युगहरू मार्फत एक परमाणु संग - भाग 1

पछिल्लो शताब्दीलाई प्रायः "एटमको उमेर" भनिन्छ। त्यो धेरै टाढाको समयमा, हाम्रो वरपरको संसार बनाउने "इँटाहरू" को अस्तित्व अन्ततः प्रमाणित भयो, र तिनीहरूमा निष्क्रिय शक्तिहरू जारी गरियो। तथापि, परमाणुको विचारको धेरै लामो इतिहास छ, र पदार्थको संरचनाको ज्ञानको इतिहासको कथा पुरातनतालाई सन्दर्भ गर्ने शब्दहरू बाहेक अरू कुनै पनि कुरा सुरु गर्न सकिँदैन।

1. राफेलको फ्रेस्को "द स्कूल अफ एथेन्स" को एक टुक्रा, प्लेटो (दायाँमा, दार्शनिकले लियोनार्डो दा भिन्सीको विशेषताहरू छन्) र एरिस्टोटललाई चित्रण गर्दै

"पहिले नै पुरानो ..."

... दार्शनिकहरूले निष्कर्षमा पुगेका थिए कि सबै प्रकृति अदृश्य रूपमा साना कणहरू मिलेर बनेको छ। निस्सन्देह, त्यस समयमा (र त्यस पछि लामो समयको लागि) वैज्ञानिकहरूले उनीहरूको धारणाहरू परीक्षण गर्ने मौका पाएनन्। तिनीहरू प्रकृतिको अवलोकनहरू व्याख्या गर्न र प्रश्नको जवाफ दिने प्रयास मात्र थिए: "के पदार्थ अनिश्चितकालको लागि क्षय हुन सक्छ, वा त्यहाँ विखंडनको अन्त्य छ?«

उत्तरहरू विभिन्न सांस्कृतिक सर्कलहरूमा दिइएको थियो (मुख्यतया प्राचीन भारतमा), तर विज्ञानको विकास ग्रीक दार्शनिकहरूको अध्ययनबाट प्रभावित थियो। "युवा प्राविधिक" को गत वर्षको छुट्टी अंकहरूमा, पाठकहरूले तत्वहरूको खोजको शताब्दी पुरानो इतिहासको बारेमा सिके ("तत्वहरूसँग खतराहरू", MT 7-9/2014), जुन प्राचीन ग्रीसमा पनि सुरु भयो। XNUMX औं शताब्दी ईसा पूर्वमा फिर्ता, मुख्य कम्पोनेन्ट जसबाट पदार्थ (तत्व, तत्व) बनाइएको छ विभिन्न पदार्थहरूमा खोजी गरिएको थियो: पानी (थेल्स), हावा (एनाक्सिमेस), आगो (हेराक्लिटस) वा पृथ्वी (जेनोफेन्स)।

एम्पेडोकल्सले ती सबैलाई मिलाए, यो घोषणा गरे कि यो कुरा एक होइन, तर चार तत्वहरूको हुन्छ। एरिस्टोटल (1st शताब्दी ईसा पूर्व) ले अर्को आदर्श पदार्थ - ईथर, जसले सम्पूर्ण ब्रह्माण्ड भर्छ, र तत्वहरूको रूपान्तरणको सम्भावना घोषणा गर्‍यो। अर्कोतर्फ, ब्रह्माण्डको केन्द्रमा रहेको पृथ्वीलाई आकाशले हेरेको थियो, जुन सधैँ अपरिवर्तित थियो। एरिस्टोटलको अख्तियारलाई धन्यवाद, पदार्थको संरचनाको यो सिद्धान्त र सम्पूर्ण दुई हजार वर्ष भन्दा बढीको लागि सही मानिएको थियो। बन्यो, अन्य चीजहरू बीच, रसायन विज्ञानको विकासको लागि आधार, र यसैले रसायन विज्ञानको (XNUMX)।

2. अब्देराको डेमोक्रिटसको प्रतिमा (460-370 ईसा पूर्व)

यद्यपि, अर्को परिकल्पना पनि समानान्तरमा विकसित भएको थियो। ल्युसिपस (११ औं शताब्दी ईसापूर्व) ले पदार्थ बनेको हो भन्ने विश्वास गर्थे धेरै सानो कणहरू शून्यमा सर्दै। दार्शनिकका विचारहरू उनको विद्यार्थी - अब्देराको डेमोक्रिटस (c. 460-370 ईसा पूर्व) (2) द्वारा विकसित गरिएको थियो। उहाँले "ब्लक" भनिन्छ जसले पदार्थ परमाणुहरू बनाउँछ (ग्रीक परमाणु = अविभाज्य)। उनले तर्क गरे कि तिनीहरू अविभाज्य र अपरिवर्तित छन्, र ब्रह्माण्डमा तिनीहरूको संख्या स्थिर छ। परमाणुहरू शून्यमा चल्छन्।

कहिले परमाणुहरू तिनीहरू जोडिएका छन् (हुक र आँखाको प्रणालीद्वारा) - सबै प्रकारका शरीरहरू बनाइन्छ, र जब तिनीहरू एकअर्काबाट अलग हुन्छन् - शरीरहरू नष्ट हुन्छन्। डेमोक्रिटसको विश्वास थियो कि त्यहाँ अनन्त प्रकारका परमाणुहरू छन्, आकार र आकारमा भिन्न छन्। परमाणुका विशेषताहरूले पदार्थको गुणहरू निर्धारण गर्दछ, उदाहरणका लागि, मीठो मह चिल्लो परमाणुहरूबाट बनेको हुन्छ, र अमिलो सिरका कोणीयहरूबाट बनेको हुन्छ; सेतो शरीरले चिल्लो अणुहरू बनाउँछ, र कालो शरीरहरूले कुनै नराम्रो सतहको साथ परमाणुहरू बनाउँछ।

सामग्री जोडिएको तरिकाले पदार्थको गुणहरूलाई पनि असर गर्छ: ठोसहरूमा, परमाणुहरू एकअर्कासँग जोडिएका हुन्छन्, र नरम शरीरहरूमा तिनीहरू ढिलो रूपमा अवस्थित हुन्छन्। डेमोक्रिटसको विचारको सार भनेको कथन हो: "वास्तवमा, त्यहाँ खालीपन र परमाणुहरू मात्र छन्, अरू सबै कुरा भ्रम हो।"

पछिल्ला शताब्दीहरूमा, डेमोक्रिटसका विचारहरू क्रमिक दार्शनिकहरूले विकसित गरेका थिए, केही सन्दर्भहरू प्लेटोको लेखनमा पनि पाइन्छ। एपिकुरस - उत्तराधिकारी मध्ये एक - यो पनि विश्वास गरे परमाणुहरू तिनीहरू अझ साना घटकहरू ("प्राथमिक कणहरू") हुन्छन्। यद्यपि, पदार्थको संरचनाको परमाणु सिद्धान्त एरिस्टोटलका तत्वहरूमा हराएको थियो। कुञ्जी - पहिले नै - अनुभवमा फेला पर्यो। जबसम्म परमाणुहरूको अस्तित्व पुष्टि गर्ने उपकरणहरू थिएनन्, तत्वहरूको रूपान्तरण सजिलैसँग अवलोकन गरिन्थ्यो।

उदाहरणका लागि: जब पानी तताइएको थियो (चिसो र भिजेको तत्व), हावा प्राप्त भयो (तातो र भिजेको भाप), र माटो भाँडोको तल रह्यो (पानीमा घुलनशील पदार्थहरूको चिसो र सुख्खा वर्षा)। हराइरहेको गुणहरू - न्यानोपन र सुख्खापन - आगोद्वारा प्रदान गरिएको थियो, जसले पोतलाई तताउँछ।

Invariance र स्थिर परमाणुहरूको संख्या तिनीहरूले अवलोकनहरूको विरोधाभास पनि गरे, किनकि XNUMX औं शताब्दीसम्म सूक्ष्मजीवहरू "केहीबाट बाहिर" देखा पर्छन्। डेमोक्रिटसका विचारहरूले धातुहरूको रूपान्तरणसँग सम्बन्धित रसायनिक प्रयोगहरूको लागि कुनै आधार प्रदान गर्दैन। अनन्त प्रकारका परमाणुहरूको कल्पना गर्न र अध्ययन गर्न पनि गाह्रो थियो। प्रारम्भिक सिद्धान्तले धेरै सरल र अधिक विश्वस्त रूपमा वरपरको संसारलाई व्याख्या गरेको देखिन्छ।

3. जे. कर्सेबुम द्वारा रोबर्ट बोयल (1627-1691) को पोर्ट्रेट।

पतन र पुनर्जन्म

शताब्दीयौंदेखि, परमाणु सिद्धान्त मुख्यधारा विज्ञानबाट अलग रह्यो। यद्यपि, उनी अन्ततः मरेनन्, उनको विचारहरू बाँचे, पुरातन लेखहरूको अरबी दार्शनिक अनुवादको रूपमा युरोपेली वैज्ञानिकहरूसम्म पुगे। मानव ज्ञानको विकाससँगै, एरिस्टोटलको सिद्धान्तको जग चकनाचुर हुन थाल्यो। निकोलस कोपर्निकसको हेलियोसेन्ट्रिक प्रणाली, कतैबाट उत्पन्न भएको सुपरनोभा (टाइको डे ब्राचे) को पहिलो अवलोकन, ग्रहहरूको गतिको नियम (जोहानेस केप्लर) र बृहस्पतिको चन्द्रमा (ग्यालिलियो) को खोज भनेको सोह्रौं र सत्रौंमा थियो। शताब्दीयौं, संसारको सुरुदेखि नै मानिसहरू आकाशमुनि बस्न छाडे। पृथ्वीमा पनि, एरिस्टोटलको विचारको अन्त्य थियो।

अल्केमिस्टहरूको शताब्दीयौं पुरानो प्रयासहरूले अपेक्षित परिणाम ल्याउन सकेनन् - तिनीहरू साधारण धातुहरूलाई सुनमा बदल्न असफल भए। अधिक र अधिक वैज्ञानिकहरूले तत्वहरूको अस्तित्वमाथि प्रश्न उठाए र डेमोक्रिटसको सिद्धान्तलाई सम्झे।

4. म्याग्डेबर्ग गोलार्धसँग 1654 को प्रयोगले भ्याकुम र वायुमण्डलीय चापको अस्तित्व प्रमाणित गर्‍यो (16 घोडाहरूले छिमेकी गोलार्धहरू तोड्न सक्दैनन् जसबाट हावा पम्प गरिएको थियो!)

1661 मा रोबर्ट बोयलले रासायनिक तत्वको व्यावहारिक परिभाषा दिनुभयो जसलाई रासायनिक विश्लेषणद्वारा यसको घटकहरूमा विभाजन गर्न सकिँदैन (3)। उसको विश्वास थियो कि पदार्थ सानो, ठोस र अविभाज्य कणहरू हुन्छन् जुन आकार र आकारमा भिन्न हुन्छन्। संयोजन गरेर, तिनीहरू रासायनिक यौगिकहरूको अणुहरू बनाउँछन् जसले पदार्थ बनाउँछ।

बोयलले यी स-साना कणहरूलाई कर्पसकल वा "कोर्पसल्स" (ल्याटिन शब्द कर्पस = शरीरको एक सानो शब्द) भने। बोयलको विचार निस्सन्देह भ्याकुम पम्पको आविष्कार (ओटो भोन गुरिके, 1650) र हावा कम्प्रेस गर्न पिस्टन पम्पहरूको सुधारबाट प्रभावित थियो। वैक्यूमको अस्तित्व र हावा कणहरू बीचको दूरी (संकुचनको परिणामको रूपमा) परिवर्तन गर्ने सम्भावनाले डेमोक्रिटस (4) को सिद्धान्तको पक्षमा गवाही दिएको छ।

तत्कालीन समयका महान् वैज्ञानिक सर आइज्याक न्युटन पनि परमाणु वैज्ञानिक थिए । (५)। बोयलको विचारको आधारमा, उनले ठूला संरचनाहरूमा शरीरको फ्यूजनको बारेमा एक परिकल्पना राखे। आइलेट र हुकको पुरानो प्रणालीको सट्टा, तिनीहरूको बाँध - कसरी अरू - गुरुत्वाकर्षण द्वारा।

5. सर आइज्याक न्युटन (१६४२-१७२७) को चित्र, जी केनेलर द्वारा।

यसरी, न्यूटनले सम्पूर्ण ब्रह्माण्डमा अन्तरक्रियाहरूलाई एकताबद्ध गर्यो - एउटा बलले ग्रहहरूको चाल र पदार्थको सबैभन्दा सानो घटकहरूको संरचना दुवैलाई नियन्त्रण गर्यो। वैज्ञानिकको विश्वास थियो कि प्रकाशमा पनि कणहरू हुन्छन्।

आज हामी जान्दछौं कि उहाँ "आधा सही" हुनुहुन्थ्यो - विकिरण र पदार्थ बीचको धेरै अन्तरक्रियाहरू फोटानको प्रवाह द्वारा व्याख्या गरिएको छ।

रसायन खेलमा आउँछ

लगभग XNUMX औं शताब्दीको अन्त्य सम्म, परमाणुहरू भौतिकशास्त्रीहरूको विशेषाधिकार थियो। जे होस्, यो एन्टोइन लाभोइसियरले सुरु गरेको रासायनिक क्रान्ति थियो जसले पदार्थको दानेदार संरचनाको विचारलाई सामान्यतया स्वीकार गर्यो।

पुरातन तत्वहरूको जटिल संरचनाको खोज - पानी र हावा - अन्ततः एरिस्टोटलको सिद्धान्तलाई खण्डन गर्यो। XNUMX औं शताब्दी को अन्त मा, मास को संरक्षण को कानून र तत्वहरु को रूपान्तरण को असम्भव मा विश्वास को कारण पनि आपत्तिहरु को कारण थिएन। तराजू रासायनिक प्रयोगशाला मा मानक उपकरण भएको छ।

६. जोन डाल्टन (१७६६-१८४४)

यसको प्रयोगको लागि धन्यवाद, यो याद गरिएको थियो कि तत्वहरू एक-अर्कासँग जोडिन्छन्, निश्चित रासायनिक यौगिकहरू स्थिर जन अनुपातमा बनाउँछन् (तिनीहरूको उत्पत्ति - प्राकृतिक वा कृत्रिम रूपमा प्राप्त - र संश्लेषणको विधि)।

यो अवलोकन सजिलै व्याख्या गर्न सकिने भएको छ यदि हामी मान्छौं कि पदार्थ अविभाज्य भागहरू मिलेर बनेको छ जसले एकल पूरै बनाउँछ। परमाणुहरू। परमाणुको आधुनिक सिद्धान्तका निर्माता जोन डाल्टन (१७६६-१८४४) (६) ले यो बाटो पछ्याए। 1766 मा एक वैज्ञानिकले भने कि:

1. परमाणुहरू अविनाशी र अपरिवर्तनीय छन् (यसले, अवश्य पनि, रसायनिक रूपान्तरणको सम्भावनालाई अस्वीकार गर्यो)।
2. सबै पदार्थ अविभाज्य परमाणुहरू मिलेर बनेको हुन्छ।
3. दिइएको तत्वका सबै परमाणुहरू समान छन्, अर्थात्, तिनीहरूको आकार, द्रव्यमान र गुणहरू समान छन्। यद्यपि, विभिन्न तत्वहरू विभिन्न परमाणुहरू मिलेर बनेका हुन्छन्।
4. रासायनिक प्रतिक्रियाहरूमा, केवल परमाणुहरू जोड्ने तरिका परिवर्तन हुन्छ, जसबाट रासायनिक यौगिकहरूको अणुहरू बनाइन्छ - निश्चित अनुपातमा (7)।

अर्को खोज, रासायनिक परिवर्तनहरूको पाठ्यक्रम अवलोकनमा आधारित, इटालियन भौतिकशास्त्री अमादेओ एभोगाड्रोको परिकल्पना थियो। वैज्ञानिक निष्कर्षमा पुगे कि समान अवस्था (दबाव र तापमान) अन्तर्गत ग्यासहरूको बराबर मात्रामा अणुहरूको समान संख्या हुन्छ। यो खोजले धेरै रासायनिक यौगिकहरूको सूत्रहरू स्थापित गर्न र जनसमूह निर्धारण गर्न सम्भव बनायो परमाणुहरू.

7. डाल्टन द्वारा प्रयोग गरिएको परमाणु प्रतीकहरू (रासायनिक दर्शनको नयाँ प्रणाली, 1808)

8. प्लेटोनिक ठोस - प्राचीन "तत्वहरू" को परमाणुहरूको प्रतीक (विकिपीडिया, लेखक: मैक्सिम पे)

कति पटक काट्ने?

परमाणु को विचार को उद्भव प्रश्न संग सम्बन्धित थियो: "के त्यहाँ पदार्थ को विभाजन को अन्त छ?"। उदाहरण को लागी, 10 सेन्टिमिटर को व्यास र एक चक्कु संग एक स्याउ लिनुहोस् र फल काट्न सुरु गरौं। पहिले, आधामा, त्यसपछि आधा स्याउ दुई थप भागहरूमा (अघिल्लो कट समानान्तर), आदि। केहि पटक पछि, अवश्य पनि, हामी समाप्त हुनेछ, तर केहि पनि हामीलाई एक परमाणु को कल्पना मा प्रयोग जारी राख्न रोक्दैन? एक हजार, एक लाख, सायद धेरै?

टुक्रा स्याउ खाएपछि (स्वादिष्ट!), गणना सुरु गरौं (जसलाई ज्यामितीय प्रगतिको अवधारणा थाहा छ उनीहरूलाई कम समस्या हुनेछ)। पहिलो डिभिजनले हामीलाई 5 सेन्टीमिटरको मोटाईको आधा फल दिनेछ, अर्को काट्नेले हामीलाई 2,5 सेन्टिमिटरको मोटाईको टुक्रा दिनेछ, इत्यादि ... 10 पिटेको! त्यसकारण, परमाणुहरूको संसारको "मार्ग" लामो छैन।

*) असीमित पातलो ब्लेडको साथ चक्कु प्रयोग गर्नुहोस्। वास्तवमा, त्यस्तो वस्तु अवस्थित छैन, तर अल्बर्ट आइन्स्टाइनले आफ्नो अनुसन्धानमा प्रकाशको गतिमा चल्ने रेलहरू मान्नुभएको हुनाले, हामीलाई पनि अनुमति दिइएको छ - विचार प्रयोगको उद्देश्यका लागि - माथिको धारणा बनाउन।

प्लेटोनिक परमाणुहरू

प्लेटो, पुरातनताको सबैभन्दा ठूलो दिमाग मध्ये एक, तिमाचोस संवादमा तत्वहरू बनाइएका परमाणुहरू वर्णन गरे। यी संरचनाहरू नियमित पोलिहेड्रा (प्लेटोनिक ठोस) को रूप थिए। त्यसोभए, टेट्राहेड्रन आगोको एक परमाणु थियो (सबैभन्दा सानो र सबैभन्दा अस्थिरको रूपमा), अष्टाहेड्रन हावाको एक परमाणु थियो, र icosahedron पानीको एक परमाणु थियो (सबै ठोसहरूमा समभुज त्रिकोणको पर्खालहरू छन्)। वर्गको घन पृथ्वीको एक परमाणु हो, र पेन्टागन को एक डोडेकाहेड्रन एक आदर्श तत्व को एक परमाणु हो - आकाशीय ईथर (8)।