История атомной структуры

Я читал книгу об истории строения атома ( «Химия в контексте » Грэма Джилла и Джона Холмана) и заинтересовался несколькими моментами, которые не объясняются в книге.

  1. «Расчеты, основанные на результатах, полученных Гейгером и Марсденом, показали, что количество положительных зарядов составляет около половины его относительной атомной массы».

Как они его вычислили и пришли к такому выводу?

2. «Мозли бомбардировал различные элементы высокоскоростными электронами и обнаружил, что длина волны и частота зависят от элемента, который он использовал». Я думаю, что полученное рентгеновское излучение было характеристическим рентгеновским излучением. Я прав?

Если это так, то если выбитый электрон был из другой оболочки (даже если он из того же элемента), то произведенное рентгеновское излучение будет иметь другую длину волны и частоту. Тогда почему в книге говорится, что «какими бы ни были условия, определенный элемент всегда формирует рентгеновские лучи одной и той же частоты». (Я читал о сериях Лаймана и Бальмера, где испускаемый водородом свет имеет разную длину волны в зависимости от того, в какой оболочке находился электрон, и пришел к этому вопросу.)

  1. Эксперимент Чедвика «Альфа-частицы выбили нейтроны из бериллиевого листа, а испущенные нейтроны выбили протоны из парафина».

Почему нейтроны бериллия отделились от его протона и электрона?

  1. (немного не по теме) Масс-спектрометр рассчитает отношение заряда к массе. Но что, если в камере происходят 2 реакции;

Атомы Ar=20 ионизируются до ионов +1 Атомы Ar=40 ионизируются до ионов +2

Будет ли их отношение заряда к массе равным, т.е. +1 к 20? Если да, то как мы можем их различить?

Это все, что меня интересует на данный момент, большое спасибо. :)

Это хорошие вопросы, но сейчас они слишком широки. Я бы предложил разделить некоторые вопросы; иначе ответы будут слишком длинными.
Привет, Свет, не могли бы вы сказать нам название книги, а также сделать то, что Хизер попросила выше. У вас будет достаточно времени, чтобы задать несколько отдельных вопросов. Спасибо
Когда вы ссылаетесь на эксперимент Гейгера и Марсдена, вы ссылаетесь на этот эксперимент или на другой?
Да, я полагаю, что книга ссылалась на эксперимент с золотой фольгой.
Название книги «Химия в контексте» Грэма Джилл и Джона Холмана. Я пытался задать Chemistry SE об этих вопросах (связанных с атомным, но они заблокировали (я забыл, как это называется) и предложили мне опубликовать их здесь. И, конечно же, я разделю эти вопросы, когда у меня будет время. Спасибо!

Ответы (1)

Я буду обновлять это, когда найду ответы на другие ваши вопросы.

Первый вопрос

Гейгер и Марсден на самом деле провели несколько экспериментов, очень связанных между собой (и все они объяснены на этом веб-сайте ). Тот, что связан с вашим вопросом, был сделан в 1913 году, чтобы доказать отношения, которые Резерфорд рассчитал и опубликовал в статье 1911 года («Рассеяние частиц α и β веществом и структура атома»).

Гейгер и Марсден не знали, каков положительный заряд ядра их металлов (в конце концов, они только что открыли ядро), но предположили, что он пропорционален атомному весу. Они специально проверили, пропорциональна ли она квадрату атомного веса. Поэтому они использовали устройство, изображенное ниже.

аппарат Марсдена Гейгера

Они закрыли отверстия в диске фольгой из золота, олова, меди и алюминия и измерили тормозную способность каждой фольги, приравняв ее к эквивалентной толщине воздуха. Они подсчитывали количество мерцаний в минуту, которые фольга производила на экране. Затем они разделили количество сцинтилляций в минуту на воздушный эквивалент фольги, а затем снова разделили на квадратный корень из атомного веса. Таким образом, Гейгер и Марсден получили фиксированное число сцинтилляций, производимых фиксированным числом атомов для каждого металла. Затем для каждого металла они разделили это число на квадрат атомного веса и обнаружили, что отношения были более или менее одинаковыми. Таким образом, они доказали, что с ∝ Вопрос н 2 (где Вопрос н положительный заряд атомного ядра).

Второй вопрос

Что касается вашего второго вопроса об эксперименте Мозли, да, это были характеристические рентгеновские лучи. Этот веб-сайт дает больше информации о законе Мозли, а этот веб-сайт дает больше информации о самом Мозли и других его достижениях (забавный факт: он предсказал существование элемента 61, который в итоге был назван прометием).

Отвечая на вторую часть вашего второго вопроса, спектры света, излучаемого атомами, пропорциональны квадрату Z , заряд их ядра (в боровской модели атома). Мозли смог подтвердить, что спектры испускаемого света действительно пропорциональны Z , и он сформулировал закон Мозли:

ф "=" к 1 ⋅ ( Z − к 2 )

Где ф является основным, или К линия рентгеновского излучения и к 1 и к 2 константы, зависящие от типа линии.

Третий вопрос

Что касается вашего третьего вопроса, он использовал бериллий для создания радиации. Затем он нацелил излучение на парафиновый воск, а поскольку парафиновый воск имеет высокое содержание водорода и, следовательно, представляет собой мишень, плотную с протонами, а нейтроны имеют почти равную массу, протоны легко рассеиваются, когда на них попадает излучение. Чедвик посмотрел на расстояние, на которое рассеиваются протоны, и на то, как излучение воздействует на атомы различных газов, и пришел к выводу, что излучение состоит из незаряженных частиц с массой примерно такой же, как у протона, то есть нейтрона.

Теперь о том, почему бериллий испускал нейтроны. (Дополнительную информацию см. на этом веб-сайте ; краткое изложение приведено здесь.) 9 Б е выделяет больше нейтронов, чем поглощает - этот конкретный изотоп вступает в реакцию (n, 2n), которую можно описать ниже как

9 4 Б е + н → 2 ( 4 2 ЧАС е ) + 2 н

Нейтроны также могут высвобождаться при ударе ядра бериллия энергичными альфа-частицами и при бомбардировке бериллия гамма-лучами.

Четвертый вопрос

Я не совсем уверен, что понимаю этот вопрос. Да, масс-спектрометры рассчитывают отношение заряда к массе, но они также обнаруживаются с помощью такого механизма, как электронный умножитель, и атомы/ионы в образце можно соотнести с известными схемами фрагментации. Этот веб-сайт и этот веб-сайт могут быть вам полезны; особенно вторая ссылка.

Надеюсь это поможет!

А, понятно.... Вопрос 2 в значительной степени прояснился, но опять же, это приводит к другому вопросу... Мозли использовал k1 и k2, и это пара констант разного значения, в зависимости от переходов. Как он узнал, была ли линия К-альфа (электрон, выброшенный точно из 1-й оболочки) или L-альфа (электрон, выброшенный из 2-й оболочки)? Спасибо!
Я ответил на 1-й, 3-й и 4-й вопросы, есть ли дополнительные вопросы по ним?
Большое спасибо! Позвольте мне сказать вам, если у меня есть дополнительные вопросы. Сейчас мне просто интересно, как Мозли точно знал, была ли линия К-альфа или L-альфа. Во всяком случае, я не могу открыть ссылку на "Аппарат Гейгера-Марсдена".
Ха... странно. Ссылка у меня работает. Я изучу ваше продолжение.
История атомной структуры
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v