Разница между атомом и молекулой. Атомы: строительные блоки молекул

Это может объяснить очень простой опыт. Воздушные волны вовремя поднимаются и опускаются, что соответствует вибрации настройки тюнинга; Период вибрации судна равен продолжительности тюнинга, так как мы можем доказать это, слегка подпрыгнув над верхом судна и само по себе вызывая тихий тон. Теперь мы помещаем резиновый газ через трубку, и звук полностью исчезает. Движения теперь вверх и вниз от судна на более высоких скоростях, а период собственной вибрации судна не равен периоду вибрации настройки.

Если мы сейчас слейте часть воды из сосуда и снова начнем экспериментировать с воздухом, мы не получим резонанса, пока не добавим в сосуд другой газ. Звук будет заполнен, когда резонанс между движением газовоздушной смеси и настройкой тюнинга будет резонирован. Представьте себе, что в стене сосуда, содержащего газ, есть крошечное отверстие. Каждый раз, когда атом или молекула достигает отверстия, он проникает сквозь него и не возвращается. Ясно, что светлый газ скоро будет фильтроваться через газ, а не тяжелый газ, поскольку движение его атомов в сосуде происходит быстрее и большее количество атомов в секунду попадает в отверстие.

Это явление часто используется для разделения двух газов в этих случаях, когда другие средства терпят неудачу. Рэлей и Рамсей использовали этот метод для отделения аргона от азота в смеси этих газов, оставшихся от атмосферного воздуха после удаления из него всех других газов. Смесь двух газов пропускалась через ряд глиняных труб, в то время как азот испарялся через поры труб быстрее, чем аргон. Атом аргона в сорок раз тяжелее атома водорода, а атом азота - двадцать восемь раз; Азот легко фильтруется через пористые стенки труб из глины, и, следовательно, газ, выходящий из другого конца ряда труб, богаче аргоном, чем смесь, введенная в трубопровод.

Диффузия одного газа в другой имеет, по существу, тот же характер, поскольку интервалы между атомами или молекулами одного из газов можно сравнить с порами в глинистой трубе. Диффузия - очень медленное явление, несмотря на большую скорость атомов в газах, причиной этого является высокая частота столкновений между молекулами. Может показаться, что диффузия одного газа в другой происходит быстро, и это основано, например, на том факте, что когда мы открываем газовый шланг, мы чувствуем запах газа в помещении.

Причиной этой диффузии являются скорее конвекционные токи, чем диффузия, так что массы легкого газа распространяются в воздухе. Когда мы помещаем сигарету в пепельницу, узкая полоса синего дыма поднимается, как течет плавник, который растягивается, сгибается и скручивается в тонкие спирали и изогнутые поверхности. Дым в воздухе показывает нам эффект конвекции. Все время происходит диффузия между потоком воздуха, дымом и чистым воздухом; Но процесс настолько медленный, что контуры дыма долгое время остаются острыми.

Точно так же, когда комната нагревается горячим воздухом, тепло распространяется через конвекционные потоки, а горячие воздушные волны проникают в холод. Причиной этого являются не отдельные движения молекул горячего воздуха, проходящие через молекулы холодного воздуха; Разумеется, этот тип проникновения, но прогрессирует медленно. Конвекция более эффективна, чем проводимость. Движения горячего газа, пронизывающие холодный газ, конечно, являются законами тяготения: более легкое тело, если оно сосредоточено слева, стремится подняться над более тяжелым телом.

Дым от сигареты поднимается, когда воздух над светящимся концом сигареты нагревается и становится светлее; Более холодные токи, текущие со всех сторон, встречаются и поднимаются вверх, обволакивая тонкую полосу дыма. Эта узкая полоса - их общая граница; когда воздух является спокойным, а токи постоянны, вертикальный дым все больше возрастает; Но самое легкое движение сигареты прерывает равномерный поток токов, а гладкий проход качается в красивые кривые. Эффект дымохода, вызывающего струну, вероятно, хорошо известен всем; Но может быть интересно оглянуться на старый опыт Фарадея. - Воспроизводится из «Свечи химии» Фарадея.

К открытию более короткого плеча согнутой трубы мы приближаемся к освещенной упаковке шариков, завернутых в спиртные напитки. Когда мы немного взорвем пламя, он будет проникать через более короткую трубу трубы в более длинную и продолжать гореть в отверстии, даже когда мы перестанем дуть. Каналы нагревателя в больничных помещениях часто оформляются по этому принципу, так что колонна под полом. Движение воздуха в этом случае, конечно, связано с тем, что горячий воздух в длинном плече легче, чем соответствующий объем окружающего воздуха.

Противоположность встречается чаще в доме, когда воздух в дымоходе холоднее окружающего воздуха, и в результате поток вниз заполняется запахом сажи. Что-то более похожее на явление проводимости происходит, когда газ в сосуде нагревается через стены. Сэр Дьюар сделал свою «вакуумную бутылку» для хранения жидкого воздуха из двухслойного стеклянного сосуда, из которого он откачивал воздух. Он удалил через него молекулы, которые могли передавать энергию от внешней стены к внутренней стенке. Любой перенос тепла, проводимый или конвекцией, был сорван.

Нежность мяча для гольфа всегда обусловлена ​​его правильным вращением: удар должен быть таким, чтобы шар вращался вокруг горизонтальной оси, а нижняя часть шара двигалась с этим движением вперед в направлении броска. Это заставляет мяч, как правило, расти во время вашего полета. Рис. - Правильный полет мяча для гольфа: подушка сжатого воздуха, отмеченная черточкой, поддерживает мяч во время полета. Иногда мы действительно видим, как он летает по кривой кривой, выпуклый вниз. Если бы это было не так, мяч не пролетел бы и на половину расстояния фактически. - Воздействие теннисной ракетки, которая вращает мяч и заставляет его быстро упасть с сетки.

С правой стороны поперечное сечение ракеты и шара перед ударом: стрелка указывает направление движения ракеты. достигает. Кроме того, мы можем сказать, что если бы не было воздуха, расстояние от шара было бы в два-три раза больше обычного, потому что настолько велика устойчивость воздуха к высокому шару. Мы могли бы выбросить мяч на гораздо большее расстояние, если бы смогли избежать сопротивления воздуха; Однако, поскольку мы не можем этого сделать, мы используем действие вращательного движения, которое мы стараемся правильно отдать мячу.

Футбольный полет, подобно быстро вращающемуся мячу для гольфа, часто поднимается вверх по кривой, согнувшись, когда удар попадает в мяч, и, конечно же, кривизна очевидна, когда мяч летит на ветру, Вы также можете видеть их в воздухе довольно спокойно. В теннисе игрок часто бьет мяч сверху, придавая ему вращательное движение в противоположном направлении, так что верх мяча движется вперед быстрее, чем дно. Флик этого шара в воздухе падает на землю, так что, хотя он очень сильно ударил, падает на корте, выбивая сетку.

Тяжелые шарики меньше легких шаров, летающих с одинаковой скоростью; Тем не менее, каждый из нас знаком с отклонениями, которые могут быть отнесены к мячу в крикете, а отклонение, которое мяч-носитель может дать мячу в игре «бейсбол», представляет собой великолепный вид. Из всех способов исследования этого явления легче всего ввести в действие воздушные шары, которые теперь сделаны прочно и выдерживают даже довольно сильный удар. Мы можем легко ударить рукой или, если хотите, дать воздушному шару любое вращательное движение и, таким образом, наблюдать все виды отклонений: вправо, влево, вверх и вниз.

Все рассмотренные нами примеры свойств газа можно объяснить гипотезой о том, что некоторые типы атомов проявляют очень слабую склонность к сопряжению с другими атомами одного и того же рода или с атомами других элементов: мы называем их «атомами». Другие типы атомов, например атомы водорода или кислород, хотя они и сами являются очень социальными, склонны сливаться в более или менее некогерентные молекулы. Таким образом, воздух представляет собой смесь неатомов и молекул; Мы находим в нем молекулу кислорода, каждая из которых состоит из двух атомов, аналогичной молекулы азота, нескольких молекул углекислого газа, каждая из которых состоит из одного атома углерода и двух атомов кислорода, определенного числа атомов одного атома, процент других газов.

Все они образуют газы из-за отсутствия склонности к спариванию; Независимость, которую они имеют в результате, а также их мобильность, могут легко объяснить их поведение. Теперь мы задаемся вопросом, насколько свойства этих атомов могут быть связаны с общим видом атомов, которые мы выразили в предыдущей лекции. Чтобы ответить на эти вопросы исчерпывающе, нам нужно было бы указать состояние химического знания во всех его ранее известных масштабах, но это полностью выходит за рамки предполагаемого содержания этих лекций.

Однако есть несколько простых правил, которые, хотя они не могут быть объяснены и, кажется, настигнуты, дают нам очень полезное руководство, которое мы можем наблюдать за фактами. Первое, что поражает нас, - это наличие интересных связей между этими числами. Ранее мы видели, что разные типы атомов отличаются друг от друга и могут просто сводиться к различению порядковых чисел. Мы не пытались представить доказательства как экспериментального, так и теоретического существования заданных чисел электронов в разных типах атомов; Они сложны, а результат прост и утверждение достаточно для наших целей.

Поскольку число электронов в атомной системе, а точнее число, которое выражает положительный заряд атомного ядра, само по себе имеет такое огромное значение, мы должны предположить, что в этих различиях в порядковых числах, о которых мы только что говорили, есть что-то важное. Это предположение становится еще более вероятным, если рассматривать проблему с другой точки зрения. Химики давно обратили внимание на конкретные аналоги, обнаруженные ими, которые имели место между различными типами атомов.

Для наших целей будет удобно выразить результаты этого открытия с помощью численных соотношений. Мы напишем некоторые из них следующим образом. Возьмем численный порядок восьми атомов, начиная с гелия; и под этой линией мы помещаем следующие восемь атомов, начиная с неона. На самом деле мы написали часть «скоропортящейся таблицы». Он был устроен таким образом, что атомы гелия, неона и аргона, которые настолько похожи друг на друга из-за их наиболее распространенных несаркофагических свойств, находятся в одной колонке.