Страница 23 из 161
Рис. 10. Обращенные линии. На верхней части показаны D-линии натрия (дублет), которые проявляются как черные линии в солнечном спектре. На нижней части показаны яркие D-линии натрия, которые получаются в лаборатории в парах пламени
Фундаментальные открытия новой науки спектроскопии были сделаны Кирхгофом, Брюстером, Дж. Гершелем (17921871), Тальботом, Чарльзом Уитстоном (18021875), А. Ангстремом (18141874) и Вильямом Сваном.
Тот факт, что спектры веществ иногда состоят из набора дискретных линий, а иногда представляют полосы, был, наконец, после многих дискуссий, объяснен Джорджем Сале (1875) путем сопоставления линейчатых спектров с атомами, а спектров полос с молекулами.
Атомы
Уже Демокрит и Лесипс в V в. до н.э. говорили об атомах. Римский поэт Лукреций (9855 до н.э.) в De rerum natura, объясняя теорию Демокрита, говорил, что воздух, земля и все другие вещи мира сделаны из набора частиц или корпускул атомов, находящихся в безостановочном и очень быстром движении, которые столь малы, что не видимы человеческим глазом. Атомы предполагались быть крайним результатом последовательного разделения вещества на все меньшие части. Слово атом по-гречески означает неделимый.
Однако идеи Демокрита и Лукреция далеки от нашего понимания атомов, поскольку они не рассматривали существования многих сортов атомов и того, что атомы определенного вещества одинаковы.
Выраженная смутным и неконкретным образом атомистическая теория Демокрита теряла свое значение, и слово атом стало употребляться для обозначения объекта крайне малого размера. Лукреций имел успех совсем в другой области, высказав гипотезу, что заразные болезни распространяются очень малыми частицами. В эпоху Возрождения итальянский философ и врач Джироламо Фракасторо (14831553) возродил эту теорию. Однако эта идея бактериологии оставалась секретом, пока Луи Пастер (18221895) вновь не обратился к ней.
Р’Рѕ РІСЃСЏРєРѕРј случае, атомистическая гипотеза Демокрита Рё Лесипса была принята священником Гассенди (15921655), который активно провозглашал, что даже если эта гипотеза находит подтверждение Сѓ развратных РРїРёРєСѓСЂР° Рё Лукреция, РЅРѕ РѕРЅР° РЅРµ имеет РїСЂСЏРјРѕР№ СЃРІСЏР·Рё СЃ религиозными философиями РёС… античных последователей Рё может быть принята христианами. Р�деи Гассенди оказали глубокое влияние РЅР° С…РёРјРёРєР° Роберта Бойля, которому РјС‹ обязаны обозначениями химических элементов. Рти обозначения стали более точными, РєРѕРіРґР° Рђ.-Р›. Лавуазье (17431794) открыл, что определенные химические соединения содержат элементы РІ определенных пропорциях Рё что масса веществ остается постоянной РґРѕ Рё после протекания химической реакции. Рти исследования получили завершение РІ работе Джона Дальтона (17661844), который изложил РёС… РІ своей РєРЅРёРіРµ A New System of Chemical Philosophy (опубликованной РІ Манчестере РІ 1808 Рі.) концепцию, что существует РјРЅРѕРіРѕ сортов атомов, каждый РёР· которых характеризует разные вещества Рё что атомы РІ определенном веществе идентичны. Дальтон доказал, что каждому химическому элементу можно приписать число, которое представляет вес РѕРґРЅРѕРіРѕ атома данного элемента.
Атомный вес
Р’ настоящее время атомный или молекулярный вес измеряется сравнением веса атома данного вещества СЃ атомом РІРѕРґРѕСЂРѕРґР°. Вес атома РІРѕРґРѕСЂРѕРґР° СѓРґРѕР±РЅРѕ считать приблизительно РѕРґРЅРѕР№ единицей атомной массы (вес РѕРґРЅРѕР№ атомной массы 1,66∙1024 Рі), так, вес атома углерода 12. Атомный вес кислорода почти 16 (точно 15,9994) Рё поскольку молекула кислорода состоит РёР· РґРІСѓС… атомов, РѕРґРёРЅ моль молекулы кислорода весит около 32 Рі. Р�Р· определения моля следует, что моль всегда содержит РѕРґРЅРѕ Рё то же число атомов Рё молекул (так, называемое число Авагадро NРђ = 6,022∙1022).
Однако существование атомов все еще было спорным, поскольку никто не мог сказать, что видел их, и в ходу были различные идеи. В 1860 г. на Химическом конгрессе в Карлсруе, первом международном собрании, участники продолжительно обсуждали различия между атомами и молекулами и не пришли к определенному заключению. Сегодня мы определяем молекулу как химическую комбинацию двух или более идентичных или различных атомов, которая может стабильно существовать и которая представляет наименьшее количество вещества и обладает характеристическими свойствами данного вещества.
Рлектрон появляется