mani24 29,665 اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ تولد یک دانشمند ارنست رادرفورد در 30 آگوست 1871 درحومه برايت واتر شهر نلسون واقع در ساحل‌شمالي جزيره جنوبي زلاندنو به دنيا آمد. اوچهارمين فرزند از دوازده فرزند جيمز و مارتارادرفورد نيوزلندي‌هاي نسل اول بود كه ازكودكي از اسكاتلند به زلاندنو آمده بودند.خانواده رادرفورد معتقد به مسيحيت و با فرهنگ‌و جدي در رفتن به كليسا بودند. آنها احساس‌خوشبختي مي‌كردند و اين خانواده پرجمعيت‌چهارده نفري در انجام كارهاي روزمره خانواده‌شركت مي‌كردند. پدر و مادر سعي در ارتقاي‌سطح علمي فرزندانشان داشتند. آنها عليرغم‌اينكه در كشاورزي فعاليت داشتند و ساعت‌هاي‌متمادي مجبور به كار در مزرعه خود بودند، دست‌از مطالعه كتب مذهبي و علمي برنمي‌داشتند. از اين رو ارنست نيز همچون والدينش به‌تحصيل علم علاقمند بود. عشق او به علم در اوان‌كودكي بروز كرد. در سن ده سالگي كتب علمي‌همچون خواندني‌هاي اوليه فيزيك و شيمي را كه‌تاليف معلمي به نام بالفور استوارت بود با علاقه وجديت مطالعه مي‌كرد. كتاب استوارت شبيه‌كتاب‌هاي خودآموز فيزيك امروزي بود كه درآن اصول اوليه و پايه‌اي فيزيك را با زبان ساده‌توضيح داده بود. ارنست نيز اين كتاب را بيش از15 بار مطالعه كرد و با اجسام ساده‌اي همچون‌شمع، سنگ، سكه و وسايل آشپزخانه مادرش‌آزمايش‌هاي اين كتاب را انجام داد. او در همان‌شهر به مدرسه رفت. 16 ساله بود كه نخستين بورس از بورس‌هاي‌تحصيلي متعدد در زندگي خود را دريافت كرد وتوانست در كالج كنتر بوري شهر كريست چرچ‌ثبت‌نام كند. او رشته تحصيلي اصلي خود رافيزيك و رياضيات انتخاب كرد و تحت نظر اساتيدباتجربه كالج به فراگيري اين علوم پرداخت. او در مدت 3 سال مدرك كارشناسي رياضي‌فيزيك گرفت و براي ارايه پايان نامه خود دومقاله مهم درباره فعاليت تشعشعي مواد در سال1895 نوشت كه مقالاتش مقام دوم را از آن‌خود كرد. يكي ديگر از جوايز او حق انتخاب‌موسسه آموزشي براي ارتقاي سطح علمي بود كه‌رادرفورد آزمايشگاه كاونديش در دانشگاه‌كمبريج لندن را برگزيد. اين آزمايشگاه به‌مديريت جي‌جي تامسون صاحب نظر پيشتازجهان در زمينه الكترو مغناطيس اداره مي‌شد. اين‌فرد صاحب‌نام تاثير زيادي در روند پيشرفت‌ارنست داشت و او را حمايت و تشويق كرد. اکتشافات علمی ارنست در دوران تحصيل خود با اكتشافات‌مهمي از جمله كشف اشعه ايكس توسط ويلهم‌كنراد رونتگن فيزيكدان آلماني روبه‌رو شد وهمين كشف‌ها در زندگي علمي او تاثير زيادي‌گذاشت. كشف مهم ديگر درباره تحقيقات هانري بكرل‌دانشمند فرانسوي بود كه تاثير نور مرئي و سنگ‌معدن اورانيوم برروي فيلم عكاسي را فهميد. رادرفورد در سال 1895 كار جدي خود رادر آزمايشگاه كاونديش آغاز كرد و راديواكتيويته‌ناهمانند را مورد شناسايي قرار داد. او اولين‌اشعه‌اي كه بار الكتريكي مثبت داشت و به سهولت‌در مواد جذب مي‌شد را اشعه آلفا ناميد و اشعه‌دوم با بار الكتريكي منفي را اشعه بتا نام گذاشت او اشعه سومي را هم يافت كه شبيه پرتوهاي‌ايكس بود. رادرفورد طي شبانه روز فقط 3ساعت مي‌خوابيد و تمام ساعات شب و روز را درآزمايشگاه مي‌گذراند حتي وقت استحمام كردن‌هم نداشت. او در نهايت اظهار كرد كه راديوم تنهاعنصر از گروه عناصر حاصل از فعاليت تشعشعي‌اورانيوم است. رادرفورد در سال 1903 مفتخر به عضويت‌انجمن سلطنتي لندن شد و يك سال بعد كتابي درزمينه (فعاليت تشعشعي) نوشت. امروزه اين كتاب‌جزو كتب كلاسيك مي‌باشد. رادرفورد به شهرت رسيده بود و از سوي‌چندين دانشگاه هندي كرسي‌هاي زيادي به وي‌پيشنهاد شد. او تصميم گرفت در دانشگاه منچسترمشغول به كار شود. ارنست در اين دانشگاه استادعده‌اي از دانشجوياني بود كه درباره ساختار اتم‌تحقيق مي‌كردند رادرفورد در سال 1907 تلاش‌و كوشش زيادي جهت شناخت ساختار اتم داشت‌لذا از سوي دانشگاه چندين نشان و جايزه‌دريافت كرد و در همان سال مفتخر به دريافت‌جايزه نوبل در رشته شيمي شد. به گفته رادرفورد،سال 1907 اوج شكوفايي شهرت و موفقيت وي‌بوده است. بزرگترين نتيجه كاري رادرفورد كشف ساختارهسته اتم بود. او تا آن زمان تصور مي‌كرد اتم‌جسمي سخت و قرمز است اما با تحقيق و بررسي‌فهميد كه اتم متشكل از ذرات بي‌شمار مي‌باشد كه‌هر ذره اسراري را در دل دارد. مدل اتمی رادرفورد قبل از رادرفورد چند دانشمند درباره ساختاراتم تحقيقاتي انجام داده بودند اما رادرفورد به‌همه نظريه‌ها جامه عمل پوشاند و آنها كامل نمود. او معتقد بود كه يك هسته در مركز اتم وجوددارد. بيشترين جرم و تمام بار مثبت اتم در هسته‌متمركز است. هسته شامل پروتون‌ها ونوترون‌هايي است كه هم جرم هسته را دربردارند و هم بار هسته ناشي از پروتون‌هاي آن‌است. او بر اين ايده بود كه هسته درون اتم‌داراي بار مثبت است كه توسط الكترون‌هامحاصره شده و به خاطر وجود فضاي خالي زياددرون اتم حجمش كم مي‌باشد. رادرفورد اين‌فيزيكدان بزرگ و آزمايشگري كه به پشتكاري اوتاكنون فردي نيامده است نام پدر انرژي هسته‌اي‌را به نام خود ثبت كرد. رادرفورد با كشف هسته اتم راه را براي‌دانشمندان آينده خود هموار كرد. دانشمندان با توجه به مجموعه آزمايش‌هاي‌رادرفورد به اين نتيجه رسيدند كه اتمها برخلاف‌نامشان از اجزاي كوچكتري هم تشكيل شده‌اندرادرفورد از سوي انجمن سلطنتي انگلستان به‌لقب لرد رادرفورد نايل شد. در حقيقت بعد از اينكه رادرفورد ماهيت‌تشعشع راديواكتيو را كشف كرد دانشمندان پي‌بردند كه راديواكتيويته به علت متلاشي شدن‌خود به خود هسته‌هاي سنگين و تبديل آنها به‌هسته‌هاي سبك‌تر است. در ميان اين تبديل وتحول ذرات آلفا، بتا و گاما ساطع مي‌شود و به‌دنبال آن ماهيت آن تغيير مي‌كند. رادرفورد ازاين طريق توانست نيمه عمر را معنا بخشد وي سهم‌زيادي در شناخت اتم همچنين انرژي هسته‌اي‌دارد كه امروزه از آن در جوامع جهان به وفور ازآن ياد مي‌شود. در واقع رادرفورد اسرار ناگفته‌اتم را براي همگان گشود و كشف كرد. زندگی شخصی رادرفورد ارنست رادرفورد همه اوقات زندگي خود رادر راه كشف‌هاي علمي خود گذاشت و به ازدواج‌و تشكيل خانواده فكر نكرد. روزهاي متمادي در آزمايشگاهش مشغول‌تحقيق بر روي ذرات اتم بود و يا كتاب و مقاله‌مي‌نوشت. هفته‌ها پي در پي مي‌گذشت و حتي‌يك بار به بيرون از آزمايشگاه پا نمي‌گذاشت و نورخورشيد را نمي‌ديد. از اين رو هيچگاه به داشتن‌يك زندگي مشترك فكر نكرد. او خودش را وقف‌علم فيزيك و شيمي كرده بود و در آن غرق شده‌بود. در سال‌هاي اوليه‌اي كه نظريه خود را در زمينه‌هسته اتم ارايه كرد هوادار چنداني نداشت. اماكم‌كم توانست ايده‌اش را به همگان بقبولاند ومورد اعتماد واقع شود. يكي از همكاران و شاگردانش، فردريك‌سودي در دانشگاه مك گيل بود كه با كمك و ياري‌رادرفورد كاشف ايزوتوپ‌ها شد. اوتوهان‌آلماني يكي ديگر از شاگردان وي بود كه 30 سال‌بعد با شكاف اورانيوم و اظهار اينكه در هر اتم‌همواره انرژي وجود دارد، استاد خود را مبهوت‌كرد.ارنست رادرفورد در سال 1927درگذشت. 3 نقل قول لینک به دیدگاه
mani24 29,665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ مدل اتمی رادرفورد رادرفورد با انجام آزمایشی ، مدل اتمی تامسون را رد کرد . او در آزمایش خود ، پرتو آلفا را ، که دارای بار الکتریکی منفی است ، به ورقه نازک طلا گسیل داد ، بر اثر این برخورد ، بخش عظیمی از پرتو از ورقه عبور کرد ، اما قسمت ناچیزی از آن ، بر اثر بر خورد، منعکس و یا منحرف شد . وی با تکیه بر این استنتاج ، مدل اتمی خود را در صحنه رقابت مطرح ساخت . بخش عظیمی از فضا اتم خالی است و به همین دلیل بخش عظیمی از پرتو آلفا بدون انحراف از اتم عبور می کند ، اما قسمت ناچیزی از اتم توپر و متراکم است که دارای بار الکتریکی مثبت است و هنگامی که پرتو آلفا به آن برخورد می کند منعکس می شود و یا هنگامی که از نزدیکی آن عبور می کند منحرف می شود در اطراف این منطقه توپر "هسته اتم" الکترون ها پراکنده شده اند . و علت آنکه چرا هنگامی که پرتو آلفا از فضای اطراف هسته عبور می کند و از کنار الکترون ها بدون هیچ انحرافی به مسیر خود ادامه می دهد آن است که در یک اتم اندازه بارالکتریکی مثبت هسته با مجموع اندازه بار الکتریکی منفی الکترون های اطراف آن برابر است . پس مطابق مدل اتمی رادرفورد ، اتم از هسته که دارای بار الکتریکی مثبت است و در مرکز اتم قرار دارد و همچنین الکترون که در اطراف هسته قرار دارد، تشکیل شده است . با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد این سوال برای دانشمندان پیش آمد که طیف نشری خطی اتم عناصر ، حاصل از چیست ؟ معمای جدید در طراحی مدل اتمی ، باعث شد که دانشمندان دست به تحقیقات و آزمایش های گسترده بزنند . 3 نقل قول لینک به دیدگاه
mani24 29,665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ مدل بور با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد این سوال برای دانشمندان پیش آمد ، که طیف نشری خطی اتم عناصر ، حاصل از چیست ؟ در این هنگام نیلس بور با پذیرفتن مدل اتمی رادرفورد چنین پیشنهاد داد که الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی قرار دارند و در این سطوح به دور هسته اتم در حال چرخیدن هستند . انرژی الکترون هایی که در سطوح انرژی پایین تر به هسته نزدیک تر هستند ، نسبت به الکترون هایی که از هسته دورند ، انرژی کمتری دارند . پس برای انتقال الکترون از سطح انرژی پایین به سطح انرژی بالا ، باید انرژی معادل اختلاف انرژی بین آن دو سطح ، را به آن الکترون بدهیم . پس انرژی الکترون ها در یک اتم کوانتیده است . مدل اتمی بور توانست به ما نشان دهد که طیف نشر خطی که از اتم عناصر گسیل می شود ، بر اثر انتقال الکترون ها از سطوح انرژی بالا به سطوح انرژی پایین است ، که در این انتقال انرژی الکترون کاهش و به صورت نور و گرما آزاد می شود. که اگر این نور آزاد شده را از منشور عبور دهیم طیف نشری آن مشخص می شود . بور ، بیشتر مدل اتمی خود را بر اساس آزمایش هایی که با اتم های هیدروژن و هیلیم انجام داده بود مطرح می ساخت به همین دلیل مدل اتمی او ( که به مدل منظومه شمسی معروف است ) برای اتم های سنگینی مانند اورانیم ، آهن و ... صدق نمی کرد. در این هنگام مدل اتمی کوانتمی (یا ابر الکترونی ) به همکاری بسیاری از دانشمندان به در عرصه رقابت مطرح شد . از جمله دانشمندانی که در این مدل اتمی سهم چشمگیری داشتند ، هایزنبگ ، پلانک و شرودینگر را می توان نام برد . البته انیشتین با ارائه فرمول های خود نیز توانست به این مدل اتمی کمک کند. 3 نقل قول لینک به دیدگاه
mani24 29,665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ مدل اتمی کوانتمی طبق این مدل اتمی اتم از هسته و الکترون تشکیل شده است ، که هسته در مرکز اتم قرار دارد و الکترون ها در اطراف هسته اتم در سطوح انرژی مشخصی حرکت می کنند ( در اینجا باید توجه داشت که همه الکترون ها به دور هسته نمی چرخند بلکه در اطراف آن در حال حرکت هستند ) ، اما تعیین دقیق مکان (موضع ) و سرعت ( نوع حرکت ) الکترون ها به طور هم زمان و در یک لحظه امکان پذیر نیست . الکترون ها در اطراف هسته اتم در فضای مشخصی حرکت می کنند ، که به این فضای اطراف اتم که بیشترین احتمال وجود اتم را دارد ، اوربیتال می گویند . اوربیتال ها در واقع تراز انرژی الکترون ها را مشخص می کنند . هر کدام از این اوربیتال ها به چند زیر لایه تقسیم می شوند که الکترون های زیر لایه های یک اوربیتال ، دارای انرژی یکسانی هستند . در مدل اتمی کوانتمی ، تجسم اتم بسیار مشکل است . به همین دلیل بعضی از افراد برای مطالعه دگرگونی های اتم در یک واکنش از مدل اتمی بور استفاده می کنند . البته مدل کوانتمی را در صفحه های سه بعدی (رایانه ) نشان می دهند . ورنر هایزنبرگ ، دانشمند آلمانی ، خاطر نشان ساخت که تعیین دقیق الکترون ( موضع ومکان آن ) و همچنین اندازه سرعت آن (نوع حرکت ) در یک لحظه امکان پذیر نیست . برای دیدن جسمی وهمچنین تشخیص محل آن کافیست یک فوتون را به سطح آن گسیل کنیم و با انعکاس آن فوتون از سطح و بازگشتش به حسگر های مجازی یا حقیقی ( چشم یا هر نوع حسگر مجازی که رادار ها را دریافت می کند ) ، موقعیت آن جسم را بازگو می کند . طبق قوانین پلانک در مورد امواج ، فوتون دارای طول موج و همچنین انرژی می باشد ، به همین دلیل هنگامی که به سطح جسم برخورد می کند ، مقداری از انرژی خود را به سطح جسم مقابل منتقل می کند . اما ممکن است تاثیری بر آن نداشته باشد . ( مانند برخورد نور به سطح آینه وانعکاس آن ) اما اگر بخواهیم موقعیت یا جایگاه احتمالی الکترون ها را در اطراف هسته اتم بیابیم و یک فوتون به الکترون بتابانیم ، الکترون با دریافت مقداری انرژی از فوتون ، سرعتش افزایش می یابد ، و در نتیجه می توانیم از جایگاه و محل حرکت الکترون مطلع شویم ، اما نمی توانیم از حرکت و سرعت آن سخنی بگوییم و اگر با انجام آزمایش هایی (از جمله استفاده از میدان مغناطیسی ) بتوانیم سرعت الکترون را ثبت کنیم ، در اینجا نمی توانیم به طور دقیق محل حرکت الکترون را مشخص کنیم . این بیان به عنوان عدم قطعیت هایزنبرگ شناخته شده است . پس ما در واقع اشکال اوربیتال ها را بر اساس امواجی که از الکترون ها ساطع می شود ، مجسم می کنیم . منبع : رشد 3 نقل قول لینک به دیدگاه
mani24 29,665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ نظریه اتمی دالتون (Dalton Atomic Theory) دانشمندان بسیاری معتقد بودند که مادهجان دالتون از این هم پیش رفت او طرحی برای نظریه اتمی بوجود آورد که توانست قوانین تغییر شیمیایی را توضیح دهد و با نسبت دادن جرمهای نسبی به اتمهای عناصر گوناگون به مفهوم نظریه اتمی صورت کمی داد. نخستین نظریه اتمی را به طور معمول از آن یونانیان باستان می‌دانند. نظریه اتمی لوسیپوس و دموکریتوس ( قرن پنجم ق . م ) مدعی آن است که تقسیم پی در پی ماده در نهایت به اتمهایی می‌رسد که امکان تقسیم بیشتر ندارد. ارسطو ( قرن چهارم ق.م ) نظریه اتمی را نپذیرفت. او باور نداشت که بطور فرضی ماده بی‌پایان به ذرات کوچکتر تقسیم میشود. نظریه‌های یونانیان باستان به بر عمل و آزمایش طراحی شده بلکه بر اندیشه مجرد استوار بود و تقریبا دو هزار سال بصورت اندیشه باقی ماند. رابرت بویل و ایزاک نیوتون وجود اتمها را پذیرفتند. اما جان دالتون نظریه اتمی را به گونه‌ای طرح کرد که شاخص برجسته‌ای در تاریخ شیمی شد. اصول موضوع نظریه دالتون عناصر از ذرات بی‌نهایت کوچکی که اتم نامیده میشوند، ترکیب یافته‌اند. تمام اتمهای یک عنصر ، یکسان و اتمهای عناصر گوناگون متفاوت‌اند. در واکنشهای شیمیایی اتمها از هم جدا میشوند و بهم می‌پیوندند. در این واکنشها هیچ اتمی ایجاد نمی‌شود یا از میان نمی‌رود ، و هیچ اتمی از یک عنصر به اتم عنصر دیگر تبدیل نمی‌شود. یک ماده مرکب شیمیایی حاصل ترکیب اتمهای دو یا چند عنصر است. یک ماده مرکب معین از اتمهایی ترکیب یافته است که همواره نوع و نسبت آنها ثابت است. نتایج نظریه اتمی دالتون دالتون نظریه خود را از دو قانون مربوط به تغییرات شیمیایی ارائه داد: قانون بقای جرم :در جریان یک واکنش شیمیایی جرم تغییر محسوسی نمی‌کند. اصل دوم نظریه دالتون این قانون را توضیح می‌دهد. قانون نسبتهای معین :یک ماده مرکب خالص ، همواره شامل عناصر معینی است که با نسبت جرمی معین ترکیب میشوند اصل سوم نظریه دالتون این قانون را توضیح می‌دهد. 3 نقل قول لینک به دیدگاه
mani24 29,665 مالک اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ ساده‌ترین اتم ساده‌ترین اتم ، اتم هیدروژن است که عدد اتمی یک دارد و دارای یک پروتون و یک الکترون می‌باشد. این اتم در بررسی موضوعات علمی ، خصوصا در اوایل شکل‌گیری نظریه ی کوانتیم ، بسیار مورد علاقه بوده است. واکنش شیمیایی اتمها واکنش شیمیایی اتمها بطور عمده‌ای وابسته به اثرات متقابل میان الکترونهای آن می‌باشد. خصوصا الکترون‌هایی که در خارجی‌ترین لایه اتمی قرار دارند، به نام الکترونهای ظرفیتی ، بیشترین اثر را در واکنشهای شیمیایی نشان می‌دهند. الکترونهای مرکزی (یعنی آنهایی که در لایه خارجی نیستند) نیز موثر می‌باشند، ولی بعلت وجود بار مثبت هسته اتمی ، نقش ثانوی دارند. پیوند میان اتمها اتمها تمایل زیادی به تکمیل لایه الکترونی خارجی خود و (یا تخلیه کامل آن) دارند. لایه خارجی هیدروژن و هلیم جای دو الکترون و در همه اتمهای دیگر طرفیت هشت الکترون را دارند. این عمل با استفاده مشترک از الکترونهای اتمهای مجاور و یا با جدا کردن کامل الکترونها از اتمهای دیگر فراهم میشود. هنگامیکه الکترونها در مشارکت اتمها قرار می گیرند، یک پیوند کووالانسی میان دو اتم تشکیل می‌گردد. پیوندهای کووالانسی قویترین نوع پیوندهای اتمی می‌باشند. یون هنگامیکه بوسیله اتم ، یک یا چند الکترون از یک اتم دیگر جدا می‌گردد، یون‌ها ایجاد میشوند. یون‌ها اتمهایی هستند که بعلت عدم تساوی تعداد پروتو ن‌ها و الکترونها ، دارای بار الکتریکی ویژه میشوند. یون‌هایی که الکترونها را برمی‌دارند، آنیون (anion) نامیده شده و بار منفی دارند. اتمی که الکترونها را از دست می‌دهد کاتیون (cation) نامیده شده و بار مثبت دارد. پیوند یونی کاتیون‌ها و آنیون‌ها بعلت نیروی کولمبیک (coulombic) میان بارهای مثبت و منفی ، یکدیگر را جذب می‌نمایند. این جذب پیوند یونی نامیده میشود و از پیوند کووالانسی ضعیفتر است. مرز مابین انواع پیوندها همانطور که بیان گردید، پیوند کوالانسی در حالتی ایجاد میشود که در آن الکترونها بطور یکسان میان اتمها به اشتراک گذارده میشوند، درحالیکه پیوند یونی در حالی ایجاد می‌گردد که الکترونها کاملا در انحصار آنیون قرار می‌گیرند. بجز در موارد محدودی از حالتهای خیلی نادر ، هیچکدام از این توصیف‌ها کاملا دقیق نیست. در بیشتر موارد پیوندهای کووالانسی ، الکترونها بطور نامساوی به اشتراک گذارده میشوند، بطوریکه زمان بیشتری را صرف گردش بدور اتمهای با بار الکتریکی منفی‌تر می‌کنند که منجر به ایجاد پیوند کووالانسی با بعضی از خواص یونی می‌گردد. بطور مشابهی ، در پیوندهای یونی ، الکترونها اغلب در مقاطع کوچکی از زمان بدور اتم با بار الکتریکی مثبت‌تر می‌چرخند که باعث ایجاد بعضی از خواص کووالانسی در پیوند یونی می‌گردد. منبع: شیمی الی 3 نقل قول لینک به دیدگاه
azarafrooz 14,221 اشتراک گذاری ارسال شده در 17 آذر، ۱۳۹۱ ممنونم مفید هست :hapydancsmil: 1 نقل قول لینک به دیدگاه
ارسال های توصیه شده
به گفتگو بپیوندید
هم اکنون می توانید مطلب خود را ارسال نمایید و بعداً ثبت نام کنید. اگر حساب کاربری دارید، برای ارسال با حساب کاربری خود اکنون وارد شوید .