан, зерттелетін заттың химиялық құрамын спектр арқылы анықтауға болады.

Заттың химиялық құрамын оның сызықтық спектрі арқылы анықтау әдісін спектрлік анализ деп атайды. Бұл әдісті 1859ж Г. Кирхгоф пен Р. Бунзен эксперименттік зерттеуге енгізді. Қазір бұл әдісті ғылымда да, практикада да кеңінен қолданылады.

Н.Бор екі ұлы болжам ұсынды. Кейін бұл болжамдар Бор постулаттары деп аталды. Бірінші постулат атомның стационарлық күйі. Атом ерекше стационарлық күйде бола алады. Ондай күйде атом электро-магниттік толқын шығармайды әрі жұтпайды.

Екінші постулат жиілік ережесі. Атом энергиясы Еn станционарлық күйден энергиясы Еk стационарлық күйге ауысқанда: hv=En-Ek шамасына тең болатын бір квант энергияны шығарады немесе жұтады. Мұндағы h=6.626*10-34Дж*6 – Планк тұрақтысы.