مقدمه ای بر مدل اتمی دالتون

نظریه اتمی دالتون در سال 1804 ارائه شد و اولین تلاش برای توصیف ماده بر حسب اتم بود. او معتقد بود که تمام ترکیبات از ذرات تقسیم ناپذیری ساخته شده اند که در نسبت های مجموعه ای ترکیب می شوند. اگرچه دالتون آن را کاملاً درست دریافت نکرد، نظریه او پایه و اساس مدل اتمی امروزی را تنظیم کرد. نظریه او هر دو قانون بقای جرم و ترکیب ثابت را در بر می گیرد. او همچنین قانون تناسبات چندگانه را توسعه داد.

بخش های اصلی نظریه اتمی دالتون

مدل دالتون دارای چند اصل اساسی است. این موارد در زیر همراه با تجزیه و تحلیل عمیق تر از هر یک لیست شده است.

1. عناصر از ذرات غیر قابل تقسیم تشکیل شده اند. دالتون نام این ذرات را اتم گذاشت. اتم ها تمام مواد را تشکیل می دهند.
   • اتم ها از کلمه یونانی “atomos” به معنای “تقسیم ناپذیر” گرفته شده است. دالتون نمی‌دانست اتم دقیقاً چیست، اما می‌دانست که باید چیزی برای تشکیل عناصر مختلف وجود داشته باشد. اینها اجزای سازنده ماده اساسی دالتون بودند.
2. همه اتم های یک عنصر از نظر اندازه، جرم و خواص یکسان هستند.
   • این ایده به این معنی است که همه اتم های کربن جرم و اندازه یکسان خواهند داشت. این یک مؤلفه مهم نظریه مبتنی بر مشاهدات دالتون بود که منجر به قانون تناسبات چندگانه می شود (در زیر بحث می شود).
3. ترکیبات شیمیایی مختلف به این دلیل اتفاق می‌افتند که نسبت‌های مختلف اتم‌ها به تعداد کامل به یکدیگر متصل می‌شوند.
   • هر مولکول منحصر به فرد دارای نسبت منحصر به فردی از عناصر است. این ایده اصلی قانون ترکیب ثابت است. هر ترکیب خالص همیشه نسبت یکسانی از عناصر یکسان خواهد داشت. آنها باید نسبت های اعداد کامل باشند زیرا شما نمی توانید نیمی از یک اتم را داشته باشید.
4. واکنش های شیمیایی بازآرایی اتم ها هستند اما خود اتم را تغییر نمی دهند. اتم ها را نمی توان ایجاد یا از بین برد.
   • برای ساختن یک ترکیب یا مولکول جدید، اتم ها مرتب می شوند. خود اتم تغییر نمی کند، فقط پیوندهای جدیدی با اتم های مختلف ایجاد می کند. این اتم های دیگر می توانند از همان عنصر یا عنصر متفاوتی باشند. بنابراین یک اتم کربن ممکن است از بخشی از مونوکسید کربن (CO) به متان (CH) تبدیل شود₄). اکنون بخشی از یک مولکول جدید است، اما اتم هرگز تغییر نکرده است. همیشه یک اتم کربن بود.

به روز رسانی های نظریه دالتون

اگرچه نظریه دالتون برای آن زمان انقلابی بود، اما کاملاً درست نبود. پیروی از فرضیه های مدل اتمی جدید دالتون همیشه پاسخ صحیح را دریافت نمی کند. به عنوان مثال، دالتون فکر می کرد که متان CH است₂ وقتی امروز می دانیم که CH است₄. این خطا به این دلیل رخ داد که دالتون نمی دانست وزن هیدروژن چقدر است. در تشخیص او، وزن یک اتم هیدروژن دو برابر بیشتر از وزنی بود که اکنون می دانیم.

در زیر برخی از تغییراتی که باید در مدل اتمی دالتون ایجاد شود تا منعکس کننده آنچه دانشمندان از زمانی که دالتون نظریه خود را منتشر کرده است، نشان دهد.

1. یک اتم را می توان بیشتر به ذرات زیر اتمی تقسیم کرد
2. همه اتم های یک عنصر جرم یکسانی ندارند
   • گاهی اوقات اتم های یک عنصر جرم متفاوتی دارند زیرا ایزوتوپ های متفاوتی وجود دارد. ایزوتوپ عنصری است که تعداد نوترون های آن متفاوت است، اما تعداد پروتون ها و الکترون های آن یکسان است.
3. با استفاده از شکافت و همجوشی هسته ای می توانیم اتم ها را ایجاد و نابود کنیم
   • با این حال، این فرآیند به انرژی زیادی نیاز دارد و فقط در شرایط خاص رخ می دهد.
4. این نظریه آلوتروپ ها را توضیح نمی دهد.
   • گرافیت و الماس هر دو از کربن ساخته شده اند اما خواص بسیار متفاوتی دارند. نظریه جان دالتون این دو ساختار را به درستی برچسب گذاری نمی کند.

قانون تناسبات چندگانه

قانون نسبت های چندگانه می گوید که اتم ها یا عناصر می توانند ترکیب شوند و ترکیبات شیمیایی مختلفی را تشکیل دهند. نسبت‌های جرمی نسبت‌های عدد کامل یکدیگر خواهند بود.

مثلا:

CO در هر 16 گرم اکسیژن 12 گرم کربن دارد. بنابراین، نسبت جرمی 12:16 یا 3:4 است.

CO₂ 12 گرم کربن در هر 32 گرم اکسیژن دارد. نسبت جرمی 12:32 یا 3:8 را نشان می دهد.

حتی اگر همان دو عنصر با هم ترکیب شوند، آنها در نسبت های مختلف ترکیب می شوند. این بدان معنی است که آنها عناصر متفاوتی هستند.

همچنین، چه 2 مولکول CO یا 548 مولکول CO وجود داشته باشد، نسبت همیشه برابر با 1 مولکول CO است. این به این دلیل است که هر مولکول از همان نوع، تعداد یکسانی از هر نوع دارد. اتم

جان دالتون کیست؟

جان دالتون یک شیمیدان انگلیسی است که از 1766 تا 1844 زندگی می کرد. او در طول زندگی خود در مدارس مختلف معلم بود. او اولین موقعیت تدریس خود را با کمک به برادرش در دوازده سالگی آغاز کرد.

جان دالتون علاوه بر نظریه اتمی، علایق علمی دیگری نیز داشت. اولین مقاله علمی او درباره کوررنگی که در خود و برادرش مشاهده کرده بود بحث می کرد. به دلیل آن کاغذ، هنوز هم گاهی اوقات به کوررنگی به عنوان دالتونیسم گفته می شود. او همچنین از مطالعه هواشناسی لذت می برد. او مشاهدات روزانه آب و هوا را از سال 1787 به بعد به دقت ثبت کرد. مشاهدات هواشناسی او همچنین به او کمک کرد تا نظریه خود را در مورد فشارهای جزئی، و در نهایت، نظریه اتمی خود را ارائه دهد.

مقالاتی در مورد سایر مدل های اتمی