Protonet elektrone neutronet në një dekompozim atomi. Struktura e bërthamës atomike (proton, neutron, elektron)

Çfarë është një "atom"?

Deri në fillim të shekullit të 20-të, në shkencë ekzistonte një mendim se atomi ishte një grimcë e pandashme. Megjithatë, rezultoi se nuk ishte kështu. Në fakt, një atom përmban të ashtuquajturat grimca nënatomike. Me interes të veçantë për kimistët janë: proton, neutron Dhe elektron:

Në thelb njësia e masës atomike(a.u.m.) shtrihet në shkallën e karbonit-12. Një atom karboni përbëhet nga 6 protone dhe 6 neutrone dhe ka një masë atomike = 12 amu. Prandaj, 1 amu. = 1/12 e një atomi karboni.

Masat e protoneve dhe neutroneve janë pothuajse të barabarta. Masa e një elektroni është 2000 herë më pak.

Përkundër faktit se një atom përmban grimca të ngarkuara pozitivisht dhe negativisht, ngarkesa e tij është neutrale. Kjo shpjegohet me faktin se një atom ka të njëjtin numër protonesh dhe elektronesh. Grimcat me ngarkesë të ndryshme neutralizojnë njëra-tjetrën.

Ernest Rutherford në 1911 propozoi modelin e mëposhtëm të atomit: Në qendër është një bërthamë e ngarkuar pozitivisht e përbërë nga protone dhe neutrone. Elektronet rrotullohen rreth bërthamës. Pjesa më e madhe e masës së një atomi është e përqendruar në bërthamën, e cila është me madhësi të vogël dhe jashtëzakonisht të dendur (diametri i një atomi është 10 -10 m; diametri i bërthamës së një atomi = 10 -15 m). Në gjuhën e alegorive: nëse imagjinoni një atom në formën e Stadiumit Olimpik në Pekin, atëherë bërthama e atomit është një top futbolli, i cili përdoret për të luajtur futboll në këtë stadium.

Një lexues i vëmendshëm do të pyesë: "Nëse ka protone të ngarkuar pozitivisht në bërthamën e një atomi, dhe ngarkesat me të njëjtin emër, siç dihet, zmbrapsen, atëherë pse nuk shkatërrohet bërthama e atomit?" Shkencëtarët kanë arritur në përfundimin se në bërthamën e një atomi ka forca të caktuara "protone ngjitëse" që e mbajnë bërthamën të paprekur.

Sepse Meqenëse bërthama e një atomi përbën masën kryesore të atomit, masa e atomit mund të konsiderohet e barabartë me shumën e masave të neutroneve dhe protoneve.

Bazuar në sa më sipër, duke parë simbolin strukturor të oksigjenit, mund të themi me siguri se atomi i tij përmban 8 elektrone.

• O- simboli kimik i elementit (oksigjeni);
• 16 - numri masiv;
• 8 - numri serial (atomik).

Quhen atomet e të njëjtit element që kanë të njëjtën ngarkesë bërthamore, por me numra të ndryshëm në masë izotopet.

Izotopet e hidrogjenit:

• 1 1 H - protium;
• 1 2 H - deuterium;
• 1 3 H - tritium;

• Përkthimi

Në qendër të çdo atomi është bërthama, një koleksion i vogël grimcash të quajtura protone dhe neutrone. Në këtë artikull do të studiojmë natyrën e protoneve dhe neutroneve, të cilat përbëhen nga grimca edhe më të vogla - kuarkë, gluonë dhe antikuarkë. (Gluonet, si fotonet, janë antigrimcat e tyre.) Kuarkët dhe gluonët, me sa dimë, mund të jenë vërtet elementare (të pandarë dhe të mos përbëhen nga asgjë më e vogël në madhësi). Por atyre më vonë.

Çuditërisht, protonet dhe neutronet kanë pothuajse të njëjtën masë - të saktë brenda një përqindjeje:

• 0,93827 GeV/c 2 për protonin,
• 0,93957 GeV/c 2 për një neutron.

Ky është çelësi i natyrës së tyre - në fakt ato janë shumë të ngjashme. Po, ekziston një ndryshim i dukshëm midis tyre: një proton ka një ngarkesë elektrike pozitive, ndërsa një neutron nuk ka ngarkesë (është neutral, prandaj emri i tij). Prandaj, forcat elektrike veprojnë në të parën, por jo në të dytën. Në pamje të parë ky dallim duket shumë i rëndësishëm! Por në realitet nuk është kështu. Në të gjitha kuptimet e tjera, protoni dhe neutroni janë pothuajse binjakë. Jo vetëm masat e tyre janë identike, por edhe struktura e tyre e brendshme.

Për shkak se ato janë kaq të ngjashme, dhe për shkak se këto grimca përbëjnë bërthamat, protonet dhe neutronet shpesh quhen nukleone.

Protonet u identifikuan dhe u përshkruan rreth vitit 1920 (megjithëse ato u zbuluan më herët; bërthama e një atomi hidrogjeni është vetëm një proton i vetëm), dhe neutronet u zbuluan rreth vitit 1933. U kuptua pothuajse menjëherë se protonet dhe neutronet janë kaq të ngjashëm me njëri-tjetrin. Por fakti që ato kanë një madhësi të matshme të krahasueshme me madhësinë e një bërthame (rreth 100,000 herë më të vogël në rreze se një atom) nuk dihej deri në vitin 1954. Që ato përbëhen nga kuarkë, antikuarkë dhe gluonë u kuptua gradualisht nga mesi i viteve 1960 deri në mesin e viteve 1970. Nga fundi i viteve 70 dhe fillimi i viteve 80, të kuptuarit tonë për protonet, neutronet dhe nga çfarë përbëhen ato ishte vendosur kryesisht dhe ka mbetur i pandryshuar që atëherë.

Nukleonet janë shumë më të vështira për t'u përshkruar sesa atomet ose bërthamat. Për të mos thënë se atomet janë të thjeshta në parim, por të paktën Mund të thuhet pa menduar se një atom helium përbëhet nga dy elektrone në orbitë rreth një bërthame të vogël heliumi; dhe bërthama e heliumit është një grup mjaft i thjeshtë i dy neutroneve dhe dy protoneve. Por me nukleonet gjithçka nuk është aq e thjeshtë. Unë kam shkruar tashmë në artikullin "Çfarë është një proton dhe çfarë është brenda tij?"

Kompleksiteti i protonit dhe neutronit duket të jetë i vërtetë dhe nuk buron nga njohuritë jo të plota të fizikës. Ne kemi ekuacione të përdorura për të përshkruar kuarkët, antikuarkët dhe gluonët, dhe ndërveprimet e forta bërthamore që ndodhin midis tyre. Këto ekuacione quhen QCD, nga kromodinamika kuantike. Saktësia e ekuacioneve mund të testohet në mënyra të ndryshme, duke përfshirë matjen e numrit të grimcave të prodhuara në Përplasësin e Madh të Hadronit. Duke futur ekuacionet QCD në një kompjuter dhe duke kryer llogaritjet mbi vetitë e protoneve dhe neutroneve dhe grimcave të tjera të ngjashme (të quajtura kolektivisht "hadrone"), ne marrim parashikime të vetive të këtyre grimcave që përafrojnë nga afër vëzhgimet e bëra në botën reale. Prandaj, ne kemi arsye të besojmë se ekuacionet QCD nuk gënjejnë dhe se njohuritë tona për protonin dhe neutronin bazohen në ekuacionet e sakta. Por vetëm të kesh ekuacionet e duhura nuk mjafton, sepse:

• Ekuacionet e thjeshta mund të kenë zgjidhje shumë komplekse,
• Ndonjëherë është e pamundur të përshkruash vendime komplekse në një mënyrë të thjeshtë.

Me sa mund të themi, ky është pikërisht rasti me nukleonet: ato janë zgjidhje komplekse për ekuacionet QCD relativisht të thjeshta dhe nuk është e mundur t'i përshkruajmë ato me dy fjalë ose figura.

Për shkak të kompleksitetit të qenësishëm të nukleoneve, ju, lexuesi, do t'ju duhet të bëni një zgjedhje: sa doni të dini për kompleksitetin e përshkruar? Pavarësisht se sa larg shkoni, ka shumë të ngjarë që nuk do t'ju sjellë kënaqësi: sa më shumë të mësoni, aq më e qartë do të bëhet tema, por përgjigja përfundimtare do të mbetet e njëjtë - protoni dhe neutroni janë shumë komplekse. Unë mund t'ju ofroj tre nivele të të kuptuarit, me detaje në rritje; mund të ndaleni pas çdo niveli dhe të kaloni te tema të tjera, ose mund të zhyteni deri në atë të fundit. Çdo nivel ngre pyetje të cilave mund t'u përgjigjem pjesërisht në nivelin tjetër, por përgjigjet e reja ngrenë pyetje të reja. Në fund - siç bëj në diskutimet profesionale me kolegë dhe studentë të avancuar - mund t'ju referoj vetëm në të dhënat e marra në eksperimente reale, në argumente të ndryshme teorike me ndikim dhe simulime kompjuterike.

Niveli i parë i të kuptuarit

Nga se përbëhen protonet dhe neutronet?

Oriz. 1: një version tepër i thjeshtuar i protoneve, i përbërë nga vetëm dy kuarkë lart dhe një kuarkë poshtë, dhe neutrone, i përbërë nga vetëm dy kuarkë poshtë dhe një kuarkë lart

Për të thjeshtuar çështjet, shumë libra, artikuj dhe faqe interneti tregojnë se protonet përbëhen nga tre kuarkë (dy kuarkë lart dhe një kuarkë poshtë) dhe vizatojnë diçka si Fig. 1. Neutroni është i njëjtë, i përbërë vetëm nga një kuarkë lart dhe dy poshtë. Ky imazh i thjeshtë ilustron atë që disa shkencëtarë besonin, kryesisht në vitet 1960. Por shpejt u bë e qartë se ky këndvështrim ishte tepër i thjeshtuar deri në atë pikë sa nuk ishte më i saktë.

Nga burime më të sofistikuara informacioni, do të mësoni se protonet përbëhen nga tre kuarke (dy lart dhe një poshtë) të mbajtur së bashku nga gluonet - dhe mund të shfaqet një pamje e ngjashme me Fig. 1. 2, ku gluonet vizatohen si burime ose vargje që mbajnë kuarke. Neutronet janë të njëjtë, vetëm me një kuark lart dhe dy kuarkë poshtë.

Oriz. 2: përmirësimi fig. 1 për shkak të theksit në rol të rëndësishëm forcë e fortë bërthamore që mban kuarket në një proton

Kjo nuk është një mënyrë e keqe për të përshkruar nukleonet, pasi thekson rolin e rëndësishëm të forcës së fortë bërthamore, e cila mban kuarket në një proton në kurriz të gluoneve (ashtu si fotoni, grimca që përbën dritën, lidhet me forca elektromagnetike). Por kjo është gjithashtu konfuze sepse në të vërtetë nuk shpjegon se çfarë janë gluonet ose çfarë bëjnë ata.

Ka arsye për të shkuar përpara dhe për t'i përshkruar gjërat ashtu siç i kam bërë: një proton përbëhet nga tre kuarke (dy lart dhe një poshtë), një tufë gluonesh dhe një mal me çifte kuark-antikuark (kryesisht kuarke lart e poshtë, por ka edhe disa të çuditshme) . Ata të gjithë fluturojnë përpara dhe mbrapa me shpejtësi shumë të mëdha (duke iu afruar shpejtësisë së dritës); i gjithë ky grup mbahet së bashku nga forca e fortë bërthamore. Unë e demonstrova këtë në Fig. 3. Neutronet janë përsëri të njëjtë, por me një kuarkë lart dhe dy poshtë; Kuarku që ndryshoi identitetin e tij tregohet me një shigjetë.

Oriz. 3: përfaqësim më realist, megjithëse ende i papërsosur, i protoneve dhe neutroneve

Këta kuarkë, anti-kuarkë dhe gluonë jo vetëm që nxitojnë mbrapa e mbrapa në mënyrë të egër, por gjithashtu përplasen me njëri-tjetrin dhe kthehen në njëri-tjetrin përmes proceseve të tilla si asgjësimi i grimcave (në të cilat një kuark dhe një antikuark i të njëjtit lloj kthehen në dy gluone, ose anasjelltas) ose përthithja dhe emetimi i një gluoni (në të cilin një kuark dhe një gluon mund të përplasen dhe të prodhojnë një kuark dhe dy gluone, ose anasjelltas).

Çfarë kanë të përbashkët këto tre përshkrime:

• Dy kuarkë lart dhe një kuarkë poshtë (plus diçka tjetër) për një proton.
• Neutroni ka një kuarkë lart dhe dy kuarkë poshtë (plus diçka tjetër).
• "Diçka tjetër" e neutroneve përkon me "diçka tjetër" të protoneve. Kjo do të thotë, nukleonet kanë të njëjtën "diçka tjetër".
• Dallimi i vogël në masë midis protonit dhe neutronit shfaqet për shkak të ndryshimit në masat e kuarkut poshtë dhe kuarkut lart.

Dhe, sepse:

• për kuarkët e lartë ngarkesa elektrike është e barabartë me 2/3 e (ku e është ngarkesa e një protoni, -e është ngarkesa e një elektroni),
• Kuarkët e poshtëm kanë një ngarkesë prej -1/3e,
• gluonët kanë një ngarkesë prej 0,
• çdo kuark dhe antikuark i tij përkatës kanë një ngarkesë totale 0 (për shembull, një kuark kundër rënies ka një ngarkesë +1/3e, kështu që një kuark poshtë dhe një kuark i poshtëm do të kenë një ngarkesë prej –1/3 e +1/3 e = 0),

Çdo figurë cakton ngarkesën elektrike të një protoni dy kuarkeve lart dhe një kuarku poshtë, dhe "diçka tjetër" i shton ngarkesës 0. Po kështu, një neutron ka ngarkesë zero për shkak të një kuarku lart dhe dy poshtë.

• ngarkesa totale elektrike e protonit është 2/3 e + 2/3 e – 1/3 e = e,
• ngarkesa totale elektrike e neutronit është 2/3 e – 1/3 e – 1/3 e = 0.

Këto përshkrime ndryshojnë në mënyrat e mëposhtme:

• sa "diçka tjetër" është brenda nukleonit,
• çfarë po bën atje
• nga vjen masa dhe energjia e masës (E = mc 2, energjia e pranishme atje edhe kur grimca është në qetësi) e nukleonit.

Meqenëse pjesa më e madhe e masës së një atomi, dhe për rrjedhojë e gjithë lënda e zakonshme, përmbahet në protone dhe neutrone, pika e fundit është jashtëzakonisht e rëndësishme për të kuptuarit e saktë natyrën tonë.

Oriz. 1 thotë se kuarkët janë në thelb një e treta e një nukleoni, ashtu si një proton ose neutron është një e katërta e bërthamës së heliumit ose 1/12 e një bërthame karboni. Nëse kjo pamje do të ishte e vërtetë, kuarkët në nukleon do të lëviznin relativisht ngadalë (me shpejtësi shumë më të ngadalta se drita) me ndërveprime relativisht të dobëta që do të vepronin midis tyre (megjithëse me një forcë të fuqishme që i mban në vend). Masa e kuarkut, lart e poshtë, atëherë do të ishte në rendin e 0.3 GeV/c 2, rreth një e treta e masës së protonit. Por ky imazh i thjeshtë dhe idetë që ai promovon janë thjesht të gabuara.

Oriz. 3. jep një ide krejtësisht të ndryshme për protonin, si një kazan me grimca që rrotullohen në të me shpejtësi afër dritës. Këto grimca përplasen me njëra-tjetrën dhe në këto përplasje disa prej tyre asgjësohen dhe të tjerat krijohen në vend të tyre. Gluonët nuk kanë masë, masat e kuarkeve të sipërme janë të rendit 0,004 GeV/c 2, dhe masat e kuarkeve të poshtme janë të rendit 0,008 GeV/c 2 - qindra herë më pak se një proton. Nga vjen energjia e masës protonike është një pyetje komplekse: një pjesë e saj vjen nga energjia e masës së kuarkeve dhe antikuarkeve, një pjesë nga energjia e lëvizjes së kuarkeve, antikuarkeve dhe gluoneve, dhe një pjesë (ndoshta pozitive, ndoshta negative ) nga energjia e ruajtur në ndërveprimin e fortë bërthamor, duke mbajtur së bashku kuarkët, antikuarkët dhe gluonet.

Në njëfarë kuptimi, Fig. 2 përpjekje për të zgjidhur ndryshimin midis Fig. 1 dhe fig. 3. Ajo thjeshton figurën. 3, duke hequr shumë çifte kuark-antikuark, të cilët, në parim, mund të quhen kalimtare, pasi ato shfaqen dhe zhduken vazhdimisht dhe nuk janë të nevojshme. Por të jep përshtypjen se gluonet në nukleone janë një pjesë e drejtpërdrejtë e forcës së fortë bërthamore që mban protonet së bashku. Dhe nuk shpjegon se nga vjen masa e protonit.

Në Fig. 1 ka një pengesë tjetër, përveç kornizave të ngushta të protonit dhe neutronit. Ai nuk shpjegon disa veti të hadroneve të tjerë, për shembull, pion dhe rho meson. Të njëjtat probleme ka edhe Fig. 2.

Këto kufizime çuan në faktin që unë u jap studentëve të mi dhe në faqen time të internetit fotografinë nga Fig. 3. Por dua t'ju paralajmëroj se ka edhe shumë kufizime, të cilat do t'i diskutoj më vonë.

Vlen të përmendet se kompleksiteti ekstrem i strukturës i nënkuptuar nga Fig. 3 do të pritej nga një objekt i mbajtur së bashku nga një forcë aq e fuqishme sa forca e fortë bërthamore. Dhe një gjë tjetër: tre kuarkë (dy lart dhe një poshtë për një proton) që nuk janë pjesë e një grupi çiftesh kuark-antikuarku quhen shpesh "kuarkë valencë" dhe çiftet kuark-antikuarkë quhen shpesh "det ​çiftet e kuarkut.” Një gjuhë e tillë është teknikisht e përshtatshme në shumë raste. Por të jep përshtypjen e rreme se nëse mund të shikoje brenda një protoni dhe të shikoje një kuark të veçantë, mund të dallosh menjëherë nëse ai ishte pjesë e detit apo një valence. Kjo nuk mund të bëhet, thjesht nuk ka një mënyrë të tillë.

Masa protonike dhe masa neutronike

Meqenëse masat e protonit dhe neutronit janë kaq të ngjashme, dhe meqenëse protoni dhe neutroni ndryshojnë vetëm në zëvendësimin e kuarkut lart me kuarkun poshtë, duket se masat e tyre sigurohen në të njëjtën mënyrë, vijnë nga i njëjti burim. , dhe ndryshimi i tyre qëndron në ndryshimin e vogël midis kuarkeve lart dhe poshtë. Por tre figurat e mësipërme tregojnë praninë e tre pikëpamjeve shumë të ndryshme mbi origjinën e masës protonike.

Oriz. 1 thotë se kuarkët lart e poshtë thjesht përbëjnë 1/3 e masës së protonit dhe neutronit: në rendin e 0,313 GeV/c 2, ose për shkak të energjisë së nevojshme për të mbajtur kuarkët në proton. Dhe meqenëse diferenca midis masave të një protoni dhe një neutroni është një pjesë e përqindjes, diferenca midis masave të një kuarku lart dhe poshtë duhet të jetë gjithashtu një pjesë e përqindjes.

Oriz. 2 është më pak e qartë. Sa e masës së një protoni është për shkak të gluoneve? Por, në parim, nga figura rezulton se pjesa më e madhe e masës protonike ende vjen nga masa e kuarkut, si në Fig. 1.

Oriz. 3 pasqyron një qasje më të nuancuar se si shfaqet në të vërtetë masa e protonit (siç mund të kontrollojmë drejtpërdrejt përmes llogaritjeve kompjuterike të protonit, dhe indirekt duke përdorur të tjera metodat matematikore). Është shumë e ndryshme nga idetë e paraqitura në Fig. 1 dhe 2, dhe rezulton jo aq e thjeshtë.

Për të kuptuar se si funksionon kjo, duhet të mendoni jo për masën m të protonit, por për sa i përket energjisë së masës së tij E = mc 2, energjia e lidhur me masën. Konceptualisht, pyetja e saktë nuk është "nga vjen masa e protonit m", pas së cilës mund të llogarisni E duke shumëzuar m me c 2, por anasjelltas: "nga vjen energjia e masës së protonit E; ” pas së cilës mund të llogarisni masën m duke pjesëtuar E me c 2 .

Është e dobishme të klasifikohen kontributet në energjinë e masës së protonit në tre grupe:

A) Energjia masive (energjia e pushimit) e kuarkeve dhe antikuarkeve që përmbahen në të (gluonet, grimcat pa masë, nuk japin asnjë kontribut).
B) Energjia e lëvizjes (energjia kinetike) e kuarkeve, antikuarkeve dhe gluoneve.
B) Energjia e ndërveprimit (energjia lidhëse ose energji potenciale), i ruajtur në ndërveprimin e fortë bërthamor (më saktë, në fushat gluonike) që mban protonin.

Oriz. 3 thotë se grimcat brenda protonit lëvizin me shpejtësi të madhe dhe se ai është plot me gluone pa masë, kështu që kontributi i B) është më i madh se A). Në mënyrë tipike, në shumicën e sistemeve fizike B) dhe C) rezultojnë të krahasueshme, ndërsa C) është shpesh negative. Pra, energjia masive e protonit (dhe neutronit) kryesisht vjen nga kombinimi i B) dhe C), me A) që kontribuon në një fraksion të vogël. Prandaj, masat e protonit dhe neutronit shfaqen kryesisht jo për shkak të masave të grimcave që ato përmbajnë, por për shkak të energjive të lëvizjes së këtyre grimcave dhe energjisë së ndërveprimit të tyre të lidhur me fushat gluonike që gjenerojnë forcat që mbajnë proton. Në shumicën e sistemeve të tjera të njohura për ne, bilanci i energjisë shpërndahet ndryshe. Për shembull, në atome dhe në sistemi diellor A) dominon, dhe B) dhe C) janë shumë më të vogla dhe të krahasueshme në madhësi.

Për ta përmbledhur, theksojmë se:

• Oriz. 1 supozon se energjia e masës së protonit vjen nga kontributi A).
• Oriz. 2 supozon se të dy kontributet A) dhe B) janë të rëndësishme, me B) që japin një kontribut të vogël.
• Oriz. 3 sugjeron që B) dhe C) janë të rëndësishme, dhe kontributi i A) rezulton të jetë i parëndësishëm.

Ne e dimë se Fig. 3. Ne mund të ekzekutojmë simulime kompjuterike për ta testuar atë, dhe më e rëndësishmja, falë argumenteve të ndryshme teorike bindëse, ne e dimë se nëse masat e kuarkut lart e poshtë do të ishin zero (dhe gjithçka tjetër do të mbetej ashtu siç është), masa e protonit do të ishte praktikisht zero do të kishte ndryshuar. Pra, me sa duket, masat e kuarkut nuk mund të japin kontribut të rëndësishëm në masën protonike.

Nëse fig. 3 nuk gënjen, masat e kuarkut dhe antikuarkut janë shumë të vogla. Si janë ata në të vërtetë? Masa e kuarkut të lartë (si dhe antikuarkut) nuk i kalon 0,005 GeV/c 2, që është shumë më pak se 0,313 GeV/c 2, që rrjedh nga Fig. 1. (Masa e kuarkut lart është e vështirë të matet dhe ndryshon për shkak të efekteve delikate, kështu që mund të jetë shumë më pak se 0,005 GeV/c2). Masa e kuarkut të poshtëm është afërsisht 0,004 GeV/s 2 më e madhe se masa e kuarkut të sipërm. Kjo do të thotë që masa e çdo kuarku ose antikuarki nuk e kalon një përqind të masës së një protoni.

Vini re se kjo do të thotë (në kundërshtim me Fig. 1) se raporti i masës së kuarkut poshtë me masën e kuarkut lart nuk i afrohet unitetit! Masa e kuarkut poshtë është të paktën dyfishi i masës së kuarkut lart. Arsyeja që masat e neutronit dhe protonit janë kaq të ngjashme nuk është sepse masat e kuarkeve lart dhe poshtë janë të ngjashme, por sepse masat e kuarkut lart dhe poshtë janë shumë të vogla - dhe ndryshimi midis tyre është i vogël, relativ te masat e protonit dhe neutronit. Mos harroni se për të kthyer një proton në një neutron, thjesht duhet të zëvendësoni një nga kuarkët e tij lart me një kuark poshtë (Figura 3). Ky zëvendësim është i mjaftueshëm për ta bërë neutronin pak më të rëndë se protoni dhe për të ndryshuar ngarkesën e tij nga +e në 0.

Nga rruga, fakti që grimcat e ndryshme brenda protonit përplasen me njëra-tjetrën, dhe vazhdimisht shfaqen dhe zhduken, nuk ndikon në gjërat që po diskutojmë - energjia ruhet në çdo përplasje. Energjia e masës dhe energjia e lëvizjes së kuarkeve dhe gluoneve mund të ndryshojnë, si dhe energjia e bashkëveprimit të tyre, por energjia totale e protonit nuk ndryshon, megjithëse gjithçka brenda tij ndryshon vazhdimisht. Pra, masa e protonit mbetet konstante, pavarësisht nga vorbulla e tij e brendshme.

Në këtë pikë ju mund të ndaloni dhe të thithni informacionin e marrë. E mahnitshme! Pothuajse e gjithë masa e përmbajtur në lëndën e zakonshme vjen nga masa e nukleoneve në atome. Dhe pjesa më e madhe e kësaj mase vjen nga kaosi i natyrshëm në proton dhe neutron - nga energjia e lëvizjes së kuarkeve, gluoneve dhe antikuarkeve në nukleone, dhe nga energjia e ndërveprimeve të forta bërthamore që mbajnë nukleonin në të gjithë gjendjen e tij. Po: planeti ynë, trupat tanë, fryma jonë janë rezultat i një tragjedie kaq të qetë dhe, deri vonë, të paimagjinueshme.

Të gjithë trupat fizikë të natyrës janë ndërtuar nga një lloj lënde që quhet materie. Substancat ndahen në dy grupe kryesore - substanca të thjeshta dhe komplekse.

Substancat komplekse janë ato substanca që mund të zbërthehen në substanca të tjera, më të thjeshta nëpërmjet reaksioneve kimike. Në ndryshim nga substancat komplekse, substancat e thjeshta janë ato që nuk mund të zbërthehen kimikisht në substanca edhe më të thjeshta.

Një shembull i një substance komplekse është uji, i cili nga reaksion kimik mund të zbërthehet në dy substanca të tjera, më të thjeshta - hidrogjen dhe oksigjen. Për sa u përket dy të fundit, ato nuk mund të zbërthehen më kimikisht në substanca më të thjeshta, prandaj janë substanca të thjeshta, ose me fjalë të tjera, elemente kimike.

Në gjysmën e parë të shekullit të 19-të, në shkencë ekzistonte një supozim se elementët kimikë ishin substanca të pandryshueshme që nuk kishin asnjë lidhje të përbashkët me njëri-tjetrin. Sidoqoftë, shkencëtari rus D.I Mendeleev (1834 - 1907) e identifikoi për herë të parë lidhjen në 1869 elementet kimike, duke treguar se karakteristika cilësore e secilit prej tyre varet nga karakteristika sasiore e saj - pesha atomike.

Ndërsa studionte vetitë e elementeve kimike, D.I Mendeleev vuri re se vetitë e tyre përsëriten periodikisht në varësi të peshës së tyre atomike. Ai e shfaqi këtë periodicitet në formën e një tabele, e cila u përfshi në shkencë me emrin "Tabela periodike e elementeve të Mendeleev".

Më poshtë është tabela periodike moderne e elementeve kimike të Mendelejevit.

Atomet

Sipas koncepteve moderne të shkencës, çdo element kimik përbëhet nga një koleksion i grimcave të vogla materiale (materiale) të quajtura atome.

Një atom është fraksioni më i vogël i një elementi kimik që nuk mund të dekompozohet më kimikisht në grimca të tjera materiale, më të vogla dhe më të thjeshta.

Atomet e elementeve kimikë që janë të ndryshëm në natyrë ndryshojnë nga njëri-tjetri në vetitë e tyre fizike dhe kimike, strukturën, madhësinë, masën, peshën atomike, energjinë e brendshme dhe disa veti të tjera. Për shembull, atomi i hidrogjenit ndryshon ashpër në vetitë dhe strukturën e tij nga atomi i oksigjenit, dhe ky i fundit nga atomi i uraniumit, etj.

Është vërtetuar se atomet e elementeve kimike janë jashtëzakonisht të vogla në madhësi. Nëse supozojmë në mënyrë konvencionale se atomet kanë një formë sferike, atëherë diametrat e tyre duhet të jenë të barabartë me njëqind e miliontat e centimetrit. Për shembull, diametri i një atomi hidrogjeni - atomi më i vogël në natyrë - është i barabartë me njëqind e milionta e një centimetri (10 -8 cm), dhe diametri i atomit më të madh, për shembull, një atom uraniumi, nuk kalon treqind e milionta e centimetrit (3 10 -8 cm). Rrjedhimisht, një atom hidrogjeni është aq herë më i vogël se një top me një rreze prej një centimetër sa ky i fundit është më i vogël se globi.

Në përputhje me madhësinë shumë të vogël të atomeve, masa e tyre është gjithashtu shumë e vogël. Për shembull, masa e një atomi hidrogjeni është m = 1,67 10 -24 g Kjo do të thotë se një gram hidrogjen përmban afërsisht 6 10 23 atome.

Për njësi konvencionale Gjatë matjes së peshave atomike të elementeve kimike, merret 1/16 e peshës së një atomi oksigjeni Në përputhje me këtë peshë atomike të një elementi kimik, thirret një numër abstrakt, që tregon sa herë është pesha e një elementi kimik të caktuar. është më e madhe se 1/16 e peshës së një atomi oksigjeni.

Tabela periodike e elementeve nga D.I Mendeleev tregon peshat atomike të të gjithë elementëve kimikë (shih numrin e vendosur nën emrin e elementit). Nga kjo tabelë shohim se atomi më i lehtë është atomi i hidrogjenit, i cili ka një peshë atomike prej 1,008. Pesha atomike e karbonit është 12, oksigjeni është 16, etj.

Sa i përket elementëve kimikë më të rëndë, pesha e tyre atomike tejkalon peshën atomike të hidrogjenit për më shumë se dyqind herë. Kështu, pesha atomike e merkurit është 200,6, radiumi është 226, etj. Sa më i lartë të jetë rendi i numrit i zënë nga një element kimik në tabelën periodike të elementeve, aq më e madhe është pesha atomike.

Shumica e peshave atomike të elementeve kimike janë të shprehura numrat thyesorë. Kjo shpjegohet në një masë të caktuar me faktin se elementë të tillë kimikë përbëhen nga një koleksion i shumë llojeve të atomeve që kanë pesha të ndryshme atomesh, por të njëjtat veti kimike.

Elementet kimike që zënë të njëjtin numër në tabelën periodike të elementeve, dhe për këtë arsye kanë të njëjtat veti kimike, por pesha të ndryshme atomike, quhen izotopë.

Izotopet gjenden në shumicën e elementeve kimike, ka dy izotope, kalcium - katër, zink - pesë, kallaj - njëmbëdhjetë, etj. Shumë izotope përftohen përmes artit, disa prej tyre kanë rëndësi të madhe praktike.

Grimcat elementare të materies

Për një kohë të gjatë besohej se atomet e elementeve kimike janë kufiri i pjesëtueshmërisë së materies, d.m.th., si "blloqet ndërtuese" elementare të universit. Shkenca moderne hodhi poshtë këtë hipotezë, duke vërtetuar se një atom i çdo elementi kimik është një koleksion i grimcave materiale edhe më të vogla se vetë atomi.

Sipas teorisë elektronike të strukturës së materies, një atom i çdo elementi kimik është një sistem i përbërë nga një bërthamë qendrore rreth së cilës rrotullohen grimcat materiale "elementare" të quajtura elektrone. Bërthamat e atomeve, sipas pikëpamjeve të pranuara përgjithësisht, përbëhen nga një koleksion i grimcave materiale "elementare" - protone dhe neutrone.

Për të kuptuar strukturën e atomeve dhe proceset fizike dhe kimike në to, është e nevojshme që të paktën shkurtimisht të njihemi me karakteristikat themelore të grimcave elementare që përbëjnë atomet.

Është vërtetuar se elektroni është një grimcë materiale që ka ngarkesën më të vogël elektrike negative të vërejtur në natyrë.

Nëse në mënyrë konvencionale supozojmë se një elektron si grimcë ka një formë sferike, atëherë diametri i elektronit duhet të jetë i barabartë me 4 · 10 -13 cm, pra është dhjetëra mijëra herë më i vogël se diametri i çdo atomi.

Një elektron, si çdo grimcë tjetër materiale, ka masë. “Masa e pushimit” e një elektroni, pra masa që ai ka në gjendje prehjeje relative, është e barabartë me m o = 9,1 10 -28 g.

"Masa e pushimit" jashtëzakonisht e vogël e elektronit tregon se vetitë inerte të elektronit janë jashtëzakonisht të dobëta, që do të thotë se elektroni, nën ndikimin e një force elektrike të ndryshueshme, mund të lëkundet në hapësirë ​​me një frekuencë prej shumë miliarda ciklesh për. e dyta.

Masa e një elektroni është aq e vogël sa për të marrë një gram elektrone do të duhej të merreshin 1027 njësi. Për të pasur të paktën një ide fizike për këtë numër kolosalisht të madh, le të japim shembullin e mëposhtëm. Nëse një gram elektrone mund të vendoset në një vijë të drejtë afër njëri-tjetrit, ata do të formonin një zinxhir katër miliardë kilometra të gjatë.

Masa e një elektroni, si çdo mikrogrimcë tjetër materiale, varet nga shpejtësia e lëvizjes së tij. Një elektron, duke qenë në një gjendje pushimi relativ, ka një "masë pushimi", e cila është e një natyre mekanike, si masa e çdo trup fizik. Sa i përket "masës lëvizëse" të elektronit, e cila rritet me rritjen e shpejtësisë së lëvizjes së tij, ajo është me origjinë elektromagnetike. Kjo është për shkak të pranisë së një fushe elektromagnetike në një elektron në lëvizje si një lloj i caktuar lënde me masë dhe energji elektromagnetike.

Sa më shpejt të lëvizë elektroni, aq më shumë shfaqen vetitë inerciale të fushës së tij elektromagnetike, dhe, rrjedhimisht, aq më e madhe është masa e kësaj të fundit dhe, rrjedhimisht, energjia e tij elektromagnetike. Meqenëse një elektron me fushën e tij elektromagnetike përbën një sistem material të vetëm, të lidhur organikisht, është e natyrshme që masa e lëvizjes së fushës elektromagnetike të elektronit t'i atribuohet drejtpërdrejt vetë elektronit.

Një elektron, përveç vetive të një grimce, ka edhe veti valore. Përvoja ka vërtetuar se rrjedha e elektroneve, si rrjedha e dritës, përhapet në formën e një lëvizjeje të ngjashme me valën. Natyra e lëvizjes valore të rrjedhës së elektroneve në hapësirë ​​konfirmohet nga dukuritë e ndërhyrjes dhe difraksionit të valëve elektronike.

Ndërhyrja e elektroneve- ky është fenomeni i mbivendosjes së vullneteve elektronike me njëri-tjetrin, dhe difraksioni i elektroneve- ky është fenomeni i përkuljes së valëve elektronike rreth skajeve të një boshllëku të ngushtë nëpër të cilin kalon një rrjedhë elektronike. Rrjedhimisht, një elektron nuk është thjesht një grimcë, por një "valë grimcë", gjatësia e së cilës varet nga masa dhe shpejtësia e elektronit.

Është vërtetuar se elektroni, përveç tij lëvizje përpara, kryen gjithashtu një lëvizje rrotulluese rreth boshtit të saj. Ky lloj i lëvizjes së elektroneve quhet "spin" (nga fjalë angleze"tjerr" - gisht). Si rezultat i një lëvizjeje të tillë, elektroni, përveç vetive elektrike për shkak të ngarkesës elektrike, fiton edhe veti magnetike, që të kujtojnë në këtë drejtim një magnet elementar.

Një proton është një grimcë materiale që ka një ngarkesë elektrike pozitive të barabartë në vlerë absolute me ngarkesën elektrike të një elektroni.

Masa e protonit është 1.67 · 10-24 g, pra është afërsisht 1840 herë më shumë se "masa e mbetur" e elektronit.

Ndryshe nga elektroni dhe protoni, një neutron nuk ka një ngarkesë elektrike, d.m.th. është një grimcë "elementare" neutrale e materies. Masa e një neutroni është pothuajse e barabartë me masën e një protoni.

Elektronet, protonet dhe neutronet, duke qenë pjesë e atomeve, ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Në veçanti, elektronet dhe protonet tërhiqen reciprokisht nga njëri-tjetri si grimca me ngarkesa elektrike të kundërta. Në të njëjtën kohë, elektroni nga elektroni dhe protoni nga protoni zmbrapsen si grimca që kanë të njëjtat ngarkesa elektrike.

Ndërveprimi i të gjitha këtyre grimcave të ngarkuara elektrike ndodh përmes fushave të tyre elektrike. Këto fusha përfaqësojnë një lloj të veçantë të materies, që përbëhet nga një koleksion i grimcave elementare të materialit të quajtur fotone. Çdo foton ka një sasi të përcaktuar rreptësisht të energjisë të natyrshme në të (kuantumi i energjisë).

Ndërveprimi i grimcave materiale të ngarkuara elektrike kryhet duke shkëmbyer fotone me njëri-tjetrin. Forca e bashkëveprimit ndërmjet grimcave të ngarkuara elektrike zakonisht quhet forcë elektrike.

Neutronet dhe protonet që gjenden në bërthamat e atomeve gjithashtu ndërveprojnë me njëri-tjetrin. Sidoqoftë, ky ndërveprim nuk kryhet më përmes një fushe elektrike, pasi neutroni është një grimcë e materies elektrike neutrale, por përmes të ashtuquajturës fushë bërthamore.

Kjo fushë është gjithashtu një lloj i veçantë i materies, i përbërë nga një koleksion i grimcave elementare materiale të quajtura mesone. Ndërveprimi i neutroneve dhe protoneve kryhet duke shkëmbyer mezonet me njëri-tjetrin. Forca midis neutroneve dhe protoneve që ndërveprojnë me njëri-tjetrin quhet forca bërthamore.

Është vërtetuar se forcat bërthamore veprojnë në bërthamat e atomeve në distanca jashtëzakonisht të vogla - afërsisht 10 - 13 cm.

Forcat bërthamore tejkalojnë ndjeshëm në madhësi forcat elektrike të zmbrapsjes së ndërsjellë të protoneve në bërthamën e një atomi. Kjo çon në faktin se ata janë në gjendje jo vetëm të kapërcejnë forcat e zmbrapsjes së ndërsjellë të protoneve brenda bërthamave të atomeve, por edhe të krijojnë sisteme shumë të forta bërthamash nga një kombinim i protoneve dhe neutroneve.

Stabiliteti i bërthamës së secilit atom varet nga marrëdhënia midis dy forcave kontradiktore - bërthamore (tërheqja reciproke e protoneve dhe neutroneve) dhe elektrike (zmbrapsja reciproke e protoneve).

Forcat e fuqishme bërthamore që veprojnë në bërthamat e atomeve kontribuojnë në shndërrimin e neutroneve dhe protoneve në njëri-tjetrin. Këto ndërkonvertime të neutroneve dhe protoneve kryhen si rezultat i çlirimit ose përthithjes së grimcave elementare më të lehta, siç janë mezonet.

Grimcat që kemi shqyrtuar quhen elementare sepse ato nuk përbëhen nga një koleksion i të tjerave, më shumë grimca të thjeshtaçështje. Por në të njëjtën kohë, nuk duhet të harrojmë se ato janë të afta të shndërrohen në njëra-tjetrën, duke lindur në kurriz të njëri-tjetrit. Kështu, këto grimca janë disa formacione komplekse, pra elementariteti i tyre është i kushtëzuar.

Struktura kimike e atomeve

Atomi më i thjeshtë në strukturën e tij është atomi i hidrogjenit. Ai përbëhet nga një koleksion i vetëm dy grimcave elementare - një proton dhe një elektron. Protoni në sistemin e atomit të hidrogjenit luan rolin e një bërthame qendrore rreth së cilës elektroni rrotullohet në një orbitë të caktuar. Në Fig. Figura 1 tregon në mënyrë skematike një model të atomit të hidrogjenit.

Oriz. 1. Skema e strukturës së atomit të hidrogjenit

Ky model është vetëm një përafrim i përafërt i realitetit. Fakti është se elektroni si një "valë grimce" nuk ka një vëllim të kufizuar ashpër nga mjedisi i jashtëm. Kjo do të thotë që nuk duhet të flasim për ndonjë orbitë të saktë lineare të elektronit, por për një lloj reje elektronike. Në këtë rast, elektroni më së shpeshti zë një vijë të mesme të resë, e cila është një nga orbitat e tij të mundshme në atom.

Duhet thënë se vetë orbita e elektronit nuk është rreptësisht e pandryshuar dhe e palëvizshme në atom - edhe ai, për shkak të ndryshimeve në masën e elektronit, i nënshtrohet një lëvizje rrotulluese. Rrjedhimisht, lëvizja e një elektroni në një atom është relativisht komplekse. Meqenëse bërthama e një atomi hidrogjeni (protoni) dhe elektroni që rrotullohet rreth tij kanë ngarkesa elektrike të kundërta, ato tërhiqen reciprokisht.

Në të njëjtën kohë, me këtë energji, elektroni, duke rrotulluar rreth bërthamës së atomit, zhvillon një forcë centrifugale, duke tentuar ta largojë atë nga bërthama. Prandaj, forcë elektrike tërheqja e ndërsjellë midis bërthamës së një atomi dhe një elektroni dhe forca centrifugale që vepron mbi një elektron janë forca kontradiktore.

Në ekuilibër, elektroni i tyre zë një pozicion relativisht të qëndrueshëm në një orbitë të caktuar në atom. Meqenëse masa e një elektroni është shumë e vogël, për të balancuar forcën e tërheqjes në bërthamën e një atomi, ai duhet të rrotullohet me një shpejtësi të madhe, e barabartë me afërsisht 6 10 15 rrotullime në sekondë. Kjo do të thotë që elektroni në sistemin e atomit të hidrogjenit, si çdo atom tjetër, lëviz përgjatë orbitës së tij me një shpejtësi lineare që tejkalon një mijë kilometra në sekondë.

NË kushte normale Elektroni rrotullohet në një atom të llojit të tij në orbitën më të afërt me bërthamën. Në të njëjtën kohë, ai ka sasinë minimale të mundshme të energjisë. Nëse, për një arsye ose një tjetër, për shembull, nën ndikimin e disa grimcave të tjera materiale që kanë pushtuar sistemin atomik, elektroni lëviz në një orbitë më të largët nga atomi, atëherë ai tashmë do të ketë një sasi pak më të madhe energjie.

Megjithatë, elektroni mbetet në këtë orbitë të re për një kohë të parëndësishme të shkurtër, pas së cilës ai përsëri rrotullohet në orbitën më të afërt me bërthamën atomike. Gjatë kësaj lëvizjeje, ai lëshon energjinë e tij të tepërt në formën e një kuantike të rrezatimit magnetik elektrik - energji rrezatuese (Fig. 2).

Oriz. 2. Një elektron, kur lëviz nga një orbitë e largët në një orbitë më afër bërthamës së një atomi, lëshon një sasi energjie rrezatuese.

Sa më shumë energji të marrë një elektron nga jashtë, aq më e largët është orbita që ai lëviz nga bërthama e atomit dhe aq më e madhe është sasia e energjisë elektromagnetike që lëshon kur rrotullohet në orbitën më të afërt me bërthamën.

Duke matur sasinë e energjisë së emetuar nga një elektron gjatë kalimit nga orbita të ndryshme në atë më të afërt me bërthamën e atomit, ishte e mundur të vërtetohej se një elektron në sistemin e atomit të hidrogjenit, si në sistemin e çdo sistemi tjetër. atomi, mund të lëvizë jo në ndonjë orbitë arbitrare, por në një të përcaktuar rreptësisht në përputhje me energjinë që merr nën ndikimin e një force të jashtme. Orbitat që një elektron mund të zërë në një atom quhen orbita të lejuara.

Meqenëse ngarkesa pozitive e bërthamës së një atomi hidrogjeni (ngarkesa protonike) dhe ngarkesa negative e elektronit janë numerikisht të barabarta, ngarkesa totale e tyre është zero. Kjo do të thotë se atomi i hidrogjenit, duke qenë në gjendjen e tij normale, është një grimcë elektrike neutrale.

Kjo është e vërtetë për atomet e të gjithë elementëve kimikë: një atom i çdo elementi kimik në një gjendje normale është një grimcë elektrike neutrale për shkak të barazisë numerike të ngarkesave të saj pozitive dhe negative.

Meqenëse bërthama e një atomi hidrogjeni përmban vetëm një grimcë "elementare" - një proton, i ashtuquajturi numër masiv i kësaj bërthame është i barabartë me një. Numri masiv i bërthamës së një atomi të çdo elementi kimik është numri i përgjithshëm i protoneve dhe neutroneve të përfshira në përbërjen e kësaj bërthame.

Hidrogjeni natyror përbëhet kryesisht nga një koleksion atomesh me një numër masiv të barabartë me një. Sidoqoftë, ai përmban gjithashtu një lloj tjetër atomesh hidrogjeni, me një numër masiv të barabartë me dy. Bërthamat e atomeve të këtij hidrogjeni të rëndë, të quajtur deuteron, përbëhen nga dy grimca - një proton dhe një neutron. Ky izotop i hidrogjenit quhet deuterium.

Hidrogjeni natyror përmban sasi shumë të vogla të deuteriumit. Për çdo gjashtë mijë atome hidrogjeni të lehtë (numri masiv i barabartë me një), ka vetëm një atom deuterium (hidrogjen i rëndë). Ekziston një izotop tjetër i hidrogjenit - hidrogjeni tepër i rëndë, i quajtur tritium. Në bërthamat e një atomi të këtij izotopi të hidrogjenit ka tre grimca: një proton dhe dy neutrone, të lidhura me njëri-tjetrin nga forcat bërthamore. Numri masiv i bërthamës së një atomi tritium është tre, d.m.th., një atom tritium është tre herë më i rëndë se një atom i lehtë hidrogjeni.

Megjithëse atomet e izotopeve të hidrogjenit kanë masa të ndryshme, ato ende kanë të njëjtat veti kimike, për shembull, hidrogjeni i lehtë, duke hyrë në një ndërveprim kimik me oksigjenin, formon një substancë komplekse me të. Në mënyrë të ngjashme, izotopi i hidrogjenit, deuteriumi, bashkohet me oksigjenin për të formuar ujë, i cili, ndryshe nga uji i zakonshëm, quhet ujë i rëndë. Uji i rëndë përdoret gjerësisht në procesin e prodhimit të energjisë bërthamore (bërthamore).

Prandaj, vetitë kimike atomet nuk varen nga masa e bërthamave të tyre, por vetëm nga struktura e shtresës elektronike të atomit. Për shkak se atomet e hidrogjenit të lehtë, deuteriumit dhe tritiumit kanë të njëjtin numër elektronesh (një për çdo atom), këta izotopë kanë të njëjtat veti kimike.

Nuk është rastësi që elementi kimik hidrogjeni zë numrin e parë në tabelën periodike të elementeve. Fakti është se ekziston një lidhje midis numrit të çdo elementi në tabelën periodike të elementeve dhe vlerës së ngarkesës së bërthamës së një atomi të këtij elementi. Mund të formulohet kështu: numri serial i çdo elementi kimik në tabelën periodike të elementeve është numerikisht i barabartë me ngarkesën pozitive të bërthamës së këtij elementi dhe, rrjedhimisht, me numrin e elektroneve që rrotullohen rreth tij.

Meqenëse hidrogjeni zë numrin e parë në tabelën periodike të elementeve, kjo do të thotë se ngarkesa pozitive e bërthamës së atomit të tij është e barabartë me një dhe se një elektron rrotullohet rreth bërthamës.

Elementi kimik helium zë numrin dy në tabelën periodike të elementeve. Kjo do të thotë se ajo ka një ngarkesë elektrike pozitive të bërthamës të barabartë me dy njësi, d.m.th., bërthama e saj duhet të përmbajë dy protone, dhe guaska elektronike e atomit duhet të përmbajë dy elektroda.

Heliumi natyror përbëhet nga dy izotope - helium i rëndë dhe i lehtë. Numri masiv i heliumit të rëndë është katër. Kjo do të thotë se bërthama e një atomi të rëndë të heliumit, përveç dy protoneve të lartpërmendur, duhet të përfshijë edhe dy neutrone të tjera. Sa i përket heliumit të lehtë, numri i masës së tij është tre, d.m.th., bërthama e tij, përveç dy protoneve, duhet të përfshijë edhe një neutron.

Është vërtetuar se në heliumin natyror numri i atomeve të lehta të heliumit është afërsisht një e milionta e atomeve të rënda të heliumit. Në Fig. Figura 3 tregon një model skematik të atomit të heliumit.

Oriz. 3. Skema e strukturës së atomit të heliumit

Kompleksiteti i mëtejshëm i strukturës së atomeve të elementeve kimike ndodh për shkak të rritjes së numrit të protoneve dhe neutroneve në bërthamat e këtyre atomeve dhe në të njëjtën kohë për shkak të rritjes së numrit të elektroneve që rrotullohen rreth bërthamave (Fig. 4 ). Duke përdorur tabelën periodike të elementeve, është e lehtë të përcaktohet numri i elektroneve, protoneve dhe neutroneve që përbëjnë atome të ndryshme.

Oriz. 4. Skemat e strukturës së bërthamave atomike: 1 - helium, 2 - karboni, 3 - oksigjen

Numri serial i një elementi kimik e barabartë me numrin protonet e vendosura në bërthamën e një atomi, dhe në të njëjtën kohë numri i elektroneve që rrotullohen rreth bërthamës. Sa i përket peshës atomike, ajo është afërsisht e barabartë me numrin masiv të atomit, d.m.th., numrin e protoneve dhe neutroneve të kombinuara në bërthamë. Prandaj, duke zbritur nga pesha atomike e një elementi një numër të barabartë me numrin atomik të elementit, mund të përcaktohet se sa neutrone përmbahen në një bërthamë të caktuar.

Është vërtetuar se bërthamat e elementeve kimike të lehta, të cilat përmbajnë pjesë të barabarta të protoneve dhe neutroneve, dallohen me forcë shumë të lartë, pasi forcat bërthamore në to janë relativisht të mëdha. Për shembull, bërthama e një atomi të rëndë të heliumit është jashtëzakonisht e fortë sepse përbëhet nga dy protone dhe dy neutrone të lidhura së bashku nga forca të fuqishme bërthamore.

Bërthamat e atomeve të elementeve kimike më të rënda përmbajnë një numër të pabarabartë të protoneve dhe neutroneve, kështu që lidhja e tyre në bërthamë është më e dobët se në bërthamat e elementeve kimike të lehta. Bërthamat e këtyre elementeve mund të ndahen relativisht lehtë kur bombardohen me "predha" atomike (neutrone, bërthama heliumi, etj.).

Sa i përket elementëve kimikë më të rëndë, veçanërisht atyre radioaktivë, bërthamat e tyre janë aq të dobëta sa që shpërbëhen spontanisht në pjesët përbërëse të tyre. Për shembull, atomet e radiumit të elementit radioaktiv, të përbërë nga një kombinim i 88 protoneve dhe 138 neutroneve, kalbet spontanisht, duke u shndërruar në atome të elementit radioaktiv radon. Atomet e këtyre të fundit, nga ana tjetër, shpërbëhen në pjesët përbërëse të tyre, duke u shndërruar në atome të elementeve të tjerë.

Duke shqyrtuar shkurtimisht komponentët bërthamat e atomeve të elementeve kimike, merrni parasysh strukturën e predhave elektronike të atomeve. Siç dihet, elektronet mund të rrotullohen rreth bërthamave atomike vetëm në orbita të përcaktuara rreptësisht. Për më tepër, ato janë aq të grupuara në shtresën elektronike të secilit atom saqë mund të dallohen shtresat individuale të elektroneve.

Çdo shtresë mund të përmbajë një numër elektronesh që nuk e kalon një numër të përcaktuar rreptësisht. Kështu, për shembull, në shtresën e parë elektronike më të afërt me bërthamën e një atomi mund të ketë maksimum dy elektrone, në të dytën - jo më shumë se tetë elektrone, etj.

Ato atome, shtresat e jashtme elektronike të të cilëve janë plotësisht të mbushura, kanë shtresën elektronike më të qëndrueshme. Kjo do të thotë që ky atom i mban fort të gjitha elektronet e tij dhe nuk ka nevojë të marrë një sasi shtesë nga jashtë. Për shembull, një atom helium ka dy elektrone që mbushin plotësisht shtresën e parë elektronike, dhe një atom neoni ka dhjetë elektrone, nga të cilat dy të parat mbushin plotësisht shtresën e parë elektronike, dhe pjesa tjetër - e dyta (Fig. 5).

Oriz. 5. Skema e strukturës së atomit të neonit

Rrjedhimisht, atomet e heliumit dhe neonit kanë predha elektronike plotësisht të qëndrueshme dhe nuk përpiqen t'i modifikojnë disi ato në mënyrë sasiore. Elementë të tillë janë kimikisht inertë, domethënë nuk ndërveprojnë kimikisht me elementë të tjerë.

Megjithatë, shumica e elementeve kimike kanë atome në të cilat shtresat e jashtme të elektroneve nuk janë plotësisht të mbushura me elektrone. Për shembull, një atom kaliumi ka nëntëmbëdhjetë elektrone, tetëmbëdhjetë prej të cilave mbushin plotësisht tre shtresat e para, dhe elektroni i nëntëmbëdhjetë është i vetëm në shtresën tjetër elektronike të pambushur. Mbushja e dobët e shtresës së katërt elektronike me elektrone çon në faktin se bërthama e atomit mban shumë dobët elektronin më të jashtëm, elektronin e nëntëmbëdhjetë, dhe për këtë arsye ky i fundit mund të shkëputet lehtësisht nga atomi. .

Ose, për shembull, një atom oksigjeni ka tetë elektrone, dy prej të cilave mbushin plotësisht shtresën e parë, dhe gjashtë të tjerat janë të vendosura në shtresën e dytë. Kështu, për të përfunduar plotësisht ndërtimin e shtresës së dytë elektronike në atomin e oksigjenit, atij i nevojiten vetëm dy elektrone. Prandaj, atomi i oksigjenit jo vetëm që i mban fort gjashtë elektronet e tij në shtresën e dytë, por gjithashtu ka aftësinë të tërheqë dy elektronet që i mungojnë për të mbushur shtresën e dytë elektronike. Këtë ai e arrin duke përbërje kimike me atome të elementeve në të cilët elektronet e jashtme janë të lidhura dobët me bërthamat e tyre.

Elementet kimike atomet e të cilëve nuk kanë shtresa të jashtme elektronike të mbushura plotësisht me elektrone, si rregull, janë kimikisht aktivë, domethënë, ata hyjnë lehtësisht në ndërveprime kimike.

Pra, elektronet në atomet e elementeve kimike janë rregulluar në një rend të përcaktuar rreptësisht, dhe çdo ndryshim në rregullimin e tyre hapësinor ose sasinë në shtresën elektronike të atomit çon në një ndryshim vetitë fizike dhe kimike e fundit.

Barazia e numrit të elektroneve dhe protoneve në sistemin atomik është arsyeja që ngarkesa totale elektrike e tij është zero. Nëse shkelet barazia e numrit të elektroneve dhe protoneve në sistemin atomik, atëherë atomi bëhet një sistem i ngarkuar elektrikisht.

Një atom në sistemin e të cilit prishet ekuilibri i të kundërtave ngarkesat elektrike për faktin se ka humbur disa nga elektronet e tij ose, anasjelltas, ka fituar një numër të tepërt të tyre, quhet jon.

Përkundrazi, nëse një atom fiton disa elektrone shtesë, ai bëhet një jon negativ. Për shembull, një atom klori që ka fituar një elektron shtesë kthehet në një jon klori negativ të ngarkuar vetëm Cl -. Një atom oksigjeni që ka marrë dy elektrone shtesë kthehet në një jon oksigjeni negativ të ngarkuar dyfish, O, etj.

Një atom që është kthyer në një jon bëhet, në lidhje me mjedisi i jashtëm sistem me ngarkesë elektrike. Kjo do të thotë se atomi filloi të zotëronte fushë elektrike, së bashku me të cilin përbën një sistem të vetëm material dhe nëpërmjet kësaj fushe kryen bashkëveprimin elektrik me grimcat e tjera të materies të ngarkuara elektrike - jonet, elektronet, bërthamat atomike të ngarkuara pozitivisht etj.

Aftësia e joneve të ndryshme për t'u tërhequr reciprokisht nga njëri-tjetri është arsyeja që ato kombinohen kimikisht, duke formuar grimca më komplekse të materies - molekula.

Si përfundim, duhet theksuar se përmasat e një atomi janë shumë të mëdha në krahasim me përmasat e grimcave materiale nga të cilat përbëhen. Bërthama e atomit më kompleks, së bashku me të gjitha elektronet, zë një të miliardën e vëllimit të atomit. Një llogaritje e thjeshtë tregon se nëse një metër kub platin do të mund të ngjeshej aq fort sa hapësirat intraatomike dhe ndëratomike të zhdukeshin, atëherë vëllimi do të ishte i barabartë me afërsisht një milimetër kub.

Atomi. Paraqitja e strukturës së një atomi. Elektrone, protone, neutrone

Atomi - një grimcë elementare e një substance (element kimik), i përbërë nga një grup i caktuar protonesh dhe neutronesh (bërthama atomike) dhe elektrone.

Bërthama e një atomi përbëhet nga protone (p+) dhe neutrone (n0). Numri i protoneve N(p+) e barabartë me ngarkesën e bërthamës(Z) dhe numrin serial të elementit në serinë natyrore të elementeve (dhe në sistemin periodik të elementeve). Shuma e numrit të neutroneve N(n0), e shënuar thjesht me shkronjën N, dhe numri i protoneve Z quhet numër masiv dhe shënohet me shkronjën A. Predha elektronike e një atomi përbëhet nga elektrone që lëvizin rreth bërthamës(e-). Numri i elektroneve N(e-) në shtresën elektronike të një atomi neutral është i barabartë me numri i protoneve Z në thelbin e tij.

Një ide e modelit modern mekanik kuantik të atomit. Karakteristikat e gjendjes së elektroneve në një atom duke përdorur një grup numrash kuantikë, interpretimi i tyre dhe vlerat e vlefshme

Atomi – një mikrokozmos në të cilin veprojnë ligjet e mekanikës kuantike.

Procesi valor i lëvizjes së elektroneve në një atom rreth bërthamës përshkruhet duke përdorur funksioni i valës psi (ψ), i cili duhet të ketë tre parametra kuantizimi (3 gradë lirie).

Kuptimi fizik – amplitudë tredimensionale el. valët.

n – numri kuantik kryesor, karakteri. energjike niveli në një atom.

l – sekondar (numri orbital) l=0…n-1, karakterizon energjinë. nënnivelet në atom dhe forma e orbitalës atomike.

m l – frekuenca magnetike ml= -l… +l, karakterizon orientimin e elementit në m.p.

ms është numri i rrotullimit. spanjisht Sepse çdo elektron ka momentin e vet të lëvizjes

Sekuenca e mbushjes së niveleve dhe nënniveleve të energjisë me elektrone në atomet multielektronike. Parimi i Paulit. Rregulli i Hundit. Parimi i energjisë minimale.

Ave. Gunda: mbushja ndodh në mënyrë sekuenciale në atë mënyrë që shuma e numrave të rrotullimit (momenti i lëvizjes) të jetë maksimal.

Parimi Pauli: në një atom nuk mund të ketë 2 elektrone që i kanë të gjitha 4 kuantet. Numrat do të ishin të njëjtë

Xn– numri maksimal i el. mbi energjinë ur.

Duke filluar nga periudha e 3-të, vërehet një efekt vonese, i cili shpjegohet me parimin e energjisë më të vogël: formimi i shtresës elektronike të atomit ndodh në atë mënyrë që el. zënë një pozicion të favorshëm energjetik kur energjia e lidhjes me bërthamën është maksimumi i mundshëm dhe energjia e vetë elektronit është minimumi i mundshëm.

Ave. Kliçevskit– më të dobishmet nga ana energjike janë ato te macet. shuma e numrave kuantikë n dhe l priret në min.

Energjia e jonizimit dhe energjia e afinitetit të elektroneve. Natyra e ndryshimeve të tyre sipas periudhave dhe grupeve të sistemit periodik të D.I. Metalet dhe jometalet.

Energjia e jonizimit atomik- Energjia e nevojshme për të hequr një elektron nga një atom i pangacmuar quhet energjia e parë e jonizimit (potencial).

Afiniteti i elektroneve- Efekti energjetik i shtimit të një elektroni në një atom neutral quhet afinitet elektronik (E).

Energjia e jonizimit rritet në periudhat nga metalet alkaline deri te gazet fisnike dhe zvogëlohet në grupe nga lart poshtë.

Për elementet e nëngrupeve kryesore rritet afiniteti i elektroneve në periudha nga e majta në të djathtë dhe zvogëlohet në grupe nga lart poshtë.

Ligji periodik dhe sistemi periodik i elementeve nga D.I. Periudhat, grupet dhe nëngrupet e sistemit periodik. Marrëdhënia midis sistemit periodik dhe strukturës së atomeve. Familjet elektronike të elementeve.

formulimi i ligjit periodik eshte kjo:

"Vetitë e elementeve kimike (d.m.th., vetitë dhe forma e përbërjeve që ata formojnë) varen periodikisht nga ngarkesa e bërthamës së atomeve të elementeve kimike."

Tabela periodike e Mendelejevit përbëhet nga 8 grupe dhe 7 periudha.

Kolonat vertikale të një tabele quhen grupe. Elementet brenda secilit grup kanë veti të ngjashme kimike dhe fizike. Kjo shpjegohet me faktin se elementët e të njëjtit grup kanë konfigurime të ngjashme elektronike të shtresës së jashtme, numri i elektroneve në të cilat është i barabartë me numrin e grupit. Në të njëjtën kohë grupi ndahet në nëngrupe kryesore dhe dytësore.

Në Main nëngrupet përfshijnë elementë, elektronet e valencës së të cilëve ndodhen në nënnivelet e jashtme ns- dhe np. Në Side nëngrupet përfshijnë elementë, elektronet e valencës së të cilëve ndodhen në nënnivelin e jashtëm ns dhe në nënnivelin e brendshëm (n - 1) d (ose (n - 2) f-nënnivelin).

Të gjithë elementët në tabelën periodike, në varësi të cilit nënnivel(s-, p-, d- ose f-) elektronet e valencës klasifikohen në: s-elemente (elemente të nëngrupeve kryesore të grupeve I dhe II), p-elemente (elemente të nëngrupeve kryesore III - grupet VII), d-elementet (elementet e nëngrupeve anësore), f-elementet (lantanide, aktinide).

Rreshtat horizontale të tabelës quhen perioda. Elementet në periudha ndryshojnë nga njëri-tjetri, por e përbashkëta e tyre është se elektronet e fundit janë në të njëjtin nivel energjie (numri kuantik kryesor n është i njëjtë).

Metoda e lidhjes së valencës

Vetëm orbitalet atomike të valencës (elektronet) marrin pjesë në formimin e lidhjeve kimike kovalente, dhe pjesa tjetër lokalizohet pranë bërthamës së atomit.

Pikat kryesore:

Vetëm orbitalet atomike të valencës marrin pjesë në formimin e lidhjeve kimike.

Një kovalet formohet nga dy elektrone me rrotullime antiparalele

Lidhja ndodhet në drejtimin në të cilin mundësia e mbivendosjes së reve elektronike është minimale

8. Dy mekanizma për formimin e lidhjeve kovalente: konvencionale dhe dhuruese-pranuese.

9. Hibridizimi i orbitaleve atomike valente: sp-, sp 2 -, sp 3 -hibridizimi. Forma gjeometrike dhe polariteti i molekulave. Karakteristikat kryesore të lidhjeve kovalente: gjatësia, energjia, drejtimi, ngopja, këndet e lidhjes.

Hibridizimi- ky është rreshtimi energjik i orbitaleve atomike të valencës, i shoqëruar nga rreshtimi i formave të elektroneve. retë

Orbitalet atomike hibride kanë formën e një figure të drejtuar tetë në një rrafsh në hapësirën tredimensionale ato kanë një formë trap të shkurtuar të quajtur q-a.o.

Polariteti i molekulave përcaktohet nga përbërja dhe forma gjeometrike e tyre.

Jo polare (p = O) do të jetë:

a) molekulat e substancave të thjeshta, pasi ato përmbajnë vetëm lidhje kovalente jopolare;

b) molekulat poliatomike të substancave komplekse, nëse ato formë gjeometrike simetrike.

Polar (p > O) do të jetë:

a) molekulat diatomike të substancave komplekse, pasi ato përmbajnë vetëm lidhje polare;

b) molekulat poliatomike të substancave komplekse, nëse struktura e tyre është asimetrike, domethënë forma e tyre gjeometrike është ose e paplotë ose e shtrembëruar, gjë që çon në shfaqjen e një dipoli total elektrik, për shembull, në molekulat NH3, H2O, HNO3 dhe HCN. .

Cov.st. e energjisë|P.sh. (kJ/mol)– sasia e energjisë së çliruar kur ndodhin reaksione kimike në një vëllim prej 1 mol elementësh

Gjatësia e gjirit St.– përkufizohet si një vijë e drejtë që lidh bërthamat e atomeve të elementeve kimike

Ngopja cov kimike sv– çdo valencë a.o. Një atom mund të formojë vetëm një lidhje kimike, d.m.th. mbivendosen vetëm 1 herë me a.a. atome të tjera

Fokusimi– përcakton strukturën molekulare të substancave dhe gjeometrike. formën e molekulave të tyre. Këndet ndërmjet 2 lidhjeve quhen kënde lidhjeje.

Polariteti– shkaktohet nga një shpërndarje e pabarabartë e densitetit të elektroneve për shkak të atomeve të ndryshme elektronegative në një molekulë të formuar nga atomet e të njëjtit elektron (o2, cl2...) el total. reja shpërndahet në mënyrë simetrike në raport me bërthamat atomike, sepse ndryshim elektronegativiteti = 0. Lidhje të tilla kimike quhen polare.

Në molekulat e tipit HF HCl, reja e përgjithshme elektrike zhvendoset drejt bërthamës së grimcave me një e.o më të madhe. lidhjet e tilla quhen jo polare

Reaksionet që ndryshojnë në efektin termik janë endotermike dhe ekzotermike. Shndërrimet e energjisë në reaksionet kimike. Ligji i parë i termodinamikës. Funksionet e gjendjes: energjia e brendshme, entalpia, entropia, energjia Gibbs.

Reaksion ekzotermik- një reaksion kimik i shoqëruar nga çlirimi i nxehtësisë.

Reaksioni endotermik- një reaksion kimik në të cilin nxehtësia absorbohet.

Energjia lirohet ose absorbohet në formën e nxehtësisë. Kjo na lejon të gjykojmë praninë në substanca të një sasie të caktuar të energjisë ( energjia e reagimit të brendshëm).

Gjatë reaksioneve kimike, një pjesë e energjisë që përmbahet në substanca lirohet, kjo quhet efekt termik reagimet. me të cilin mund të gjykohet ndryshimi i sasisë së energjisë së brendshme të një lënde.

Gjatë reaksioneve kimike, ndodh shndërrimi i ndërsjellë i energjive - energjia e brendshme e substancave në termike, rrezatuese, elektrike dhe mekanike, dhe anasjelltas.

Ndryshimi në energjinë e brendshme të një sistemi gjatë kalimit të tij nga një gjendje në tjetrën është i barabartë me shumën e punës së forcave të jashtme dhe sasinë e nxehtësisë së transferuar në sistem:

ku ΔU është ndryshimi i energjisë së brendshme, A është puna e forcave të jashtme, Q është sasia e nxehtësisë që transferohet në sistem.

Nga (ΔU = A + Q) rrjedh ligji i ruajtjes së energjisë së brendshme. Nëse sistemi është i izoluar nga ndikimet e jashtme, atëherë A = 0 dhe Q = 0, dhe për këtë arsye ΔU = 0.

Gjatë çdo procesi që ndodh në një sistem të izoluar, energjia e tij e brendshme mbetet konstante.

Nëse puna kryhet nga sistemi, dhe jo nga forcat e jashtme, atëherë ekuacioni (ΔU = A + Q) shkruhet si:

ku A" është puna e kryer nga sistemi (A" = -A).

Sasia e nxehtësisë së transferuar në sistem shkon për të ndryshuar energjinë e tij të brendshme dhe për të kryer punë në trupat e jashtëm nga sistemi.

Funksioni shtetëror quhet karakteristikë e tillë e ndryshueshme e një sistemi që nuk varet nga parahistoria e sistemit dhe ndryshimi në të cilin gjatë kalimit të sistemit nga një gjendje në tjetrën nuk varet nga mënyra se si është bërë ky ndryshim.

Energjia e brendshme karakterizon furnizimin total të sistemit (të gjitha llojet e energjisë në sistem)

Entropia– është një masë e çrregullimit të sistemit. Enpropia futet si funksion i gjendjes, ndryshimi i së cilës përcaktohet nga raporti i sasisë së nxehtësisë së marrë ose të lëshuar nga sistemi në t - T.

Entalpia e formimit të një substance komplekse nga substanca të thjeshta është efekti termik i reaksionit të formimit të një substance të caktuar nga substanca të thjeshta në gjendje standarde, referuar 1 mol të substancës që rezulton.

Energjia e Gibbs-itështë një sasi që tregon ndryshimin e energjisë gjatë një reaksioni kimik.

Konceptet themelore të kinetikës kimike. Shpejtësia e një reaksioni kimik. Faktorët që ndikojnë në shpejtësinë e reaksionit në proceset homogjene dhe heterogjene.

Kinetika kimike – studion shpejtësinë e një reaksioni kimik dhe varësinë e tij nga faktorë të ndryshëm, si dhe mekanizmin e reaksioneve kimike.

Shpejtësia kimikereagimet thirrni numrin e akteve elementare të reaksionit që ndodhin për njësi të kohës.

Shpejtësia e një reaksioni kimik varet nga:

1) përqendrimet e substancave reaguese;

2) temperatura;

3) prania e katalizatorëve;

4) natyrën e substancave reaguese;

5) shkalla e bluarjes së lëndës së ngurtë;

6) përzierja nëse substancat janë në gjendje të tretur.

V burimi =

Shpejtësia mesatareçdo reaksion përcaktohet nga ndryshimi i përqendrimit molar të substancave reaguese gjatë një periudhe kohore. (mol/(litër*s))

21. Ndikimi i përqendrimit në shpejtësinë e një reaksioni kimik. Ligji i veprimit masiv.

Ligji i veprimit në masë tregon varësinë e shpejtësisë së një kimikati. reagimi në varësi të përqendrimit reagojnë. brenda-në.

Shpejtësia kimike reagojnë. Drejtpërdrejt në proporcion me prodhimin. konk. substancat reaguese, të marra në shkallë të koeficientëve të tyre stekiometrikë.

Për reaksionet e gazit, mund të përdoret presioni i pjesshëm.
Ligji vlen vetëm për HOMOGJEN sistemeve Nëse sistemi është heterogjen, atëherë shpejtësia. Reagimi Varet nga sipërfaqja (shkalla e presionit) e fazës së ngurtë.

Me rritjen e temperaturës, rritet rezerva e brendshme e energjisë e molekulave. Gjithnjë e më shumë prej tyre po aktivizohen. Si pasojë e kësaj, përqindja e përplasjeve efektive midis molekulave për njësi të kohës rritet, dhe rrjedhimisht rritet shpejtësia e reaksionit kimik.

Me rritjen e temperaturës, përqendrimet e substancave fillestare në përzierjen e reaksionit praktikisht nuk ndryshojnë. Kjo do të thotë që një rritje në shpejtësinë e reaksionit në përputhje me ekuacionin kryesor kinetik duhet të shoqërohet me një rritje të konstantës së shpejtësisë së saj.

Shkencëtari holandez Van't Hoff përcaktoi eksperimentalisht se për reaksionet kimike (duke tip normal varësia e shpejtësisë nga temperatura) me çdo 10 gradë rritje të temperaturës, vlera e konstantës së shpejtësisë rritet me 2-4 herë. Për më tepër, për secilin reaksion kimik, ky numër është konstant dhe mund të marrë vlera të plota (2, 3, 4) dhe fraksionale nga intervali i specifikuar. Përcaktohet eksperimentalisht, i quajtur koeficienti i temperaturës së shpejtësisë së një reaksioni kimik ose koeficienti Van't Hoff dhe shënohet me shkronjën greke γ:

γ =

ku k T është konstanta e shpejtësisë së një reaksioni kimik në një temperaturë të barabartë me T; k T+10 është konstanta e shpejtësisë së një reaksioni kimik në një temperaturë të rritur me 10 gradë në krahasim me atë fillestare.

Energjia e aktivizimit të një reaksioni kimik (E a) në kuptimin e tij fizik mund të përkufizohet si ajo energji e tepërt, krahasuar me energjinë mesatare të molekulave joaktive të substancave fillestare në sistemin e reaksionit në një temperaturë të caktuar, e cila duhet t'u jepet atyre. kështu që përplasjet ndërmjet tyre çojnë në një reaksion kimik.

Rezerva minimale e energjisë që molekulat duhet të kenë për të hyrë në një reaksion të caktuar mund të konsiderohet si një lloj pengese energjie për këtë reaksion.

Për më tepër, sa më i lartë të jetë, aq më pak molekula janë në gjendje ta kapërcejnë atë. Duke ditur numrin total të molekulave në sistem dhe energjinë e aktivizimit për një reaksion të caktuar, numri i molekulave të tilla aktive mund të llogaritet duke përdorur ligjin Maxwell-Boltzmann

ku N a është numri i molekulave aktive, N o është numri i përgjithshëm i molekulave.

Llojet e hidrolizës së kripës

Ndërveprimi kimik i joneve të kripës me jonet e ujit, që çon në formimin e një elektroliti të dobët dhe i shoqëruar nga një ndryshim në pH të tretësirës, ​​quhet hidroliza e kripërave.

Çdo kripë mund të konsiderohet si produkt i ndërveprimit të një acidi dhe një baze. Lloji i hidrolizës së një kripe varet nga natyra e bazës dhe acidit që formon kripën. Janë të mundshme 3 lloje të hidrolizës së kripës.

Hidroliza me anion shkon nëse kripa është formuar nga një kation i një baze të fortë dhe një anion i një acidi të dobët. Për shembull, kripa CH3COONa formohet nga baza e fortë NaOH dhe acidi monobazik i dobët CH3COOH. Joni i dobët elektrolit CH3COO– i nënshtrohet hidrolizës.

Hidroliza me kation shkon nëse kripa është formuar nga një kation i një baze të dobët dhe një anion i një acidi të fortë. Për shembull, kripa CuSO4 formohet nga baza e dobët diacide Cu(OH)2 dhe acidi i fortë H2SO4. Hidroliza ndodh në kationin Cu2+ dhe ndodh në dy faza me formimin e një kripe bazë si produkt i ndërmjetëm.

Hidroliza me kation dhe anion shkon nëse kripa është formuar nga një kation i një baze të dobët dhe një anion i një acidi të dobët. Për shembull, kripa CH3COONH4 formohet nga baza e dobët NH4OH dhe acidi i dobët CH3COOH. Hidroliza ndodh përgjatë kationit NH4+ dhe anionit CH3COO-.

Hidroliza mund të karakterizohet në mënyrë sasiore duke përdorur konstantet e hidrolizës (KG) Dhe shkalla e hidrolizës (h).

Konstanta e hidrolizës (K G)-është raporti i produktit jonik të ujit (K w ) në konstantën e disociimit të bazës së dobët ose acidit të dobët që formon një kripë të caktuar.

Herësi i një sasie konstante pjesëtuar me një tjetër është gjithashtu një sasi konstante. Kjo është arsyeja pse K G është një vlerë konstante që karakterizon aftësinë e një kripe për t'iu nënshtruar hidrolizës. Kuptimi K G varet nga natyra e kripës, temperatura dhe nuk varet në përqendrimin e tretësirës.

1. Për llojin e kripës NH4Cl:

Sa më i dobët të jetë acidi, aq më shumë kripërat e formuara nga ky acid i nënshtrohen hidrolizës.

3. Për llojin e kripës NH4CN:

Meqenëse, pra,. Kështu, në fazën e parë, hidroliza e kripërave ndodh gjithmonë në një masë më të madhe.

Shkalla e hidrolizës (h)-Raporti i kripës së hidrolizuar me numri total kripë e tretur, zakonisht e shprehur në përqindje.

Nëse, për shembull, 2 mol kripë u tretën në ujë, dhe 0.01 mole iu nënshtruan hidrolizës, atëherë .

Shkalla e hidrolizës varet nga shumë faktorë:

1. Para së gjithash, varet nga natyra kimike jonet përbërëse të kësaj kripe. Kështu, në tretësirat e CH 3 COONa dhe NaCN me përqendrime molare prej 0,1 mol/l në 25 0 C, shkalla e hidrolizës së kripërave është e ndryshme:

h(CH 3 COONa) = 0,01%, dhe h(NaCN) = 1,5%.

Kjo shpjegohet nga forcat e ndryshme të acideve që përbëjnë kripërat:

Kështu:

Sa më i dobët të jetë acidi (baza) që formon kripën, aq më e lartë është shkalla e hidrolizës.

2. Shkalla e hidrolizës ndryshon shumë me ndryshimet e temperaturës së tretësirës së kripës. Në të vërtetë, procesi i hidrolizës është endotermik, prandaj:

Sa më e lartë të jetë temperatura, aq më e madhe është shkalla e hidrolizës.

3. Shkalla e hidrolizës varet nga përqendrimi i tretësirës:

Sa më i ulët të jetë përqendrimi i tretësirës së kripës, aq më e madhe është shkalla e hidrolizës.

Shkalla e hidrolizës mund të shprehet përmes konstantës së hidrolizës:

1. Për llojin e kripës NH4Cl:

3. Për llojin e kripës NH4CN:

(7)

Kështu, shkalla e hidrolizës së kripërave të formuar nga një acid i dobët dhe një bazë e dobët praktikisht nuk varet nga përqendrimi i tretësirës së kripës.

34. Potenciali i elektrodës. Shfaqja e një kërcimi të mundshëm në ndërfaqe. Koncepti i sistemit të elektrodës dhe reaksionit të elektrodës.

Potenciali i elektrodës - vlerë relative sepse e matur në lidhje me një standard, elektroda e hidrogjenit merret si standard

Kërcim kapaciteti

Kur një reaksion elektrokimik ndodh në sipërfaqen e elektrodave të klasit të parë, formohet një ngarkesë pozitive ose negative në lidhje me shtresën ngjitur të tretësirës, ​​e cila quhet kërcim potencial. Ky kërcim është i vështirë për t'u matur, kështu që prezantohet koncepti i potencialit të elektrodës

35. Sistemet e elektrodave, klasifikimi i tyre. Grimcat përcaktuese të kaut dhe të kuqes në sistemet e elektrodave të llojeve të ndryshme.

Lloji i parë përbëhet nga një elektrodë metalike - një përcjellës i zhytur në një tretësirë ​​ujore të një elektroliti, i cili gjithashtu përmban katione të këtij metali. (Metali është zhytur në një tretësirë ​​të kripës së tij.) Elektroda përcjellëse është E KUQE dhe kationi i saj është OX

2 lloje përbëhet nga një elektrodë përcjellëse metalike e veshur me një përbërje pak të tretshme që përmban të njëjtat anione të këtij metali dhe e zhytur në një tretësirë ​​elektrolite që përmban të njëjtat anione të përbërjes pak të tretshme. Në elektrodat e tipit të dytë, forma e oksiduar është një përbërje pak e tretshme (MA), forma e reduktuar është atomi i metalit (M) dhe anioni i tretësirës (AZ-).

Elektroda jo metalike

Elektrodat jometalike janë sisteme që përbëhen nga një elektrodë përcjellëse që nuk merr pjesë në reaksionin e elektrodës, por është furnizues i elektroneve për reaksionin e elektrodës. Nëse grimcat OX dhe RED në një elektrodë jometalike janë jone, atëherë elektronet e tilla quhen redoks . Nëse një nga grimcat përcaktuese të potencialit është një gaz, atëherë elektroda të tilla quhen gazit.

Koncepti i potencialit standard të elektrodës së ekuilibrit. Tabela e potencialeve standarde të elektrodës. Seritë e tensionit elektrokimik të metaleve dhe përdorimi i saj për vlerësimin e aktivitetit elektrokimik të metaleve.

36. a) Elektroda standarde e hidrogjenit. Elektroda e oksigjenit.

Për kushte standarde, d.m.th. Kur aktiviteti i joneve të hidrogjenit dhe presioni i pjesshëm i hidrogjenit janë të barabartë me 1, dhe temperatura është 250 C, përgjithësisht pranohet se potenciali standard i elektrodës së hidrogjenit është zero. Elektroda e hidrogjenit quhet elektroda referuese.

Ekuacioni Nernst për një elektrodë hidrogjeni: ϕ H + /H 2 =-0,059*PH

Për oksigjen ϕOH - /O 2 =1,23-0,059PH

Sa më të larta të jenë potencialet reduktuese standarde, aq më lehtë mund të reduktohen, me fjalë të tjera, aq më të fuqishëm janë agjentët oksidues. Dhe anasjelltas: një potencial i ulët negativ do të thotë që kjo formë është një agjent i fortë reduktues.

Oksidative

Pasivizimi

Në një gjendje kompakte, në sipërfaqen e metalit formohet një shtresë - një film i fazës së oksidit, i cili mund të mbrojë kundër korrozionit të mëtejshëm. Ky fenomen quhet vetë-pasivim.
Kushti i vazhdimësisë së filmit përcaktohet nga rregulli Pilling dhe Bedworth

një film mjaft i fortë formohet në sipërfaqen e metalit

Formohet një film i lirshëm

Film i plasaritur që nuk mbron nga korrozioni

42. Bashkëveprimi kimik i metaleve me tretësirat alkaline.

Vetëm ato metale, oksidet dhe hidroksidet e të cilave kanë veti amfoterike dhe acidike mund të reagojnë me alkalet. Këto janë metale: Be, Zn, Al, Ti, Ta, Cr, Mo, W, Mn, V, Nb
Metalet, oksidet dhe hidroksidet e të cilave kanë vetëm veti bazë ndaj alkaleve, janë kimikisht rezistente (metalet alkaline dhe alkaline tokësore)

Alkalet në tretësirat dhe shkrirjet veprojnë vetëm si një medium, dhe agjenti oksidues në lidhje me metalet në tretësirat alkaline është H 2 O, në shkrirje agjenti oksidues është O 2

43. Bashkëveprimi kimik i metaleve me ujin.

Në varësi të aktivitetit të metalit, reaksioni ndodh në kushte të ndryshme dhe formohen produkte të ndryshme.

1). Ndërveprimi me metalet më aktive , duke qëndruar në tabelën periodike në I A dhe I I A grupet (metalet alkali dhe alkaline tokësore) dhe alumini . Në serinë e aktivitetit, këto metale janë të vendosura deri në alumin (përfshirë)

Reaksioni vazhdon në kushte normale, duke prodhuar alkali dhe hidrogjen.

metalet aktive - Li, Na, K, Rb, Cs, Fr, Ca, Sr, Ba, Ra + Al - reagojnë kështu

Proceset e katodës

Meqenëse kationet dhe molekulat e ujit pranojnë elektrone nga katoda në një katodë inerte në një tretësirë ​​neutrale, ato grimca që kanë aftësinë më të madhe oksiduese reduktohen së pari (sa më i lartë të jetë potenciali, aftësia >OX.

Proceset anodike

Meqenëse anionet dhe molekulat e ujit i dhurojnë elektrone anodës, ato grimca që kanë një aftësi më të madhe reduktuese (me potencialin më të ulët të elektrodës) oksidohen së pari në një tretësirë ​​neutrale ϕ O 2/ H 2 O = 1,23-0,059*PH

45. Proceset e oksidimit anodik dhe reduktimit katodik. Elektroliza me një anodë inerte dhe tretëse.

Procesi i katodës.

Meqenëse molekulat e kationit dhe të ujit pranojnë elektroda nga katoda, ato grimca që kanë aftësinë më të madhe oksiduese reduktohen kryesisht në katodën inerte në një zgjidhje neutrale (sa më i lartë të jetë potenciali, aq më i lartë është kapaciteti i tyre oksidues)

Niveli Nersnst - ϕh20/h2 =-0,059 pH.

Pas ujit ato nuk shkarkohen (<-0.41)

Procesi anodik.

Meqenëse anionet dhe H20 dhurojnë elektrone në anodë, në një tretësirë ​​neutrale ato grimca që kanë një reduktim më të madh oksidohen fillimisht. Aftësia (me më pak potencial).

Për H2O sipas ekuacionit Nernst ϕoh/h20=1,23-0,059pH

Anionet komplekse që përmbajnë oksigjen nuk mund të oksidohen në anodë nga tretësirat ujore nëse jonet met dhe jomet në gjendjet e tyre kanë një oksidim maksimal.

Përjashtuar – S+6O4 deri në S2O8

Metalet nuk mund të marrin pjesë në procesin e reduktimit në katodë.

46. ​​Llogaritja e masave të substancave - produktet e elektrolizës sipas ligjit të Faradeit. Prodhimi aktual i produkteve të elektrolizës.

m = AIT/nF

A – masa atomike e elektronit

I - vlera aktuale

T - koha

F – konstante faradei

N – valencë

E – ekuivalenti kimik = A/n (m= EIT/F) në orë – EIT/26.8

Ligji i parë i elektrolizës i Faradeit: masa e një lënde të depozituar në një elektrodë gjatë elektrolizës është drejtpërdrejt proporcionale me sasinë e energjisë elektrike të transferuar në këtë elektrodë. Me sasinë e energjisë elektrike nënkuptojmë ngarkesën elektrike, zakonisht e matur në kulonë.

Ligji i dytë i Faradeit për elektrolizën: për një sasi të caktuar të energjisë elektrike (ngarkesa elektrike), masa e një elementi kimik të depozituar në elektrodë është drejtpërdrejt proporcionale me masën ekuivalente të elementit. Masa ekuivalente e një lënde është masa e saj molare e ndarë me një numër të plotë, në varësi të reaksionit kimik në të cilin substanca merr pjesë.

Rendimenti i substancës B=mfakt/mteor*100%

Mfact - masa aktuale e një lënde në anodë dhe katodë

Mteor - masa e llogaritur duke përdorur formula

47. Analiza kimike. Analiza cilësore e substancave inorganike. Reagimet karakteristike dhe specifike. Klasifikimi analitik i kationeve dhe anioneve.

Analiza kimike- përcaktimi i përbërjes kimike dhe strukturës së substancave; përfshin analizën cilësore dhe sasiore.

Detyra e analizës cilësoreështë të sqarojë përbërjen cilësore të objektit të analizuar.

Detyra e analizës sasioreështë përcaktimi i saktë i përmbajtjes së elementeve individuale ose përbërjeve të tyre në objektin e analizuar.

Metodat e ndryshme të kërkimit të përdorura në analizat cilësore dhe sasiore mund të ndahen në tre grupe kryesore të metodave:

Kimike, ku përdoren reaksione kimike, rezultati i të cilave përcaktohet vizualisht;

Fizike, bazuar në matjen e çdo karakteristike fizike të një lënde që është në funksion të përbërjes së saj kimike;

Fiziko-kimik, bazuar në vëzhgimin e ndryshimeve në vetitë fizike të substancave (dendësia optike, përçueshmëria elektrike, përçueshmëria termike etj.) që ndodhin si rezultat i një reaksioni kimik.

48. Metodat e analizës sasiore - gravimetrike dhe titrimetrike (volumetrike).

Titrimiështë një proces në të cilin tretësira e reagentit (R.V.) me një përqendrim të njohur saktësisht në një sasi të barazvlefshme me përmbajtjen e përbërësit që përcaktohet (R.V.) i shtohet ngadalë, pika-pika në tretësirën që analizohet.

Analiza gravimetrike (peshë) është një metodë e analizës kimike sasiore e bazuar në matjen e saktë të masës së substancës që përcaktohet ose pjesëve përbërëse të saj, të izoluara në gjendje të pastër kimike ose në formën e përbërjeve përkatëse (përbërja konstante e njohur saktësisht).

Metoda titrimetrike (vëllimore) e analizës është një metodë e analizës kimike sasiore e bazuar në matjen e saktë të vëllimit të reagentit (v.v.) i nevojshëm për të përfunduar reaksionin me një sasi të caktuar të analitit (v.v.).

Analiza gravimetrike bazohet në ligjin e ruajtjes së masës së substancave gjatë shndërrimeve kimike. Kjo është më e sakta nga metodat e analizës kimike. Karakteristikat e tij metrologjike: kufiri i zbulimit – 0,10% ose 10-3 mol/dm3; saktësia - 0.2%.

Metoda titrimetrike e analizës ka të njëjtin limit zbulimi si në gravimetri - 0,10% ose 10-3 mol/dm3; por është saktësisht inferior ndaj tij - 0.5%. Megjithëse më e saktë, analiza gravimetrike ka një pengesë domethënëse në krahasim me analizën titrimetrike: kërkon shumë kohë për të përfunduar analizën.

49. Metoda e titrimit acido-bazik . Llogaritjet sipas ligjit të ekuivalentëve. Teknika e titrimit. Enë qelqi vëllimore në metodën titrimetrike

Titrimi acido-bazik- Metodat titrimetrike për përcaktimin e përqendrimit të acideve ose bazave bazuar në reaksionin e neutralizimit:

H + + OH - = H 2 O

Titrimi me tretësirë ​​alkali quhet alkalimetria, dhe titrimi me një tretësirë ​​acidi - acidimetria. Në përcaktimin sasior të acideve (alkalimetria), tretësira e punës është një tretësirë ​​e NaOH ose KOH alkali në përcaktimin sasior të alkalit (acidimetria), tretësira e punës është një tretësirë ​​e një acidi të fortë (zakonisht HCl ose H2SO4). Substancat e përcaktuara: acide të forta dhe të dobëta; baza të forta dhe të dobëta; kripërat që i nënshtrohen hidrolizës.

Llojet e titrimit acid-bazë:

Titrimi i një acidi të fortë me një bazë të fortë ose anasjelltas;

Titrimi i një acidi të dobët me një bazë të fortë;

Titrimi i një baze të dobët me një acid të fortë.

Treguesit Titrimet acido-bazike janë acide dhe baza organike të dobëta në të cilat format molekulare dhe jonike ndryshojnë në ngjyrë. Gjatë procesit të disociimit, këto dy forma janë në ekuilibër. Një ndryshim në pH në një titrim acid-bazë prish ekuilibrin e procesit të disociimit të treguesit, gjë që shkakton akumulimin e një forme të treguesit në tretësirë, ngjyra e të cilit mund të vërehet vizualisht.

Ligji i ekuivalentëve është formuluar si më poshtë: sasitë ekuivalente të të gjitha substancave që marrin pjesë në reaksion janë të njëjta. Për një reaksion kimik të pakthyeshëm

nAA + nBB+ …= nCC + nDD + …

në përputhje me ligjin e ekuivalentëve, barazia do të jetë gjithmonë e vërtetë:

peqA = peqB = … = peqC = peqD = …

Titrimi kryhet duke përdorur një biretë të mbushur me titran deri në pikën zero. Titrimi duke filluar nga shenjat e tjera nuk rekomandohet, pasi shkalla e buretës mund të jetë e pabarabartë. Mbushja e biretave me tretësirën e punës bëhet nëpërmjet një hinke ose duke përdorur pajisje të posaçme nëse bireta është gjysmë automatike. Pika përfundimtare e titrimit (pika e ekuivalencës) përcaktohet me tregues ose metoda fiziko-kimike (përçueshmëria elektrike, transmetimi i dritës, potenciali i elektrodës treguese, etj.). Rezultatet e analizës llogariten në bazë të sasisë së tretësirës së punës të përdorur për titrim.

Gjatë kryerjes së përcaktimeve titrimetrike, matja e vëllimeve të zgjidhjeve standarde ose të analizuara kryhet duke përdorur enë matëse të sakta:

balona volumetrike;

50. Metoda titrimetrike e analizës. Klasifikimi i metodave të analizës titrimetrike. Treguesit në metodën titrimetrike të analizës.

Analiza titrimetrike- një metodë e analizës kimike sasiore, e cila bazohet në matjen e vëllimit të saktë të një tretësire me një përqendrim të njohur saktësisht (titrant) të shpenzuar për ndërveprimin me substancën që përcaktohet.

Klasifikimi sipas metodës së titrimit. Zakonisht ekzistojnë tre metoda: titrimi i drejtpërdrejtë, i kundërt dhe zëvendësues.

Titrim i drejtpërdrejtë - Ky është titrimi i një tretësire të analitit A drejtpërdrejt me një tretësirë ​​titranuese B. Përdoret nëse reaksioni midis A dhe B vazhdon shpejt. Përmbajtja e komponentit A gjatë titrimit direkt me titrant B llogaritet në bazë të barazisë n = n.

Titrimi prapa konsiston në shtimin në analitin A të një teprice të një sasie të njohur saktësisht të tretësirës standarde B dhe, pas përfundimit të reaksionit ndërmjet tyre, titrimin e sasisë së mbetur të substancës B me tretësirën titranuese B." Kjo metodë përdoret në rastet kur reaksioni ndërmjet A dhe B nuk ecin mjaft shpejt, ose nuk është një tregues i përshtatshëm për të rregulluar pikën e ekuivalencës së këtij reagimi.

Numri i moleve të ekuivalentit të analitit A gjatë titrimit të kundërt është gjithmonë i barabartë me diferencën midis numrit të moleve ekuivalent të substancave B dhe B':

p = p - p

Titrimi indirekt konsiston në titrimin me titran B jo të analitit A, por një sasie ekuivalente të zëvendësuesit A, që rezulton nga një reaksion i kryer më parë midis analitit A dhe disa reagentëve.

Titrimi i një zëvendësuesi zakonisht përdoret në rastet kur titrimi i drejtpërdrejtë nuk është i mundur.

Numri i moleve ekuivalente të analitit kur titrohet një zëvendësues është gjithmonë i barabartë me numrin e moleve ekuivalente të titrantit:

p = p = p

Treguesit- substanca që bëjnë të mundur vendosjen e pikës përfundimtare të titrimit (momenti i një ndryshimi të mprehtë të ngjyrës së tretësirës së titruar). Më shpesh, një tregues i shtohet të gjithë zgjidhjes që titrohet (treguesi i brendshëm). Kur punoni me tregues të jashtëm, merrni periodikisht një pikë të tretësirës së titruar dhe përzieni me një pikë të tretësirës treguese ose vendoseni në letër treguese (që çon në

§1. Takoni elektronin, protonin, neutronin

Atomet janë grimcat më të vogla të materies.
Nëse zmadhoni një mollë me madhësi mesatare në madhësinë e Tokës, atomet do të bëhen vetëm sa madhësia e një molle. Pavarësisht përmasave kaq të vogla, atomi përbëhet nga grimca fizike edhe më të vogla.
Ju tashmë duhet të jeni njohur me strukturën e atomit nga kursi juaj i fizikës në shkollë. E megjithatë, le të kujtojmë se atomi përmban një bërthamë dhe elektrone, të cilat rrotullohen rreth bërthamës aq shpejt saqë bëhen të padallueshme - ato formojnë një "re elektronike", ose shtresën elektronike të atomit.

Elektronet zakonisht shënohet si më poshtë: e − . Elektronet e− shumë të lehta, pothuajse pa peshë, por kanë negative ngarkesë elektrike. Është e barabartë me -1. Rryma elektrike që ne të gjithë përdorim është një rrymë elektronesh që qarkullojnë në tela.

Bërthama atomike, në të cilën është përqendruar pothuajse e gjithë masa e saj, përbëhet nga grimca të dy llojeve - neutrone dhe protone.

Neutronet shënohet si më poshtë: n 0 , A protonet Pra: fq + .
Për sa i përket masës, neutronet dhe protonet janë pothuajse të njëjta - 1,675 10−24 g dhe 1,673 10−24 g.
Vërtetë, është shumë e papërshtatshme të numërosh masën e grimcave të tilla të vogla në gram, kështu që shprehet në njësitë e karbonit, secila prej të cilave është e barabartë me 1,673 10 −24 g.
Për çdo grimcë marrim masë atomike relative, e barabartë me herësin e masës së një atomi (në gram) pjesëtuar me masën e një njësie karboni. Masat atomike relative të një protoni dhe një neutroni janë të barabarta me 1, por ngarkesa e protoneve është pozitive dhe e barabartë me +1, ndërsa neutronet nuk kanë ngarkesë.

. Gjëegjëza rreth atomit

Një atom mund të mblidhet "në mendje" nga grimcat, si një lodër ose një makinë nga pjesët e një grupi ndërtimi për fëmijë. Është e nevojshme vetëm të respektohen dy kushte të rëndësishme.

• Kushti i parë: çdo lloj atomi ka të vetin komplet i vet"detaje" - grimcat elementare. Për shembull, një atom hidrogjeni do të ketë patjetër një bërthamë me një ngarkesë pozitive +1, që do të thotë se duhet të ketë me siguri një proton (dhe jo më shumë).
  Një atom hidrogjeni mund të përmbajë gjithashtu neutrone. Më shumë për këtë në paragrafin tjetër.
  Atomi i oksigjenit (numri serial në tabelën periodike është 8) do të ketë një bërthamë të ngarkuar tetë ngarkesa pozitive (+8), që do të thotë se ka tetë protone. Meqenëse masa e një atomi oksigjeni është 16 njësi relative, për të marrë një bërthamë oksigjeni, shtojmë 8 neutrone të tjera.
• Kushti i dytëështë se çdo atom duhet të jetë neutrale elektrike. Për ta bërë këtë, ajo duhet të ketë mjaftueshëm elektrone për të balancuar ngarkesën e bërthamës. Me fjalë të tjera, numri i elektroneve në një atom është i barabartë me numrin e protoneve në thelbin e saj, dhe gjithashtu numrin serial të këtij elementi në Tabelën Periodike.