Атом - основа Вселенной
творческая работа учащихся по химии (8 класс) по теме

Реферат

на тему «Атом — основа Вселенной»

Автор: Бабушкин Алексей Игоревич, ученик 8 Г класса

МБОУ СОШ № 3

ЯНАО, г. Ноябрьск, ул. Магистральная, 71

тел. 8(3496)42-30-88

2013

СОДЕРЖАНИЕ

                                                                                                                             Стр.

Введение                                                                                                                3

1. Открытие атома

1.1. Атомистика древних                                                                                      3

1.2. Демокрит, философ Древнего мира – первооткрыватель атома                5

1.3. Атом в эпоху Возрождения                                                                           7

2. Строение атома                                                                                                10

Заключение                                                                                                           16

Список использованной литературы                                                                  17

Введение

Современные понятия элемента, атома и простого вещества, молекулы как совокупности связанных между собой  атомов сформировались сравнительно недавно. Но атомистическая теория строения материи – учение о том, что все вещества состоят из мельчайших частиц, - прошла долгий и трудный путь.

Догадки древних, основанные лишь на размышлениях, в принципе, не так уж далеки от нынешних представлений: существуют определенные типы атомов (элементы), которые могут по-разному соединяться друг с другом, давая огромное разнообразие веществ с несхожими свойствами. Такое учение было величайшим достижением человеческого разума. Очень образно об этом сказал американский ученый физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это – атомная гипотеза (можно называть ее не гипотезой, а фактом, но это ничего не меняет): все тела состоят из атомов – маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому. В одной этой фразе…содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения».

1. Открытие атома

1. Атомистика древних

Вероятно, древнегреческие мыслители первыми высказали предположение о том, что материальный мир един, а поэтому познаваем. Фалес (около 625 – около 547 до н.э.), наблюдая за различными превращениями веществ, пришел к выводу, что все они являются разновидностями одного «первичного элемента» - начала всех веществ. Таким элементом Фалес считал воду.

Анаксимен (VI век до н.э.) называл первичным элементом воздух, Гераклит (VI – V века до н.э.) – огонь. Аристотель (384-322 до н.э.) развивал учение о четырех первоначалах – огне, воздухе, воде и земле.  Элементы он считал не материальными субстанциями, подобными обычной воде или земле, а лишь носителями определенных качеств, которыми наделены все тела. Эти качества – теплота, холод, сухость и влажность.

Группу греческих философов, придерживавшихся того взгляда, что существуют подобные крошечные неделимые частицы, называли атомистами.

С помощью атомистической теории древние философы пытались объяснить разнообразие форм материального мира. Например, логично было предположить, что существуют разные «сорта» атомов, отличающиеся размерами и формой. Все они могут какими-то способами сцепляться друг с другом. И это ключ к пониманию различий в свойствах веществ. Скомбинировав атомы иначе, как детали в конструкторе, можно одно вещество превратить в другое.

Греческий философ Эпикур  принял атомную теорию, и один из его последователей, римский поэт и философ Тит Лукреций Кар (I век до н.э.), изложил учение Эпикура в поэме «О природе вещей», благодаря которой оно и сохранилось для следующих поколений:

…значит, дробится вода

на такие мельчайшие части,

что недоступны они совершенно

для нашего глаза…

Ибо лежит за пределами нашего чувства.

вся природа начал. Поэтому раз недоступны

нашему зренью они, то от нас

и движенья их скрыты…

Нельзя не удивиться тому, что две тысячи лет тому назад люди, не имея научных приборов, додумались до столь тонких вещей, как существование атомов и их непрерывное движение, похожее на броуновское.

Аристотель, один из крупнейших ученых древности, атомистическую теорию не принимал, и его взгляды на философию и науку преобладали впоследствии в средневековом мышлении. Он показал, что неизбежное для учения об атомах понятие пустоты несет в себе логическое противоречие: ведь пустота – это «ничто», а как может быть то, чего не существует? Следовательно, пустоты в мире нет, это – абстракция, лишенная смысла. Природа не терпит пустоты. Атомистической теории как бы не существовало до самого конца эпохи Возрождения (два тысячелетия),  когда на смену чисто умозрительным философским рассуждениям пришел эксперимент.

2. Демокрит, философ Древнего мира – первооткрыватель атома

Иначе подошли к учению о строении материи Левкипп (V век до н.э.) и его ученик Демокрит. Поэтому, историю возникновения самых общих представлений об атоме обычно ведут со времен греческого философа Демокрита, много размышлявшего о наименьших частицах, на которые можно было бы поделить любое вещество.

Демокрита, как и других философов Древнего мира, всегда интересовал вопрос, что является первоосновой Вселенной: вода, огонь, воздух или все вместе взятое. Размышляя над первоосновой мира, он пришел к выводу, что ею являются мельчайшие неделимые частицы, которые он назвал атомами. Их великое множество. Весь мир состоит из них. Они соединяются, разъединяются. Он сделал это открытие путем логических рассуждений. И спустя две с лишним тысячи лет ученые нашего времени с помощью физических приборов доказал его правоту.

Его отец был зажиточным купцом в Абдерах – древнегреческом богатом торговом и культурном центре того времени. Он смог дать сыну хорошее образование. С ребенком занимались персидские мудрецы, греческие философы, поэты. Обучение составляло смысл его жизни. Когда умер отец, он стал наследником большого состояния и решил отправиться путешествовать, чтобы познакомиться с разными странами, изучать окружающий мир, людей, животных.

Демокрит побывал в Египте, Вавилоне, Персии, Индии, слушал в Афинах лекции пифагорейцев. На эти путешествия он потратил большие средства из оставленного ему наследства. Однако в Абдерах растрата наследства преследовалась по закону. Его вызвали в суд, ему грозило заточение. Но вместо защиты и объяснений своих «растратных» действий он стал зачитывать выдержки из своего произведения «Великий мирострой». Судьи заслушались. Чтение было настолько увлекательным, что люди приходили его слушать даже с улицы. Демокрит был не только полностью оправдан, но ему собрали еще денег для дальнейших исследований.

Демокрит стал популярен среди правящей аристократии, ему даже поручили властвовать в городе. Он вел странный образ жизни, уходил из города, посещал кладбища, разговаривал сам с собой, много читал, иногда без видимой причины смеялся. Люди его не понимали и многие даже боялись. Наблюдая за ним, горожане сочли его умалишенным и пригласили известного врача Гиппокрита для освидетельствования. После долгой беседы с Демокритом врач заявил, что этот «странный» человек абсолютно здоров. Просто он погружен в свои мысли и удивляется или радуется совершаемым им открытиям.

Традиционное для античных времен представление о первоначале мира Демокрита не устраивало. Он считал, что весь окружающий нас мир состоит из мельчайших частиц, которые нельзя заметить с помощью органов чувств. Эти частицы – предел мира, дальше они не делятся, поэтому он и назвал их атомами (по-гречески «неделимые»). Такая теория позволила ему дать объяснение разнообразие окружающего мира. Отсутствие атомов – это пустота. В пространстве атомы двигаются хаотично, они могут соединяться и разъединяться, и тогда мы наблюдаем создание или разрушение предметов.

К сожалению, большинство сочинений философа были утрачены, и многие его мысли, рассуждения дошли до нашего времени в воспоминаниях его учеников, последователей, а также критиков. Его главное учение об атомах оказало большое влияние на развитие философской и научной мысли, оно объясняло структуру материального мира, движение тел, их рождение и гибель.

Создатель современной атомной науки Нильс Бор говорил, что концепция Демокрита (деление мира на атомы) оказала влияние на его труды.

3. Атом в эпоху Возрождения

В эпоху Возрождения начались систематические исследования в областях, именуемых ныне химией и физикой, принесшие с собой новые догадки о природе «неделимых частиц». Р.Бойль (1627–1691) и Исаак Ньютон (1643–1727) исходили в своих рассуждениях из представления о существовании неделимых частиц вещества. Однако ни Бойлю, ни Ньютону не потребовалось детальной атомистической теории для объяснения интересовавших их явлений, и результаты проведенных ими экспериментов не сказали ничего нового о свойствах «атомов», попытки построить модель атома на основе представлений классической электродинамики и механики. В 1904 году появились публикации о строении атома, одни из которых принадлежали японскому физику Хантаро Нагаока, другие - английскому физику Д.Д. Томсону.

Нагаока представил строение атома аналогичным строению солнечной системы: роль Солнца играет положительно заряженная центральная часть атома, вокруг которой по установленным кольцеобразным орбитам движутся «планеты» - электроны. При незначительных смещениях электроны возбуждают электромагнитные волны. Он считал, что атом представляет собой электронейтральную систему шарообразной формы. Положительный заряд атома равномерно распределен по всему объему шара, а отрицательно заряженные электроны находятся внутри него.

Для объяснения линейчатых спектров испускания атомов Томсон пытался определить расположение электронов в атоме и рассчитать частоты их колебаний около положений равновесия. Однако эти попытки не увенчались успехом. Через несколько лет в опытах великого английского физика Э. Резерфорда было доказано, что модель Томсона неверна.

Эрнест Резерфорд (1871-1937) предложил следующую схему строения атома. В центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются  электроны. Возникающая при их вращении центробежная сила уравновешивается притяжением между ядром и электронами, вследствие чего они остаются на определенных расстояниях от ядра. Суммарный отрицательный заряд электронов численно равен положительному заряду ядра, так что атом в целом электронейтрален. Так как масса электронов ничтожно мала, то почти вся масса атома сосредоточена в его ядре. Наоборот, размер ядер чрезвычайно мал даже по сравнению с размером самих атомов. На долю ядра и электронов, число которых сравнительно невелико, приходится лишь ничтожная часть всего пространства,  занятого атомной системой.

В атоме Томсона положительное электричество «распределено» по сфере, в которую вкраплены электроны. В простейшем атоме водорода электрон находится в центре положительно заряженной сферы. В многоэлектронных атомах электроны располагаются по устойчивым конфигурациям, рассчитанным Томсоном. Томсон считал каждую такую конфигурацию определяющей химические свойства атомов. Он предпринял попытку теоретически объяснить периодическую систему элементов Д.И. Менделеева. Научные основы атомно-молекулярного учения были заложены позднее в работах русского учёного М.В. Ломоносова, французских химиков Л. Лавуазье и Ж. Пруста, английского химика Д. Дальтона, итальянского физика А. Авогадро и других исследователей.

Периодический закон Д.И. Менделеева показывает существование закономерной связи между всеми химическими элементами. Это говорит о том, что в основе всех атомов лежит нечто общее. До конца XIX века в химии царило убеждение, что атом есть наименьшая неделимая частица простого вещества. Считалось, что при всех химических превращениях разрушаются и создаются только молекулы, атомы же остаются неизменными и не могут дробиться на части. И, наконец, в конце XIX века были сделаны открытия, показавшие сложность строения атома и возможность превращения одних атомов в другие. Это послужило толчком к образованию и развитию нового раздела химии «Строение атома». Первым указанием на сложную структуру атома - были опыты по изучению катодных лучей, возникающих при электрическом разряде в сильно разреженных газах. Для наблюдения этих лучей из стеклянной трубки, в которую впаяны два металлических электрода, выкачивается по возможности весь воздух и затем пропускается сквозь нее ток высокого напряжения. При таких условиях от катода трубки перпендикулярно к его поверхности распространяются «невидимые» катодные лучи, вызывающие яркое зеленое свечение в том месте, куда они попадают. Катодные лучи обладают способностью приводить в движение. На их пути легко подвижные тела откланяются от своего первоначального пути в магнитном и электрическом поле (в последнем в сторону положительно заряженной пластины). Действие катодных лучей обнаруживается только внутри трубки, так как стекло для них непроницаемо. Изучение свойств катодных лучей привело к заключению, что они состоят из мельчайших частиц, несущих отрицательный заряд и летящих со скоростью, достигающей половины скорости света. Также удалось определить массу и величину их заряда. Масса каждой частицы равнялась 0,00055 углеродной частицы. Заряд равняется 1,602 на 10-19. Особенно замечательно, что масса частиц и величина их заряда не зависит ни от природы газа, остающегося в трубке, ни от вещества из которого сделаны электроды, ни от прочих условий опыта. Кроме того, катодные частицы известны только в заряженном состоянии и не могут существовать без своих зарядов, не могут быть превращены в электронейтральные частицы: электрический заряд составляет, самую сущность их природы. Эти частицы получили название электронов. В катодных трубках электроны отделяются от катода под влиянием электрического заряда. Но они могут возникать и вне всякой связи с электрическим зарядом. Так, например, при электронной эмиссии металлы испускают электроны; при фотоэффекте многие вещества также выбрасывают электроны. Выделение электронов самыми разнообразными веществами указывает на то, что эти частицы входят в состав всех атомов; следовательно, атомы являются сложными образованиями, построенными из более мелких «составных частей». Уподобление атома планетной системе делалось еще в конце IX века. Но эту модель было трудно совместить с моделями электродинамики, и она была оставлена, уступив место модели Томсона. Представления о строении атома радикально изменились в начале XX века под влиянием новых теоретических идей и экспериментальных данных.

2. Строение атома

Итак, до конца XIX в. в науке господствовало убеждение, что все физические тела состоят из очень маленьких частиц – молекул, не видимых глазу, но доступных наблюдению в мощный микроскоп. Однако сами молекулы состоят из еще более мелких частиц – атомов. Например, молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух водорода. Атомы, считалось в науке прошлых столетий, – последний предел делимости вещества. Они представляют собой простейшие, мельчайшие и неделимые частицы, которые лежат в основе любого физического тела. Кроме того, если они неделимы, значит, постоянны и неизменны. Само вещество может меняться или превращаться как угодно, благодаря всевозможным атомным взаимодействиям. Сами же атомы пребывают всегда в одном и том же состоянии. Будучи неделимой вечной мировой основой, они не могут распадаться на части, рождаться, исчезать, переходить в другие формы и так далее.

В самом конце XIX в. английский физик Джон Томсон открыл существование в атоме отрицательно заряженных частиц, которые получили название электроны. Поскольку атом в целом электрически нейтрален, то было сделано предположение, что помимо электронов в нем существуют также положительно заряженные частицы. Опыты английского физика Эрнеста Резерфорда привели его к выводу о том, что в любом атоме существует ядро – положительно заряженная частица, размер которой (10 см, или одна стомиллиардная часть миллиметра) очень мал по сравнению с размерами всего атома (10 см, или одна десятимиллионная часть миллиметра). Ядро меньше атома в 10 000 раз, но в нем почти полностью сосредоточена вся атомная масса. Кроме того, было обнаружено, что атомы одних элементов могут самопроизвольно превращаться в атомы других в результате ядерных излучений. Это явление, впервые открытое французским физиком Антуаном Анри Беккерелем, получило название радиоактивность (от лат. radiare – испускать лучи и activus – деятельный).

Эти открытия убедительно показали, что атомы – не простейшие, неделимые и неизменные частицы вещества, а сложные, делимые и способные к превращению микрообъекты, имеющие определенное устройство. Одним из первых попытался выяснить строение атома Эрнест Резерфорд. Поскольку атом вследствие своих малых размеров недоступен никакому непосредственному наблюдению (даже с помощью сложнейших приборов), то о его устройстве можно говорить только умозрительно, на свой страх и риск нарисовать его строение. Умозрительная картина или модель атома, описывающая его структуру (строение), предложенная Резерфордом, получила название планетарная. Нам хорошо известно, что наша Солнечная система состоит из огромного центра – Солнца и вращающихся на разных расстояниях вокруг него девяти планет, одной из которых является Земля. Причем размеры и масса каждой планеты ничтожно малы по сравнению с размером и массой Солнца, то есть почти все вещество Солнечной системы сосредоточено в нем. Между Солнцем и планетами действуют силы тяготения (взаимного притяжения), обеспечивающие равномерное и стройное движение планет вокруг общего центра. Резерфорд предположил, что строение атома сходно с устройством Солнечной системы: в центре его находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам движутся отрицательно заряженные электроны. Вместо сил тяготения, действующих в Солнечной системе, в атоме действуют электрические силы: положительный заряд атомного ядра уравновешивается суммой зарядов электронов, и поэтому атом электрически нейтрален. У Резерфорда получилось, что каждый атом – это целый сложно устроенный мир, только очень малых размеров.

Таким образом, открытия Резерфорда положили начало ядерной теории атома. Со времен Резерфорда физики узнали еще очень многие подробности о строении атомного ядра. Самым легким атомом является атом водорода (Н). Поскольку почти вся масса атома сосредоточена в ядре, естественно было бы предположить, что ядро атома водорода представляет собой элементарную частицу положительного электричества, которая была названа протоном от греческого слова «протос»,что означает«первый». Таким образом, протон обладает массой, практически равной массе атома водорода (точно 1,00728 углеродных единиц) и электрическим зарядом, равным +1 (если за единицу отрицательного электричества принять заряд электрона, равный -1,602*10Кл). Атомы других, более тяжелых элементов содержат ядра, обладающие большим зарядом и, очевидно, большей массой.

Измерения заряда ядер атомов показали, что заряд ядра атома в указанных условных единицах численно равен атомному, или порядковому, номеру элемента. Однако невозможно было допустить, так как последние, будучи одноименно заряженными, неизбежно отталкивались бы друг от друга и, следовательно, такие ядра оказались бы неустойчивыми. К тому же масса атомных ядер оказалась больше суммарной массы протонов, обуславливающих заряд ядер атомов соответствующих элементов, в два раза и более. Тогда было сделано предположение, что ядра атомов содержат протоны в числе, превышающем атомный номер элемента, а создающийся таким образом избыточный положительный заряд ядра компенсируется входящими в состав ядра электронами. Эти электроны, очевидно, должны удерживать в ядре взаимно отталкивающиеся протоны. Однако это предположение пришлось отвергнуть, так как невозможно было допустить совместное существование в компактном ядре тяжелых (протонов) и легких (электронов) частиц.

В 1932 г. Дж. Чедвик открыл элементарную частицу, не обладающую электрическим зарядом, в связи с чем она была названа нейтроном (от латинского слова neuter, что означает «ни тот, ни другой»). Нейтрон обладает массой, немного превышающей массу протона (точно 1,008665 углеродных единиц). Вслед за этим открытием Д. Д. Иваненко, Е. Н. Гапон и В. Гейзенберг, независимо друг от друга, предложили теорию состава атомных ядер, ставшую общепринятой. Согласно этой теории, ядра атомов всех элементов (за исключением водорода) состоят из протонов и нейтронов. Число протонов в ядре определяет значение его положительного заряда, а суммарное число протонов и нейтронов - значение его массы. Ядерные частицы - протоны и нейтроны - объединяются под общим названием нуклоны (от латинского слова nucleus, что означает «ядро»). Таким образом, число протонов в ядре соответствует атомному номеру элемента, а общее число нуклонов, поскольку масса атома в основном сосредоточена в ядре, - его массовому числу, т.е. округленной до целого числа его атомной массе А. Тогда число нейтронов а ядре N может быть найдено по разности между массовым числом и атомным номером:  N = A - Z . Таким образом, протонно-нейтронная теория позволила разрешить возникшие ранее противоречия в представлениях о составе атомных ядер и о его связи с порядковым номером и атомной массой.

Модель атома Резерфорда очень наглядно описывала его строение. Однако впоследствии она столкнулась со множеством противоречий, и стало понятно, что она не совсем подходит для объяснения атомного устройства. Вспомним теорию относительности Эйнштейна, согласно которой при значительном изменении масштабов (увеличении или уменьшении) изучаемых нами объектов принципы и законы, действующие в одних условиях, могут совершенно не действовать в других, правила одних областей реальности могут полностью противоречить правилам других. Если атом – столь малая величина, то почему бы не предположить, что для него существуют совершенно иные правила и законы, чем для нашего видимого макромира, что микромир строится абсолютно по другим принципам и все наши макропредставления бессильны что-либо описать или объяснить в микрообластях. Резерфордова модель атома, просто и наглядно говорившая о его устройстве, была родом из макромира, ведь она сравнивала его с Солнечной системой, использовала понятия ядра, центра, движущихся частиц - электронов, орбит движения (а это все макропонятия или макропредставления). Видимо, об атоме надо было говорить как-то иначе, неким другим, специфическим языком. Новую модель атома построил известный датский физик Нильс Бор.

По его представлениям электрон – это не столько точка или твердый шарик, движущийся вокруг атомного ядра, сколько некий сгусток энергии, как бы размазанный вокруг ядра, но не равномерно, а с большей или меньшей плотностью на разных участках. Кроме того, надо говорить не об орбите движения электрона, а о его стационарном (неизменном) состоянии, в котором он может находиться, не излучая энергии. Если же это положение меняется, то есть электрон как бы переходит из одного стационарного состояния в другое, то он излучает или поглощает порцию энергии. Как видим, модель, предложенная Бором, была более сложной и менее понятной, чем Резерфордова, но и она не смогла с успехом объяснить атомное строение, потому что во многом использовала макроязык и макропонятия. Выяснилось, что процессы, происходящие в атоме, в принципе невозможно представить в виде какой-либо механической модели по аналогии с событиями в макромире. Даже понятия пространства и времени в существующей в макромире форме оказались неподходящими для описания микрофизических явлений. Отказавшись полностью от понятного естественного языка и наглядных моделей при изучении микромира, наука все более стала пользоваться абстрактным языком математики. Атом усилиями физиков и химиков-теоретиков постепенно превращался в ненаблюдаемый набор уравнений.

К концу XIX в. наука установила два вида существования материи – вещество и поле, во всем отличные и противоположные (вещество обладает корпускулярными свойствами, а поле – волновыми). На рубеже XIX–XX вв. выяснилось, что два эти вида материи не исключают один другого. Как это ни удивительно, но одни и те же объекты могут характеризоваться и свойствами вещества, и свойствами поля одновременно, то есть иметь как корпускулярные, так и волновые качества. Известный немецкий физик Макс Планк, исследуя процессы теплового излучения, пришел к ошеломляющему выводу, что при излучении энергия отдается или поглощается не непрерывно и не в любых количествах, но небольшими и неделимыми порциями, которые он назвал квантами (от лат. quantum – сколько). Квант – это порция энергии. Вдумаемся в это определение. Его первая часть – порция – подразумевает нечто определенное, ограниченное, вещественное, имеющее некие размеры, то есть частицу, или корпускулу. Вторая часть – энергия – подразумевает нечто непрерывное, безразмерное, невещественное, то есть поле. Стало быть, квант – это такой объект физической реальности, в котором совпадают или одновременно представлены и вещество, и поле, – объект, отличающийся корпускулярно-волновым дуализмом.

Эйнштейн перенес идею о квантах на область света и создал новое учение о нем. Вспомним, что Ньютон считал свет потоком корпускул, Гюйгенс и Юнг рассматривали его как волны, а Фарадей и Максвелл – как колебания электромагнитного поля. Эйнштейн совместил все эти представления и создал теорию, по которой свет имеет корпускулярно-волновую природу. Он распространяется квантами, то есть энергетическими порциями, которые были названы фотонами (от греч. photos – свет). С одной стороны, фотон – именно порция энергии и поэтому является своего рода частицей, или корпускулой, а с другой – порция именно энергии и поэтому является своего рода волной. Свет, по Эйнштейну, – это поток энергетических зерен, световых квантов или своеобразный фотонный дождь. Представление Эйнштейна о световых квантах помогло понять и наглядно представить явление фотоэффекта, сущность которого заключается в выбивании электронов из вещества под действием световых волн (каждый электрон вырывается одним фотоном). Все это убедительно подтвердило идею Эйнштейна, что свет ведет себя не только как волна, но и как поток корпускул. В опытах по дифракции и интерференции проявляются его волновые свойства, а при фотоэффекте – корпускулярные. Фотонная теория Эйнштейна относится к наиболее экспериментально подтвержденным физическим теориям.

Идея о квантах была перенесена и на представления об атоме, в результате чего появилась специфическая дисциплина – квантовая механика – наука, описывающая процессы, происходящие в микромире. Одним из ее основных утверждений является мысль о том, что микрообъекты (электроны, например) обладают, подобно свету, корпускулярными и волновыми свойствами, и только при учете этой двойственности можно более или менее успешно получить общую картину микромира. Квантовая механика – сравнительно молодая научная дисциплина, ей около ста лет. Появившись в XX в., она уже достигла значительных результатов, но дальнейшие ее успехи, по всей видимости, впереди. Современная наука ждет от нее ответов на многие сложные вопросы, связанные не только с микромиром, но также касающиеся макро - и мегамиров, ведь три эти области существуют не изолированно, а представляют собой единую физическую реальность.

Заключение

Химия, как наука, должна была обрести новую «точку опоры». Ей предстояла революция. И она действительно произошла: открытие рентгеновских лучей (1895 г.), влияние радиоактивности (1896 г.); окончательное доказательство существование электрона как мельчайшей отрицательно заряженной материальной частицы (1897 г.); обнаружение благородных газов – элементов, неспособных, как тогда думали, вступать в химические взаимодействия (1894-1898 гг.); формулировку квантовой гипотезы (1900 г.). Эти открытия легли в основу современной атомистики – учения о строении и свойствах атома. Именно оно во многом и определило особенности развития химии в XX столетии.

Оказалось, что атом – сложная система, состоящая из ядра и определенным образом располагающихся вокруг него электронов. Оказалось, далее, что атомы «не вечны»: в процессе радиоактивного распада атомы одного элемента могут превращаться в атомы другого. Оказалось, наконец, что у одного и того же элемента существуют разновидности атомов – изотопы. Они отличаются по массам (из-за разного количества нейтронов в ядре), но имеют одинаковые химические свойства.

Периодический закон получил строгое физическое обоснование. Появились электронные теории химической связи (ионной и ковалентной). Были созданы методы рентгеноструктурного и рентгенофазового анализа, которые позволили проникнуть в глубины веществ. Гипотеза о квантах породила квантовую теорию строения атома, а позднее – квантовую механику.

В настоящее время электронная структура атомов в принципе получила свое объяснение, хотя свойства многоэлектронных атомов удается рассчитать лишь приближенно. Квантовая механика объясняет все известные свойства отдельных атомов. Активно изучается взаимодействие атомов, особенно в твердых телах.

В далёком прошлом философы Древней Греции предполагали, что вся материя едина, но приобретает те или иные свойства в зависимости от её «сущности». А сейчас, в наше время, благодаря великим учёным, мы точно знаем, из чего на самом деле она состоит.

Список использованной литературы

1. Сто великих людей, изменивших мир / Михаил Кубеев. – М.: Вече, 2010.
2. Энциклопедия для детей. Том 17. Химия / Глав. Ред. В.А. Володин.- М.: Аванта+, 2001.
3. Строение вещества /В.К. Васильев, А.Н. Шувалова.- Москва, «Наука», 1987.