Element atomlarınıń spektrleri. Mozli nızamı

Element atomlarınıń spektrleri. Mozli nızamı.
Joba
1. Radioaktivlik
2. Atom dúzilisiniń planetar modeli
3. Atomlardıń elektron formo'lalari

Atom-ximiyalıq elementtiń kishi bólekshesi bolıp, uzida elementtiń málim ózgesheliklerin sáwlelengenlestirgen boladı. Atom erkin yamasa birikpe xolatida boladı. XX ásir baslarınasha atom elementtıń aqırǵı bulinish dárejesi dep kelindi. Bunday qıyallardıń bir tárepleme hám shegaralanbaǵanlıǵın ayırım ilimpazlar tushunar edi. Mısalı XIX ásirdiń basında Moskva Mámleket universitetiniń professorı G. M. Pavlov atomning dúzilisi quramalı, onıń dúzilisinde teris hám oń elektr zaryadı qatnasadı, degen pikirdi ilgeri surdi. Ulug orıs alımı A. M. Butlerov 1886 jılda kuyidagicha jazǵan edi: " Házirgi waqıtta birpara elementlerdiń " atomlar" dep atalatuǵın bóleksheleri, túp moxiyati menen aytqanda, bálki ximiyalıq yul menen bulinish ózgeshelikine iye esaplanadı, yaǵnıy olar uz tábiyaatı jixatidan bulinmaydigan bóleksheler bolmay, bálki házirgi bizge málim bolǵan qurallar menengine ajıratıp bolmaytuǵın bóleksheler bolıp tabıladı hám... keyin barıp jańalıq ashiletuǵın prosesslarda ajıratıw múmkin boladı. "

XX ásir basında katod nurlarınıń tábiyaatın fotoeffekt hám termoemissiya, elektroliz, radioaktivlikti urǵanıw hám basqa jumıslar menen atom dúzilisiniń quramalı, diskret dúzilgenligi tastıyıqlandi. Atomning ishki dúzilisin bir-birinen massaları, ulchamlari, zaryadı, jasaw waqtı menen parıq etetuǵın mayda bóleksheler quraydı. Bul bóleksheler elementar bóleksheler dep ataladı. Házirgi waqıtta bunday bólekshelerden 200 ge jaqinı málim. Katod nurları. Atomning quramalılıǵın tasdiklovchi dáslepki tájiriybe maǵlıwmatın 1879 jılda, siyreklestirilgen gazlarda elektr razryadı payda bolıw xodisasini tekseriw nátiyjesinde kulga kirgizildi. Eger ishindegi xavosi jıljıtıp alınǵan shıyshe nayning bir uchiga katod, ekinshi uchiga anod kepserlenip oǵan joqarı chastotalı tok ulansa, katoddan nur tarkala baslaydı. Bul nurlar katod nurları dep ataladı. Elektr hám magnit maydanında bul nurlar dáslepki jónelisten oń kutbga ogadi.

Katod nurlari.

Elektron elementar zarracha bo'lib, u ye-xarfi bilan belgilanadi. Uning massasi me=9.1*10-28 ga yoki 5.49*10-4 u.b ga teng. Bu esa vodorod atomining 1/1836 birlik qismidir. Uning zaryadi e=4.8*10-10 el. birlik yoki 1.6*10-19 kulonga, radiusi r=2.8*10-13 sm, tezligi V=150000 km/sek ga tengdir. Rentgen nurlari. 1895 yilda nemis olimi Rentgen shishaning katod nurlari ostida shu'lalanishini tekshirar ekan, nurlanishning yangi turini -X- nurlarni kashf etdi. Bu nurlar keyinchalik rentgen nurlari deb ataldi. Rentgen nurlari elektr va magnit maydonida uz yo'nalishini uzgartirmaydi, demak, ular elektroneytral zarrachalardir. Rentgen nurlarining asosiy xossalaridan biri - karton, yogoch, mato va inson organizmidan, yengil metall plastinkalardan utib ketadi. Ular faqat og'ir metallarda yaxshi ushlanib koladi. Bu xam atomning murakkab tuzilganligini aniq isbotlab berdi. RADIOAKTIVLIK
1896 yilda Fransuz olimi Bekkerel uranning va uran birikmalarining kuzga kurinmas nurlar chikarishini va ular odatdagi nurlarni utkazmaydigan kora kogozdan fotoplastinkaga utib ta'sir etishi natijasida xavoni ionlanishini aniqladi. Bu xodisani urganishni Fransuz olimlari Pyer va Mariya Kyurilar davom ettirdilar va 1896 yilda atom massalari 226 va 210 ga teng bo'lgan, ikki yangi element Radiy (Ra) va Poloniy (Ro) ni kashf etdilar. M.S.Kyuri taklifiga binoan moddalarning uz-uzidan nur tarkatish xodisasi radioaktivlik deb, bunday xodisaga ega bo'lgan moddalar esa radioaktiv moddalar deb nomlandi. Radioaktiv nurlar moddalarni (masalan, suv, vodorod xlorid va xokazo) xamda tirik tukimalarni parchalaydi, lekin oz mikdori usimliklar usishiga kumaklashadi. Radioaktiv nurlar, nurlardan tashkil topgan. Masalan, usti teshik kurgoshin idishga radioaktiv preparatni joylashtirib, teshik karshisiga fotoplastinka urnatsak, plastinkada kora doglar paydo bo'ladi.
Bu esa radioaktiv preparatdan kandaydir nurlar tarkalayotganligini isbotlaydi (2-rasm). Agar bu nurlar yuliga magnit yoki elektr maydonini kiritsak fotoplyonkada uch xil dog paydo bo'ladi, bu esa uch xil nur tarkalayotganligini kursatadi. 2-rasmdan kurinadiki, elektr va magnit maydonida nurlarning bir okimi (nurlar) manfiy kutbga, ikkinchi okimi (nurlar) musbat kutbga buriladi, uchinchi okimi nurlar esa uz yo'nalishini uzgartirmaydi.  - nurlar musbat zaryadli zarrachalar okimi bo'lib, ularning zaryadi elektron zaryadidan ikki marta ortik. Bu zaryadning massasi 4 u.b.ga teng.  -zarracha musbat zaryadlangan geliy ioni ekanligi 1909 yilda isbotlandi. U material maydon xarakatida elektron kabul qilib, geliy atomiga aylanadi. 2-rasm. Radioaktiv moddadan chikayotgan nurlarning ajralishi.  - nurlar katod nurlari kabi, elektronlardan iborat. Bu nurlarning tezligi 300 ming km/sek ga yaqin.  - nurlar rentgen nurlari kabi elektroneytraldir, lekin ularning tulkin uzunligi rentgen nurlarinikidan xam kichik. Radioaktiv elementlar uzidan -, -, -nurlarni tarkatishi, ya'ni radioaktiv yemirilishi natijasida yangi elementlar xosil bo'ladi.
Masalan:

Xosil bo'lgan radon elementi uz navbatida - nurlar tarkatishi natijasida atom massasi 218 ga teng bo'lgan, kimyoviy xossalari jixatidan poloniy elementiga o'xshash yangi radiy A elementi xosil qiladi: Poloniy xam radioaktiv element, u uz navbatida nur tarkatib yangi radioaktiv element xosil qiladi va bunday radioaktiv yemirilish radioaktiv bulmagan element xosil bulguncha davom etadi. Biror radioaktiv elementning ikkinchi bir radioaktiv elementga utish qatori radioaktiv yemirilish qatori deyiladi. Xozirgi vaqtda 3ta tabiiy radioaktiv yemirilish qatori ma'lum va uchala qator xam radioaktiv bulmagan kurgoshin elementi bilan tugaydi.

I. Qator - atom massasi 235 ga teng bo'lgan aktiniy uran qatori. Bu qator 7 ta  va 4ta  - nur tarkatib, massasi 207 ga teng bo'lgan barkaror kurgoshin elementini xosil qiladi. II. Qator - atom massasi 238 teng bo'lgan uran qatori. Bu qator uzidan 8 ta - va 6ta  - nur tarkatib, atom masasi 206 ga teng bo'lgan kurgoshin elementini xosil qiladi. III. Qator - atom massasi 232 ga teng bo'lgan toriy qatori. Bu qator uzidan 6 ta - va 4ta  - nur tarkatib atom massasi 208 ga teng bo'lgan barkaror kurgoshin elementini xosil qiladi. Agar radioaktiv element  - nur tarkatsa, uning yadro zaryadi ikkita va massasi 4 uglerod birlikka kamayib, element davriy sistemada ikki xona chapga siljiydi. Masalan: Agar radioaktiv element uzidan  - nur tarkatsa, yadro zaryadi bittaga oshadi, element massasi esa uzgarishsiz koladi va element davriy sistemada bir xona ungga siljiydi

Masalan:

Radioaktiv yemirilish shuni kursatdiki, xar bir sekundda atomlarning bir xil mikdori yemiriladi.Bu mikdor yemirilish konstantasi deyiladi. Radioaktiv element dastlabki mikdorining yarim yemirilishiga ketadigan vaqt yarim yemirilish davri deyiladi va T xarfi bilan belgilanadi. Yarim yemirilish davri T kuyidagi formo'la bilan topiladi; T=(1/k)ln2 yoki T=0.693/k bu yerda; k-yemirilish konstantasi.
ATOM TUZILISHINI PLANETAR MODELI

Atom tuzilishining planetar modelini inliz fizigi E.Rezerford tomonidan 1911 yili taklif kilindi. Rezerford -zarrachalar (3-rasm) bilan ingichka metall plastinkani bombardimon qilish natijasida kuyidagi xodisani kuzatdi: -nurlarning kupchilik qismi uz yo'nalishini uzgartirmay, ozgina qismi uz yo'nalishini uzgartirib metall plastinkadan utib ketadi va faqat ayrimlari uz yo'nalishidan orqaga kaytadi. Bu tajribaga asoslanib Rezerford kuyidagi natijaga keldi. Elektronning massasi juda kichik bo'lganligi uchun atomning butun massasi (99.17%) yadroga joylashgan. Atom yadrosining diametri -10-14 , 10-13 sm ga teng.

Rezerford tajribasi

Rezerford yuqoridagi tajribaga asoslanib atom tuzilishining planetar modelini taklif qildi, ya'ni atomning markazida massasi taxminan atom massasiga teng bo'lgan, musbat zaryadlangan yadro bo'lib, uning atrofida kuyosh sistemasidagi plenetalar kabi elektronlar xarakat qiladi. Uz yo'nalishini uzgartirgan va orqaga kaytgan zarrachalar sonini xisoblab va xamda kaytish burchagini xisoblab, yadro zaryadini topish mumkin. Rezerford shu usuldan foydalanib yadro zaryadi atom massasining yarmiga tengligini kursatdi.

Elementning davriy sistemadagi tartib nomeri kupchilik elementlar uchun atom massasining yarmiga teng. Demak, atomdagi elektronlar soni elementning davriy sistemadagi tartib nomeriga, elementning tartib nomeri esa shu elementlar atomi yadrosining musbat zaryadiga tengdir. Bu masalani 1913 yilda G.Mozli boshqacha yul bilan xal qildi. G.Mozli kalsiydan (Ca=20) ruxgacha (Zn=30) bo'lgan 11 elementning rentgen spektrini sistemali tekshirib, bu elementlardan xar qaysisining rentgen spektridagi K-seriyasi bir-biriga yaqin joylashgan ikkita chizik K va K dan iborat ekanligini kuzatdi 
Agar elementning rentgen spektrlari davriy sistemadagi tartib nomerlariga qarab joylashtirilsa, xar bir seriya chiziklari tulkin uzunliklarining kamayishi tomoniga ma'lum qonuniyat bilan suriladi. 4-rasmda bir elementdan 2- elementga utganda elementlar tartib nomerining ortib borishi K va K chiziklari chap tomonga qarab, ya'ni tulkin uzunligining kamayish tomoniga qarab siljishi kursatilgan. Siljish kattaligi titandan vanadiyga utganda qancha katta bulsa, vanadiydan xromga utganda xam xuddi ushancha bo'ladi, demak, elementning tartib nomeri bitta ortsa xar safar bir xilda siljish ruy beradi.
Shunday qilib, Borning vodorod atomini tuzilish nazariyasi yuqorida aytilgan 2 postulatga asoslanadi. Agar atomning energiyasi minimal kiymatga ega bulsa, elektron yadroga eng yaqin orbita buylab xarakat qiladi; atomning bu xolatini galayonlanmagan xolat deyiladi. Kushimcha energiya qabul qilgan atom esa galayonlangan xolatga o'tadi. Binobarin, galayonlangan atomning energiyasi galayonlanmagan atomning energiyasidan ortikdir. Lekin atomning galayonlangan xolati nixoyatda qisqa muddatli. U sekundning yuz milliondan bir ulushiga kadar oz vaqt davom etadi. N.Bor nazariyasi vodorod atomi spektrining turli soxalaridagi ayrim chiziklarning xosil bo'lish sababini aniq tushuntirib berdi. Lekin Bor nazariyasi kamchiliklardan xoli emas.
N.Bor nazariyasiga muvofiq elektronlar bir orbitadan 2- orbitaga utganda energiyaning uzgarishi spektr chizikda aks etadi. Birok spektrlarni sinchiklab tekshirish ularni yanada murakkab tuzilganligini kursatdi. Spektr chiziklarning xar qaysisi bir-biriga yaqin turgan ikki chizik - dubletdan, dubletlar esa bir-biriga juda yaqin turgan bir necha yuldosh chiziklardan iboratligi tasdiklandi. Kup elektronli atomlarning spektrlarida shunday spektr chiziklar kursatiladiki ularni elektronning bir orbitadan 2- orbitaga utishi bilan tushuntirib bulmasdi. Bor nazariyasi spektrdagi bu murakkablikni izoxlab bera olmadi. Bor nazariyasiga birinchi uzgarishlarni nemis olimi Zommerfeld kiritdi. Uning fikricha, elektronlar faqat doiraviy orbita buylab emas, balki, ellipslar buylab xam xarakat qilish mumkin. 
Elektronlarning kvant sonlari

Elektronning xolatini asosan uning energiyasi xarakterlaydi. Elektron energiyasi, nur okimi zarrachalarining energiyasi kabi, faqat diskret, ya'ni kvantlangan kiymatlarga ega bo'ladi. Elektronning atomda bo'lishi tulkin funksiyasi kvadrati (2) bilan ifodalanganligi uchun, bu funksiyaning kiymati uz navbatida uch kattalikka (n, l, m) bog'liq. Bundan tashqari elektron ya'na bitta kushimcha erkinlik darajasiga, ya'ni spin-kvant soniga ega. Demak, atomda elektron xolatini to'lik ifodalash uchun to'rtta parametr kerak ekan. Bu parametrlar kvant sonlari deyiladi. Kvant sonlari xam, elektron energiyasi kabi istalgan kiymat kabul kilmasdan, faqat ma'lum kiymatlarga ega bo'ladi.

1. Bosh kvant son - n-elektronning umumiy energiya zapasini yoki uning energetik darajasini ifodalaydi. Bosh kvant son 1 dan + gacha bo'lgan barcha butun sonlar kiymatiga ega bo'lishi mumkin. Agar elektron yadro maydonida bulsa, bosh kvant soni birdan yettigacha bulga kiymatni kabul qiladi. Energetik daraja sonlar bilan yoki bosh kvant soniga tugri keladigan xarflar bilan belgilanadi. Бош квант сони 1 2 3 4 5 6 7 Даража ишораси К L M N O P Q
2. Orbital (yonaki) kvant son - l-elektronning pogonachadagi energetik xolatini, elektron bulut shaklini xarakterlaydi. U elektronning kanday orbita buylab xarakat kilayotganligini kursatadi. Kvant qavatlarda qavatchalarning soni bosh kvant soninig nomeriga teng. Orbital kvant soni noldan n-1 gacha bo'lgan barcha butun sonlar kiymatiga ega bo'ladi. Masalan, bosh kvant soni nq4 bulsa, lq0.1.2.3 kiymatga ega bo'ladi. Demak, to'rtinchi kvant qavatda to'rtta qavatcha bo'ladi. Bu qavatchalar s,p,d,f xarflari bilan belgilanadi. l ning son qiymati 0,1,2,3,4,5.... xarf belgisi s,p,d,f,g,h,... Kavatchadagi elektronlar s,p,d,f elektronlar deyiladi.

Atomlarning elektron formo'lalari

Atomdagi elektronlarning taksimlanishi elektron formo'la tarzida kursatiladi. Elektron formo'lani yozish uchun elementlarning davriy sistemadagi tartib nomerini va qaysi davrda joylashganini bilish kerak. Chunki elementning tartib nomeri elektronlar sonini, davr nomeri esa element atomi elektronlarning nechta energetik pogonalar buylab xarakat kilayotganini kursatadi. Elektron formo'lalarda s, p, d, f xarflar bilan elektronlarni energetik pogonachalari, xarflar oldidagi sonlar bilan elektronni qaysi energetik darajada joylashganligi va xarfning yuqori ung qismidagi sonlar esa shu pogonachadagi elektronlar sonini kursatadi. Masalan, 6r3 oltinchi energetik darajaning p pogonachasida 3 ta elektron joylashganligini kursatadi. Buni alyuminiy va kadmiy elementlariga tadbik etib ularning elektron formo'lalarini yozamiz.

Xulosa:

Foydalanilgan adabiyotlar. 1. Tatevskiy V.M. Stroyeniya molekul. M., 1980. 2. Jdanov Y.A. Teoriya stroyeniya organicheskix soyedineniy. M., 1985. 3. Ginlespi R. Geometriya molekul. M., 1975. Remsden E.R. Nachalo sovremennoy ximii, L., «Ximiya», 1990.