Дискретна будова матерії - Довідник хіміка 21
Хімія та хімічна технологія
Дискретна будова матерії
Виняткове значення у розвиток хімії мало атомно-молекулярне вчення, колискою якого є Стародавня Греція. Атомістика давньогрецьких матеріалістів відокремлена від нас 25-столітнім періодом, проте логіка греків вражає настільки, що філософське вчення про дискретну будову матерії, розвинене ними, мимоволі зливається у свідомості з нашими сьогоднішніми уявленнями.[c.12]
Доказ сталості складу найрізноманітніших хімічних сполук вже було саме собою свідченням на користь дискретності будови матерії. Застосування ж закону сталості складу для аналізу будь-якого із зазначених рядів показує, що існування двох (або декількох) сполук, що утворюються при взаємодії будь-якої пари хімічних елементів, можливе лише в тому випадку, коли склад сполук відрізнятиметься один від одного на цілі атоми. Природно, що ці відмінності у складі хімічних сполук ряду, втім, як і самі основні закони хімії, справедливі лише за умови, що матерія справді складається з найменших неподільних частинок.[c.16]
Без перебільшення по суті робота, представлена увазі читача, є величезним вкладом в "атомістику XX століття". Автор розвинув вчення до нового рівня розуміння концепції про дискретну будову матерії, про повторювані, в основних рисах, рівні її організації.[c.6]
У передмові до збірника [5] наголошується, що "відкриття Періодичного закону та розробка Періодичної системи Д. І. Менделєєвим з'явилися вершиною атомістики в XIX столітті". Отже, щоб зрозуміти всю значимість відкриття Періодичного закону та його зв'язок з атомістичним вченням, необхідновідновити у пам'яті хоча б основні етапи розвитку вчення про дискретну будову матерії від давніх греків донині. У той же час треба усвідомлювати, що сам процес систематизації хімічних елементів був досить самостійним і історично специфічним завданням.[c.13]
У 340-270 р.р. до зв. е. вчення про дискретну будову матерії було продовжено також давньогрецьким філософом-матеріалістом Епікуром, який остаточно закріпив поняття "атом" у науковій термінології. За Епікур "всі тіла являють собою з'єднання щільних неподільних частинок - атомів, що різняться за величиною, вагою і формою атоми вічно рухаються в порожнечі з однаковою швидкістю" [6, с. 802].[c.15]
Крім отмеченных, існує ще ряд шумів, обумовлених дискретним будовою матерії, у яких ми зупинятися не будемо. У реальних випадках кілька джерел шумів діють одночасно. Тому загальна дисперсія, викликана шумами, визначається як[c.80]
Але у ХІХ столітті як хімія йшла у фарватері атомістичних ідей. Фізика, що знаходилася в той час під безпосереднім впливом хімії, також не залишилася осторонь тієї революції, яку здійснював атом в галузі хімії. Суперечки навколо розмежування понять атома і молекули в органічній хімії у середині ХІХ століття знайшли сильний відгук у фізиці, де розроблялося вчення про перетворення енергії і основі — вчення про гази. Ідея дискретної будови матерії у формі молекулярного вчення дозволила фізикам проникнути[c.87]
Молекулярна стехіометрія, наскільки вона може бути експериментально встановлена (у великих молекул точність її є лише дуже наближеною), виявляється, таким чином, наслідком дискретності будови матерії і не потребує будь-якихбуло подальших закономірностей. Це насправді так і є, проте для кращого розуміння законів природи необхідно врахувати такі факти.[c.47]
У хімічній атомістиці Чернишевський бачить не тільки природничо-наукове підтвердження старої ідеї про дискретну будову матерії, а й чудовий переконливий доказ відсутності розриву між живою та неживою природою, між органічною та неорганічною речовиною. Визнаючи, що хімія становить чи не найкращу славу нашого століття Чернишевський пише Ще не дуже давно здавалося, що так звані органічні речовини (наприклад, оцтова кислота) існують тільки в органічних тілах, але тепер відомо, що за відомих умов вони виникають і поза органічними тілами , так що різниця між органічною та неорганічною комбінацією елементів несуттєва і так звані органічні комбінації виникають і існують за одним і тим самим законам і всі вони однаково виникають з неорганічних речовин .[c.280]
У цей історичний період вчення про дискретну будову матерії вступає у новий етап свого розвитку, для якого характерне послаблення уваги до питання нескінченної ділимості речовини. У стародавньому світі вчення про частинках матерії було тісно пов'язане з з'ясуванням можливості їх подальшого поділу (звідси й виникло поняття атома, що означає неподільний), в кінці ж середньовіччя центр тяжкості у вченні про перервну будову матерії переноситься на виявлення зв'язку між фізичними та хімічними явищами , з одного боку, і будовою матерії - з іншого (введення поняття про корпускулі, що означає тільце). У цей час фізика і хімія досягли вже відомого успіху. Багато експериментальних фактів було неможливо пояснити з урахуванням ідеалістичного вчення про елементах-качествах.Виникли в боротьбі з цим вченням (як пряме продовження античної атомістики) гіпотези про корпускули цілком задовільно пояснювали ряд відомих на той час фізичних та хімічних явищ. Характерною рисою вчення про корпускули наприкінці середньовіччя є пряма спрямованість його проти схоластики та попівщини.[c.13]
Атомно-молекулярне вчення є вченням про уривчасту дискретну будову матерії. Атомістичні погляди виникли спочатку на Стародавньому Сході, в античних Греції та Римі, частково в середні віки у арабів і були лише геніальною здогадкою, яка потім перетворилася на наукову гіпотезу (XVII, XVIII та перші дві третини XIX ст.) і, нарешті, на наукову теорію.[c.10]
Усі флуктуації, обумовлені дискретністю будови матерії, є принципово неустраняемыми і може лише зменшені. Так, наприклад, зниження температури опору, яким тече струм, призводить до зменшення флуктуації напруги на кінцях цього опору. Принципово неустраняемыми шумами є такі, що виникають внаслідок дискретної ірироди світла, оскільки світло — це потік фотонів. Випускання кожного фотона не залежить від випромінювання інших, тому потік фотонів підпорядковується статистиці Пуассона, отже, число фотонів, що визначає інтенсивність спектру, що спостерігається, флуктує з величиною, що дорівнює кореню квадратному зі свого значення (фотонний шум джерела).[c.80]
Коли саме виникло уявлення про дискретну будову матерії, невідомо. Засновниками атомного вчення, вчення про існування деяких далі неподільних частинок, комбінацією яких утворена вся матерія, вважаються давньогрецькі вчені-філософи Левкіпп (V ст. до н. е.) та його учень Демокріт (470—357 р. до н. е.) , які перетворилиу струнке вчення погляди своїх попередників, які розробляли різні аспекти атомних уявлень. Термін атом (неподільний) ввів Демокріт для позначення найдрібніших частинок матерії, що відрізняються розміром (отже, і масою) та формою.[c.43]
Одним із основних ПОНЯТТІХ хімії та інших природничих наук є атом. Цей термін має давнє походження він налічує вже БІЛЯ 2500 років. Вперше поняття атома зародилося у Стародавній Греції, приблизно V ст. ДО н. е. Основоположниками атомістичного вчення були давньогрецькі філософи Левкіпп та його учень Демокріт. Саме вони висунули ідею про дискретну будову матерії та ввели термін АТОМ. Демокріт визначав атом як найменшу, далі неподільну частинку матерії.[c.3]
Майже одночасно з вченнями про первинні засади тіл виникло вчення про дискретну будову матерії. Основоположниками цього вчення вважаються мілетський філософ Левкіпп (близько 500—440 рр. до н. е.) та його учень та друг Демокріт з Абдери (приблизно 470—360 рр. до н. е.). На думку Левкіппа і Демокріта, всі речі складаються з найдрібніших частинок, що є межею ділимості матерії - атомів [від грецького атомос (ахо 1о) нерозсікається, неподільний]. Атоми, перебуваючи у безперервному вихровому русі, постійно стикаються один з одним. Форма їхня різна. Однакові формою атоми здатні з'єднуватися друг з одним. Твори Демокріта до нас не дійшли. Але, за свідченнями древніх філософів, Демокріт наступним чином висловлювався про атомну будову тіл Початку всесвіту — атоми та порожнеча. Все ж решта існує лише в думці. Атоми пе піддаються ніякому впливу [який змінило б їх] і вони незмінні внаслідок твердості. Деякі, приймаючи атоми, [вважають, що] поділ матерії зупиняється наатомах [далі неподільних] і не йде в безкінечність. Атоми суть всілякі маленькі тіла, що не мають якості, порожнеча ж - деяке місце, в якому всі ці тіла протягом всієї вічності, носячися вгору і вниз, або сплітаються якимось чином меледу собою, або наштовхуються один на одного і відскакують, розходяться і сходяться знову між собою в такі сполуки, і таким чином вони виробляють і всі інші складні [тіла і наші тіла, та їх стани та відчуття,[c.48]
Корпускулярні теорії набули поширення ще в XVH—XVni ст. На початку ХІХ ст., мабуть, був жодного хіміка, який заперечував дискретне будову матерії. Однак і в цей час корпускулярні уявлення лише декларувалися як натурфілософська основа природознавства і фактично не застосовувалися при поясненнях хімічних явищ.[c.52]
По-третє, завдяки атомістиці Дальтона з в. дно зміцнилися позиції матеріалізму. Кінець XVIІ ст. та початок XIX ст. ознаменувалися рішучим наступом на матеріалізм з боку представників німецької ідеалістичної філософії в особі прихильників так званої динамічної теорини, особливо Канта та Гегеля. Серед дослідників природи ця теорія мала багатьох прихильників як у Німеччині, так і за її межами. В галузі хімії вона призводила до повного заперечення ідей дискретної будови матерії, отже, до заперечення атомістики перервність і кратність хімічних речовин.
ОАо OB, ОСз р Ч де р, 7 — невеликі цілі числа (рис. 2). Це положення, виведене на підставі вимірювання великого числа К., було першим в історії хімії законом цілих чисел, одним із ранніх доказів дискретної будови матерії. Закон раціональності параметрів дозволяє за допомогою т. зв.[c.424]
Таким чином, атомніуявлення розділяли багато провідних вчених і філософів середньовіччя і початку нового часу — Бруно, Гассенді, Декарт, Ньютон, Ломоносов. Їхні погляди вплинули на розвиток науки і були широко відомі і сучасникам, і нащадкам. Тому можна з упевненістю сказати, що на початку ХІХ ст., тобто до моменту виникнення хімічної атомістики, вчення про дискретну будову матерії було знайоме багатьом ученим. Однак ще не було кардинальних експериментальних робіт, які б твердо доводили правоту атомістичних уявлень. Такі роботи з'явилися наприкінці XVIII та на початку XIX ст.[c.30]
Дивитися сторінки, де згадується термінДискретна будова матерії :[c.41] [c.78] [c.12] [c.73] Нарис загальної історії хімії (1979) -- [c.52]