Pẹlu atomu nipasẹ awọn ọjọ-ori - apakan 1

Awọn ti o kẹhin orundun ti wa ni igba tọka si bi awọn "ori ti awọn atomu". Lákòókò yẹn kò jìnnà jù, wíwà “àwọn bíríkì” tí ó para pọ̀ jẹ́ ayé tí ó yí wa ká ni a ti fi ẹ̀rí hàn níkẹyìn, àwọn ipá tí ó sùn nínú wọn sì tú sílẹ̀. Ero ti atomu funrararẹ, sibẹsibẹ, ni itan-akọọlẹ gigun pupọ, ati pe itan itan-akọọlẹ ti imọ ti eto ti ọrọ ko le bẹrẹ bibẹẹkọ ju pẹlu awọn ọrọ ti o tọka si igba atijọ.

1. Ajẹkù ti Raphael's fresco "The School of Athens", ti o ṣe afihan Plato (ni apa ọtun, ọlọgbọn ni awọn ẹya ara ẹrọ Leonardo da Vinci) ati Aristotle.

"Tẹlẹ atijọ..."

… awọn onimọ-jinlẹ wa si ipari pe gbogbo ẹda ni awọn patikulu kekere ti a ko foju han. Nitoribẹẹ, ni akoko yẹn (ati fun igba pipẹ lẹhinna) awọn onimo ijinlẹ sayensi ko ni aye lati ṣe idanwo awọn arosinu wọn. Wọn jẹ igbiyanju nikan lati ṣe alaye awọn akiyesi ti iseda ati dahun ibeere naa: "Ǹjẹ́ nǹkan lè bà jẹ́ títí ayérayé, àbí òpin fission?«

Awọn idahun ni a fun ni ọpọlọpọ awọn agbegbe aṣa (nipataki ni India atijọ), ṣugbọn idagbasoke ti imọ-jinlẹ ni ipa nipasẹ awọn ikẹkọ ti awọn onimọ-jinlẹ Giriki. Ni awọn iṣẹlẹ isinmi ti ọdun to koja ti "Ọmọ Onimọ-ẹrọ ọdọ", awọn onkawe kọ ẹkọ nipa itan-akọọlẹ ti awọn ọgọrun ọdun ti iṣawari ti awọn eroja ("Awọn ewu pẹlu Awọn eroja", MT 7-9 / 2014), eyiti o tun bẹrẹ ni Greece atijọ. Pada ni ọrundun XNUMXth BC, paati akọkọ lati eyiti ọrọ (ano, ano) ti kọ ni a wa ni ọpọlọpọ awọn nkan: omi (Thales), afẹfẹ (Anaximenes), ina (Heraclitus) tabi ilẹ (Xenophanes).

Empedocles tun gbogbo wọn laja, o sọ pe ọrọ ko ni ọkan, ṣugbọn ti awọn eroja mẹrin. Aristotle (1st orundun BC) fi kun miiran bojumu nkan - ether, eyi ti o kún gbogbo Agbaye, ati ki o so awọn seese ti awọn transformation ti awọn eroja. Ni apa keji, Earth, ti o wa ni aarin agbaye, ti ṣe akiyesi nipasẹ ọrun, eyiti ko yipada nigbagbogbo. Ṣeun si aṣẹ ti Aristotle, ilana yii ti ilana ti ọrọ ati gbogbo ni a gba pe o tọ fun diẹ sii ju ẹgbẹrun ọdun meji lọ. Di, ninu awọn ohun miiran, ipilẹ fun idagbasoke alchemy, ati nitori naa ti kemistri funrararẹ (XNUMX).

2. Igbamu ti Democritus ti Abdera (460-370 BC)

Sibẹsibẹ, arosọ miiran tun ni idagbasoke ni afiwe. Leucippus (XNUMXth orundun BC) gbagbọ pe ọrọ ti o wa ninu awọn patikulu kekere pupọ gbigbe ni igbale. Awọn iwo ti philosopher ni idagbasoke nipasẹ ọmọ ile-iwe rẹ - Democritus ti Abdera (c. 460-370 BC) (2). O pe awọn “awọn bulọọki” ti o ṣe awọn ọta ọrọ (atomos Greek = indivisible). O jiyan pe wọn ko le pin ati ko yipada, ati pe nọmba wọn ni agbaye jẹ igbagbogbo. Awọn ọta gbe ni igbale.

Nigbawo awọn ọta wọn ti sopọ (nipasẹ eto awọn ìkọ ati oju) - gbogbo iru ara ni a ṣẹda, ati nigbati wọn ba yapa si ara wọn - awọn ara ti wa ni iparun. Democritus gbagbọ pe ọpọlọpọ awọn oriṣiriṣi awọn ọta wa ti o yatọ, ti o yatọ ni apẹrẹ ati iwọn. Awọn abuda ti awọn ọta ṣe ipinnu awọn ohun-ini ti nkan kan, fun apẹẹrẹ, oyin didùn jẹ awọn ọta didan, ati kikan kikan jẹ ti awọn igun; awọn ara funfun ṣe awọn ọta ti o dan, ati awọn ara dudu ṣe awọn ọta pẹlu oju ti o ni inira.

Ọna ti ohun elo kan tun ṣe ni ipa lori awọn ohun-ini ti ọrọ: ni awọn ipilẹ, awọn ọta wa ni isunmọ si ara wọn, ati ni awọn ara rirọ wọn wa ni alaimuṣinṣin. Itumọ ti awọn iwo ti Democritus ni alaye naa: "Ni otitọ, ofo ati awọn ọta nikan wa, ohun gbogbo miiran jẹ iruju."

Ni awọn ọgọrun ọdun nigbamii, awọn iwo ti Democritus ni idagbasoke nipasẹ awọn ọlọgbọn ti o tẹle, diẹ ninu awọn itọkasi tun wa ninu awọn iwe ti Plato. Epicurus - ọkan ninu awọn arọpo - paapaa gbagbọ pe awọn ọta wọn ni paapaa awọn paati kekere (“awọn patikulu alakọbẹrẹ”). Sibẹsibẹ, imọran atomistic ti iṣeto ti ọrọ ti sọnu si awọn eroja ti Aristotle. Bọtini naa-tẹlẹ lẹhinna-ni a rii ni iriri. Titi di awọn irinṣẹ lati jẹrisi aye ti awọn ọta, awọn iyipada ti awọn eroja ni a ṣe akiyesi ni irọrun.

Fun apẹẹrẹ: nigbati omi ba gbona (otutu ati ohun elo tutu), afẹfẹ gba (iṣan gbona ati tutu), ati ile ti o wa ni isalẹ ti ọkọ (tutu ati ojoriro gbigbẹ ti awọn nkan ti tuka ninu omi). Awọn ohun-ini ti o padanu - igbona ati gbigbẹ - ni a pese nipasẹ ina, eyiti o gbona ọkọ.

Iyatọ ati ibakan nọmba ti awọn ọta wọn tun tako awọn akiyesi, bi a ti ro pe awọn microbes jade “lati inu ohunkohun” titi di ọrundun XNUMXth. Awọn iwo ti Democritus ko pese ipilẹ eyikeyi fun awọn adanwo alchemical ti o ni ibatan si iyipada ti awọn irin. Ó tún ṣòro láti fojú inú wò ó àti láti kẹ́kọ̀ọ́ onírúurú onírúurú ọ̀nà àìlópin. Imọ ẹkọ alakọbẹrẹ dabi ẹnipe o rọrun pupọ ati diẹ sii ni idaniloju alaye ni ayika agbaye.

3. Aworan ti Robert Boyle (1627-1691) nipasẹ J. Kerseboom.

Isubu ati atunbi

Fun awọn ọgọrun ọdun, ẹkọ atomiki ti duro yato si imọ-jinlẹ akọkọ. Bibẹẹkọ, ko ku nikẹhin, awọn imọran rẹ wa laaye, de ọdọ awọn onimọ-jinlẹ Yuroopu ni irisi awọn itumọ imọ-jinlẹ Arabic ti awọn iwe atijọ. Pẹ̀lú ìdàgbàsókè ìmọ̀ ẹ̀dá ènìyàn, àwọn ìpìlẹ̀ ìpìlẹ̀ àbá èrò orí Aristotle bẹ̀rẹ̀ sí wó. Eto eto heliocentric ti Nicolaus Copernicus, awọn akiyesi akọkọ ti supernovae (Tycho de Brache) ti o dide lati ibikibi, wiwa awọn ofin ti iṣipopada ti awọn aye aye (Johannes Kepler) ati awọn oṣupa Jupiter (Galileo) tumọ si pe ni kẹrindilogun ati kẹtadinlogun. awọn ọgọrun ọdun, awọn eniyan dẹkun lati gbe labẹ ọrun laisi iyipada lati ibẹrẹ agbaye. Lori ilẹ, paapaa, ni opin awọn iwo Aristotle.

Awọn igbiyanju ọgọrun ọdun ti awọn alchemists ko mu awọn esi ti a reti - wọn kuna lati yi awọn irin lasan pada si wura. Awọn onimo ijinlẹ sayensi siwaju ati siwaju sii ni ibeere nipa aye ti awọn eroja funrararẹ, wọn si ranti ilana ti Democritus.

4. Idanwo ti 1654 pẹlu Magdeburg hemispheres ṣe afihan aye ti igbale ati titẹ oju aye (awọn ẹṣin 16 ko le fọ awọn agbegbe agbegbe ti o wa ni agbegbe eyiti a ti fa afẹfẹ jade!)

Robert Boyle ni ọdun 1661 funni ni itumọ ti o wulo ti nkan kemika kan gẹgẹbi nkan ti a ko le fọ lulẹ sinu awọn paati rẹ nipasẹ itupalẹ kemikali (3). O gbagbọ pe ọrọ naa ni awọn patikulu kekere, ti o lagbara ati ti a ko le pin ti o yatọ ni apẹrẹ ati iwọn. Ni apapọ, wọn ṣe awọn ohun elo ti awọn agbo ogun kemikali ti o jẹ nkan.

Boyle pe awọn patikulu kekere wọnyi ni corpuscles, tabi “corpuscles” (diminutive ti ọrọ Latin corpus = ara). Awọn iwo Boyle laiseaniani ni ipa nipasẹ kiikan ti fifa igbale (Otto von Guericke, 1650) ati ilọsiwaju ti awọn ifasoke pisitini fun titẹ afẹfẹ. Awọn aye ti igbale ati awọn seese ti yiyipada awọn ijinna (bi abajade ti funmorawon) laarin air patikulu jẹri ni ojurere ti awọn yii ti Democritus (4).

Onimọ-jinlẹ ti o tobi julọ ni akoko naa, Sir Isaac Newton, tun jẹ onimọ-jinlẹ atomiki kan. (5). Da lori awọn iwo ti Boyle, o fi siwaju kan ilewq nipa awọn seeli ti awọn ara sinu tobi formations. Dipo eto igba atijọ ti awọn eyelets ati awọn ìkọ, tying wọn jẹ - bawo ni miiran - nipasẹ agbara walẹ.

5. Aworan ti Sir Isaac Newton (1642-1727), nipasẹ G. Kneller.

Nitorinaa, Newton ṣe iṣọkan awọn ibaraenisọrọ ni gbogbo Agbaye - ipa kan ni iṣakoso mejeeji iṣipopada ti awọn aye-aye ati eto ti awọn paati ti o kere julọ ti ọrọ. Onimọ ijinle sayensi gbagbọ pe ina tun ni awọn corpuscles.

Loni a mọ pe o jẹ "idaji ọtun" - ọpọlọpọ awọn ibaraẹnisọrọ laarin itankalẹ ati ọrọ ni a ṣe alaye nipasẹ sisan ti awọn photons.

Kemistri wa sinu ere

Titi di opin opin ọrundun kẹrindilogun, awọn ọta jẹ ẹtọ ti awọn onimọ-jinlẹ. Bibẹẹkọ, o jẹ iyipada kemikali ti ipilẹṣẹ nipasẹ Antoine Lavoisier ti o jẹ ki imọran ti eto granular ti ọrọ ni gbogbogbo gba.

Awari ti awọn eka be ti atijọ eroja - omi ati air - nipari tako Aristotle ká yii. Ni opin ti awọn XNUMXth orundun, ofin ti itoju ti ibi-ati igbagbo ninu awọn aseise ti awọn iyipada ti awọn eroja tun ko fa atako. Awọn irẹjẹ ti di ohun elo boṣewa ni ile-iwosan kemikali.

6. John Dalton (1766-1844)

Ṣeun si lilo rẹ, a ṣe akiyesi pe awọn eroja darapọ pẹlu ara wọn, ti o ṣẹda awọn agbo ogun kemikali kan ni awọn iwọn ibi-itọju igbagbogbo (laibikita ti ipilẹṣẹ wọn - adayeba tabi ti a gba ni atọwọda - ati ọna ti iṣelọpọ).

Akiyesi yii ti di alaye ni irọrun ti a ba ro pe ọrọ naa ni awọn ẹya ti a ko le pin ti o jẹ odidi kan. awọn ọta. Eleda ti ero igbalode ti atomu, John Dalton (1766-1844) (6), tẹle ọna yii. Onimọ-jinlẹ kan ni ọdun 1808 sọ pe:

1. Awọn ọta jẹ ailagbara ati aile yipada (eyi, dajudaju, ṣe akoso iṣeeṣe ti awọn iyipada alchemical).
2. Gbogbo ọrọ jẹ ti awọn ọta ti a ko le pin.
3. Gbogbo awọn ọta ti ipin ti a fun jẹ kanna, iyẹn ni, wọn ni apẹrẹ kanna, ọpọ ati awọn ohun-ini. Sibẹsibẹ, awọn eroja oriṣiriṣi jẹ ti awọn ọta oriṣiriṣi.
4. Ninu awọn aati kemikali nikan ni ọna ti didapọ awọn ọta, lati eyiti a ti kọ awọn ohun elo ti awọn agbo ogun kemikali - ni awọn iwọn kan (7).

Awari miiran, ti o tun da lori ṣiṣe akiyesi ipa-ọna ti awọn iyipada kemikali, jẹ arosọ ti physicist Itali Amadeo Avogadro. Onimọ-jinlẹ wa si ipari pe awọn iwọn dogba ti awọn gaasi labẹ awọn ipo kanna (titẹ ati iwọn otutu) ni nọmba kanna ti awọn ohun elo. Awari yii jẹ ki o ṣee ṣe lati ṣeto awọn agbekalẹ ti ọpọlọpọ awọn agbo ogun kemikali ati pinnu awọn ọpọ eniyan awọn ọta.

7. Awọn aami atomiki ti Dalton lo (Eto Tuntun ti Imọye Kemikali, 1808)

8. Awọn ara Plato - awọn aami ti awọn ọta ti "eroja" atijọ (Wikipedia, onkowe: Maxim Pe)

Igba melo ni lati ge?

Awọn ifarahan ti ero ti atomu ni nkan ṣe pẹlu ibeere naa: "Ṣe opin si pipin ọrọ naa?". Fun apẹẹrẹ, jẹ ki a mu apple kan pẹlu iwọn ila opin ti 10 cm ati ọbẹ kan ki o bẹrẹ si ge eso naa. Ni akọkọ, ni idaji, lẹhinna idaji apple kan si awọn ẹya meji diẹ sii (ni afiwe si gige ti tẹlẹ), bbl Lẹhin awọn igba diẹ, dajudaju, a yoo pari, ṣugbọn ko si ohun ti o ṣe idiwọ fun wa lati tẹsiwaju idanwo ni oju inu ti atomu kan? Ẹgbẹrun, miliọnu kan, boya diẹ sii?

Lẹhin jijẹ apple ti ge wẹwẹ (ti o dun!), Jẹ ki a bẹrẹ awọn iṣiro (awọn ti o mọ imọran ti ilọsiwaju jiometirika yoo ni wahala diẹ). Pipin akọkọ yoo fun wa ni idaji awọn eso pẹlu sisanra ti 5 cm, gige ti o tẹle yoo fun wa ni ege kan pẹlu sisanra ti 2,5 cm, bbl ... 10 awọn ti o lu! Nitorinaa, “ọna” si agbaye ti awọn ọta ko gun.

*) Lo ọbẹ pẹlu abẹfẹlẹ tinrin ailopin. Ni otitọ, iru nkan bẹẹ ko si tẹlẹ, ṣugbọn niwon Albert Einstein ninu iwadi rẹ ṣe akiyesi awọn ọkọ oju-irin ti nlọ ni iyara ti ina, a tun gba wa laaye - fun awọn idi ti idanwo ero - lati ṣe iṣeduro ti o wa loke.

Platonic awọn ọta

Plato, ọkan ninu awọn ọkan ti o tobi julo ni igba atijọ, ṣe apejuwe awọn atomu ti awọn eroja ti o yẹ ki o wa ni kikọ ninu ibaraẹnisọrọ Timachos. Awọn idasile wọnyi ni irisi polyhedra deede (awọn ipilẹ Platonic). Nitorinaa, tetrahedron jẹ atomu ti ina (gẹgẹbi eyiti o kere julọ ati iyipada julọ), octahedron jẹ atomu ti afẹfẹ, ati icosahedron jẹ atomu omi (gbogbo awọn ipilẹ ni o ni awọn odi ti awọn igun mẹtẹẹta dọgba). Cube kan ti awọn onigun mẹrin jẹ atomu ti ilẹ, ati dodecahedron ti awọn pentagons jẹ atomu ti eroja ti o dara julọ - ether celestial (8).