რუსმა ქიმიკოსებმა ჰელიუმის პირველი „ნამდვილი“ ნაერთი აღმოაჩინეს. ჰელიუმი იძულებული გახდა შეექმნა სტაბილური ქიმიური ნაერთი

ლითიუმი

ჰელიუმი

ჰელიუმი პერიოდულ სისტემაში მეორე ადგილს იკავებს წყალბადის შემდეგ. ჰელიუმის ატომური მასა არის 4,0026. ეს არის ინერტული გაზი ფერის გარეშე. მისი სიმკვრივეა 0,178 გრამი ლიტრზე. ჰელიუმის გათხევადება უფრო რთულია, ვიდრე ყველა ცნობილი აირი, მხოლოდ მინუს 268,93 გრადუს ცელსიუს ტემპერატურაზე და პრაქტიკულად არ მყარდება. მინუს 270,98 გრადუს ცელსიუსამდე გაცივებული ჰელიუმი იძენს ზესთხევადობას. ჰელიუმი წარმოიქმნება ყველაზე ხშირად დიდი ატომების დაშლის შედეგად. დედამიწაზე ის მცირე რაოდენობითაა გავრცელებული, მაგრამ მზეზე, სადაც ატომების ინტენსიური დაშლაა, ბევრი ჰელიუმია. ყველა ეს მონაცემი, როგორც იქნა, პასპორტის მონაცემებია და კარგად არის ცნობილი.

მოდით გავუმკლავდეთ ჰელიუმის ტოპოლოგიებს და ჯერ განვსაზღვროთ მისი ზომები. თუ გავითვალისწინებთ, რომ ჰელიუმის ატომური მასა ოთხჯერ აღემატება წყალბადს, ხოლო წყალბადის ატომი 1840-ჯერ მძიმეა ელექტრონზე, მივიღებთ ჰელიუმის ატომის მასას 7360 ელექტრონის ტოლი; მაშასადამე, ჰელიუმის ატომში ეთერული გლობულების საერთო რაოდენობა არის დაახლოებით 22000; ატომის ტვინის სიგრძე და ორიგინალური ტორუსის დიამეტრი შესაბამისად უდრის 7360 და 2300 ეთერულ ბურთულას. იმისათვის, რომ წარმოვიდგინოთ ჰელიუმის ატომის თავდაპირველი ტორუსის ტვინის სისქის თანაფარდობა და მისი დიამეტრი, მოდით, ფურცელზე კალმით დავხატოთ 370 მილიმეტრი დიამეტრის წრე და დავტოვოთ კვალი კალამს აქვს მილიმეტრის მესამედი სიგანე; მიღებული წრე მოგვცემს მითითებულ წარმოდგენას. ერთი ელექტრონი (ჩაშენებული ეთერული ბურთები) დახატულ წრეზე დაიკავებს მხოლოდ 0,15 მილიმეტრს.

ორიგინალური ტორუსის გადახვევა ჰელიუმის ატომის მზა ფორმაში ხდება შემდეგნაირად. ჯერ წრე ბრტყელდება ოვალურად, შემდეგ ჰანტელის ფორმაში, შემდეგ რვა ფიგურად, შემდეგ კი რვა ფიგურის მარყუჟები ისე იშლება, რომ მოხდეს გადახურვა. სხვათა შორის, უფრო დიდი ატომების გადახურვა არ წარმოიქმნება და ეს აიხსნება იმით, რომ ჰელიუმის ატომში ტვინის სიგრძე ჯერ კიდევ არ არის დიდი და როდესაც ტვინის შუა წერტილები მიდრეკილია მიახლოებისკენ, კიდეები ( მარყუჟები) იძულებულნი არიან გაშალონ. გარდა ამისა, კიდეები მოხრილი იქნება და დაიწყებს თანხვედრას.

ამ მომენტამდე, ჰელიუმის ატომის ტოპოლოგია, როგორც ვხედავთ, ჰგავს წყალბადის იზოტოპის ატომის ტოპოლოგიას - ტრიტიუმს, მაგრამ თუ ტრიტიუმს არ გააჩნდა საკმარისი ძალა კიდეების დახურვისთვის (არ იყო საკმარისი სიგრძე მისი კაბელი), შემდეგ ჰელიუმის მარყუჟები გადადიან ერთიმეორეზე და ამით იხურება. მარყუჟების შეერთების სანდოობის შესამოწმებლად, საკმარისია დაიცვას მათი შეწოვის მხარეების მდებარეობა: შიდა მარყუჟისთვის ის იქნება გარეთ, ხოლო გარე მარყუჟისთვის - შიგნიდან.

ძალიან მოსახერხებელია ატომების ტოპოლოგიის წარმოდგენა მავთულის მოდელების სახით; ამისათვის საკმარისია გამოიყენოთ ზომიერად ელასტიური, მაგრამ საკმარისად პლასტიკური მავთული. წყალბადის ატომი გამოსახული იქნება როგორც ჩვეულებრივი რგოლი. მოდით გავზარდოთ მავთულის სიგრძე ოთხჯერ (იმდენჯერ უფრო მძიმეა ჰელიუმის ატომი წყალბადის ატომზე), გავაბრტყელოთ იგი რგოლში, გავამაგროთ ბოლოები და ვაჩვენოთ ჰელიუმის ატომის გადახვევის პროცესი. გადახვევისას მუდმივად უნდა გვახსოვდეს, რომ მოხრის რადიუსი არ უნდა იყოს რგოლის რადიუსზე ნაკლები, რომელიც წყალბადის ატომია; ეს არის, როგორც ეს, პირობა, რომელიც დადგენილია ტვინის ელასტიურობით - ტორუსის ჭურვები. (ბუნებაში, შეგახსენებთ, მინიმალური რადიუსი უდრის 285 ეთერულ ბურთულას.) მიღებული მინიმალური მოხრის რადიუსი განსაზღვრავს ყველა ატომის ტოპოლოგიას; და კიდევ ერთი რამ: ერთი და იგივე ღუნვის რადიუსების შედეგი იქნება შეწოვის მარყუჟების იგივე ზომები (მათი ერთგვარი სტანდარტიზაცია) და, შესაბამისად, ისინი ქმნიან სტაბილურ ვალენტობას, რომელიც გამოიხატება სხვადასხვა ატომების ერთმანეთთან დაკავშირების უნარში. თუ საკინძებს განსხვავებული ზომები ჰქონდათ, მათი კავშირი პრობლემური იქნებოდა.

ჰელიუმის ატომის მავთულის მოდელის გადახვევის პროცესის ბოლომდე მიყვანისას, აღმოვაჩენთ, რომ გადახურული მარყუჟები არ დევს ერთიმეორეზე, სანამ არ გაჩერდებიან. უფრო ზუსტად, ისინი ამჯობინებენ კიდევ უფრო გადახვევას, მაგრამ ტვინის ელასტიურობა არ იძლევა ამის საშუალებას, ანუ მინიმალური რადიუსის მდგომარეობა. მარყუჟების ყოველი მცდელობისას გადაადგილება კიდევ უფრო შორს, ტვინის ელასტიურობა უკან აგდებს მათ; მობრუნებით, ისინი კვლავ მიიჩქარიან წინ და ისევ ელასტიურობა გადააგდებს მათ უკან; ამ შემთხვევაში, ჰელიუმის ატომი შემდეგ შემცირდება, შემდეგ აყვავდება, ანუ ხდება პულსაცია. პულსაცია, თავის მხრივ, შექმნის მდგრად თერმულ ველს ატომის გარშემო და გახდის მას ფუმფულას; ამიტომ მივედით დასკვნამდე, რომ ჰელიუმი არის აირი.

ჰელიუმის სხვა ფიზიკური და ქიმიური მახასიათებლები ასევე შეიძლება აიხსნას ტოპოლოგიის საფუძველზე. მის ინერტულობაზე, მაგალითად, მიუთითებს ის ფაქტი, რომ მის ატომებს არც ღია შეწოვის მარყუჟები აქვთ და არც შეწოვის არხები: მას საერთოდ არ შეუძლია სხვა ატომებთან შეერთება, ამიტომ ის ყოველთვის ატომურია და პრაქტიკულად არ გამკვრივდება. ჰელიუმს არ აქვს ფერი, რადგან მის ატომებს არ აქვთ სადენების სწორი „ჟღერადობის“ მონაკვეთები; და ზესთხევადობა წარმოიქმნება სიბლანტის (ატომების ერთმანეთთან შეერთების), მომრგვალებული ფორმისა და ატომის მცირე ზომის ნაკლებობისგან.

წყალბადის მსგავსად, ჰელიუმის ატომებს არ აქვთ იგივე ზომა: ზოგიერთი მათგანი უფრო დიდია, სხვები უფრო პატარა და, ზოგადად, ისინი იკავებენ თითქმის მთელ წონას წყალბადიდან (ტრიტიუმიდან) ჰელიუმამდე ლითიუმამდე; ჰელიუმის ნაკლებად გამძლე იზოტოპები, რა თქმა უნდა, უკვე დიდი ხნის წინ დაიშალა, მაგრამ შესაძლებელია ასზე მეტის დათვლა, რაც ამჟამად არსებობს.

პერიოდულ სისტემაში ჰელიუმი ჯობია მოთავსდეს არა პირველი პერიოდის ბოლოს - წყალბადთან იმავე რიგში, არამედ ლითიუმამდე მეორე პერიოდის დასაწყისში, რადგან მისი ატომი, ისევე როგორც მთელი ამ პერიოდის ატომები, არის ერთი სტრუქტურა (ერთი გლომერულუსი), ხოლო როგორ გამოიყურება შემდეგი ინერტული აირის, ნეონის ატომი, უკვე დაწყვილებულ სტრუქტურას, ამ მახასიათებლით მსგავსი მესამე პერიოდის ატომებს.

ლითიუმი პერიოდულ სისტემაში მესამე რიცხვს იკავებს; მისი ატომური მასა არის 6,94; ის მიეკუთვნება ტუტე ლითონებს. ლითიუმი ყველაზე მსუბუქია ყველა ლითონს შორის: მისი სიმკვრივეა 0,53 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე. ეს არის ვერცხლისფერი თეთრი ფერის ნათელი მეტალის ბზინვარებით. ლითიუმი რბილია და ადვილად იჭრება დანით. ჰაერში ის სწრაფად იკლებს, ჟანგბადთან ერთად. ლითიუმის დნობის წერტილი არის 180,5 გრადუსი ცელსიუსი. ცნობილია ლითიუმის იზოტოპები ატომური მასით 6 და 7. პირველი იზოტოპი გამოიყენება წყალბადის მძიმე იზოტოპის, ტრიტიუმის წარმოებისთვის; ლითიუმის კიდევ ერთი იზოტოპი გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი ბირთვული რეაქტორების ქვაბებში. ეს არის ლითიუმის ზოგადი ფიზიკური და ქიმიური მონაცემები.

დავიწყოთ ლითიუმის ატომების ტოპოლოგია ისევ თავდაპირველი ტორუსის ზომების გაგებით. ახლა ჩვენ ვიცით, რომ თითოეულ ქიმიურ ელემენტს, მათ შორის ლითიუმს, აქვს იზოტოპების დიდი რაოდენობა, რომლებიც იზომება ასობით და ათასობით; შესაბამისად, ატომების ზომები მითითებული იქნება ...-დან ...-მდე. მაგრამ რას ნიშნავს ეს საზღვრები? შესაძლებელია მათი ზუსტად დადგენა? თუ ისინი მიახლოებითია? და რა არის იზოტოპების თანაფარდობა? მაშინვე ვთქვათ: დასმულ კითხვებზე ცალსახა პასუხები არ არსებობს; ყოველ ჯერზე აუცილებელია ატომების კონკრეტულ ტოპოლოგიაში შეჭრა. მოდით შევხედოთ ამ საკითხებს ლითიუმის მაგალითის გამოყენებით.

როგორც აღვნიშნეთ, პროტიუმიდან ჰელიუმზე გადასვლა, ტოპოლოგიის თვალსაზრისით, სისტემატურად ხდება: საწყისი ტორუსის ზომის მატებასთან ერთად თანდათან იცვლება ატომების საბოლოო კონფიგურაცია. მაგრამ პროტიუმიდან ჰელიუმზე გადასვლისას ატომების ფიზიკური და, განსაკუთრებით, ქიმიური თვისებები მნიშვნელოვნად იცვლება, საკმაოდ რადიკალურად: პროტიუმის უნივერსალური მიზიდულობიდან ჰელიუმის სრულ ინერტულობამდე. სად, რომელ იზოტოპზე მოხდა ეს?

თვისებებში ასეთი ნახტომები ასოცირდება იზოტოპების ზომის ნახტომებთან. წყალბადის დიდი ატომი (ტრიტიუმი), რომელიც ჰელიუმის ატომის ფორმას იღებს, აღმოჩნდება რადიოაქტიური, ანუ მყიფე. ეს იმის გამო ხდება, რომ მარყუჟების მისი მოხრილი კიდეები არ აღწევს ერთმანეთს და შეიძლება წარმოიდგინოთ, როგორ ფრიალებს ისინი, მიიჩქარიან. ისინი ჰგვანან ორი ადამიანის ხელებს განსხვავებულ ნავებში, რომლებიც უძლურად ცდილობენ ხელის დაჭერას და შეჭიდებას. გარეგანი ეთერული წნევა ისე ძლიერად დააჭერს ატომების მოციმციმე მარყუჟების კონსოლებს, რომ სიკეთეს არ გამოიწვევს; გვერდიდან ოდნავ დამატებითი შეკუმშვის შემდეგაც კი, კონსოლები იშლება - ისინი ვერ გაუძლებენ კაბელის მკვეთრ მოხრას და ატომი იშლება; ასე ხდება. მაშასადამე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ იზოტოპებს შორის დაღმასვლა შეინიშნება არსებული ფიზიკოქიმიური გადასვლების საზღვრებში: იქ უბრალოდ იზოტოპები არ არის.

მსგავსი უფსკრული არსებობს ჰელიუმსა და ლითიუმს შორის: თუ ატომი აღარ არის ჰელიუმი, მაგრამ ჯერ არ არის ლითიუმი, მაშინ ის მყიფეა და ის დიდი ხანია არ არის ხმელეთის პირობებში. მაშასადამე, ლითიუმის იზოტოპი, რომლის ატომური წონაა ექვსი, ანუ ტორუსის კაბელის სიგრძით 11 ეთერული ბურთი, ძალზე იშვიათია და, როგორც ითქვა, გამოიყენება ტრიტიუმის მისაღებად: ადვილია მისი გატეხვა, დამოკლება და მიღება. შედეგად წყალბადის იზოტოპი.

ამრიგად, ჩვენ, როგორც ჩანს, გადავწყვიტეთ ლითიუმის ატომის ყველაზე პატარა ზომა: ეს არის 11 შეკრული ელექტრონი. რაც შეეხება მის ზედა ზღვარს, აქ არის გარკვეული ნაკლი: ფაქტია, რომ ტოპოლოგიის მიხედვით, ლითიუმის ატომი დიდად არ განსხვავდება ბერილიუმის შემდეგი ატომის ატომისგან (ამას მალე დავინახავთ) და არ არსებობს იზოტოპები. არც ერთი ელემენტი არ არის მარცხი. ამიტომ, ამ დროისთვის, ჩვენ არ მივუთითებთ ლითიუმის ატომის ზომის ზედა ზღვარს.

მოდით მივყვეთ ლითიუმის ატომის ფორმირებას. ახლად წარმოქმნილი მიკრომორევის საწყისი წრე ზემოთ მითითებული ზომებით გადაიქცევა ოვალურად; მხოლოდ ლითიუმში, ოვალური ძალიან გრძელია: დაახლოებით 8-ჯერ გრძელია, ვიდრე ბოლო დამრგვალების დიამეტრი (მომავალი მარყუჟი); ეს არის ძალიან წაგრძელებული ოვალური. ლითიუმის ატომის შედედების დასაწყისი მსგავსია წყალბადის დიდი ატომებისა და ჰელიუმისთვის, მაგრამ შემდეგ ხდება გადახრა: ფიგურა-რვა გადახურვით, ანუ მარყუჟების შემობრუნებით, არ ხდება. ; ოვალის გრძელი გვერდების (თონების) შემდგომ დაახლოებას სრულ კონტაქტამდე თან ახლავს ბოლოების ერთდროული მოხრა ერთმანეთისკენ.

რატომ არ ყალიბდება რვიანი გადახურვით? უპირველეს ყოვლისა, იმიტომ, რომ ოვალი ძალიან გრძელია და მისი სრული გადახრაც კი ჰანტელში, სანამ თოკები შუაში არ შეხება, არ იწვევს მათ ძლიერ დახრას; ამიტომ, უკიდურესი მარყუჟების შებრუნების პოტენციალი ძალიან სუსტია. და მეორეც, ოვალის ბოლოების მოხრის დასაწყისი გარკვეულწილად ეწინააღმდეგება შემობრუნებას. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ: ძალების აქტიური მომენტი, რომლებიც მიდრეკილნი არიან ბოლო მარყუჟების შემობრუნებისკენ, ძალიან მცირეა, ხოლო შემობრუნებისადმი წინააღმდეგობის მომენტი დიდია.

სიცხადისთვის, ჩვენ გამოვიყენებთ რეზინის რგოლებს, მაგალითად, მანქანების ბეჭდებში. თუ მცირე დიამეტრის რგოლს დააჭერთ, მაშინ ის აუცილებლად გადაიხვევა რვა ფიგურად გადახურვით; ხოლო თუ დიდი დიამეტრის რგოლს აირჩევთ, მაშინ მისი დაჭერა მანამ, სანამ თოკები სრულ კონტაქტში არ იქნება, არ იწვევს ბოლო მარყუჟების შემობრუნებას. სხვათა შორის: ეს რეზინის რგოლები ასევე ძალიან მოსახერხებელია ატომების ტოპოლოგიის მოდელირებისთვის; თუ, რა თქმა უნდა, მათი ფართო სპექტრია.

ოვალის ბოლოების მოხრა, როგორც უკვე ვიცით, გამოწვეულია მათ შორის ეთერის დარღვევით: იდეალურად სწორი პოზიციიდან ოდნავ დაშორებით, ისინი უკვე იძულებულნი იქნებიან მიუახლოვდნენ, სანამ სრულ შეხებას არ შეეხებიან. ეს ნიშნავს, რომ ბოლოები არ შეიძლება იყოს მოხრილი სხვადასხვა მიმართულებით. მაგრამ მოსახვევის მიმართულებით, მათ აქვთ არჩევანი: ან ისე, რომ ბოლო მარყუჟების შეწოვის მხარეები იყოს გარეთ, ან შიგნით. პირველი ვარიანტი უფრო სავარაუდოა, რადგან მარყუჟების გარე წერტილებში მიმდებარე ეთერიდან ტვინის მბრუნავი გარსების მოგერიების ძალების მომენტი უფრო დიდი იქნება, ვიდრე შიდაზე.

ოვალის მოახლოებული მხარეები ძალიან მალე მოვა კონტაქტში, თოკების მშვილდი გავრცელდება ცენტრიდან ბოლოებამდე და გაჩერდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ბოლოებში საბოლოოდ ჩამოყალიბდება მარყუჟები მინიმალური დასაშვები მოხრის რადიუსით. ამ მარყუჟების ერთდროულად წარმოქმნილი მოხრილობები და ურთიერთდაახლოება იწვევს მათი წვეროების შეჯახებას, რის შემდეგაც მათი შეწოვის მხარეები ამოქმედდება: მარყუჟები, წოვა, ღრმად ჩაყვინთვის; და ლითიუმის ატომის კონფიგურაციის ფორმირების პროცესი სრულდება იმით, რომ გადაადგილებული მარყუჟები თავიანთი წვეროებით ეკიდებიან დაწყვილებულ კაბებს ზუსტად სტრუქტურის ცენტრში. დისტანციურად, ატომის ეს კონფიგურაცია წააგავს გულს ან, უფრო ზუსტად, ვაშლს.

პირველი დასკვნა თავისთავად გვთავაზობს: ლითიუმის ატომი იწყება მაშინ, როდესაც დაწყვილებული პირველადი მარყუჟების ზედა ნაწილი, რომლებიც ჩაძირულია სტრუქტურაში, აღწევს ატომის შუა ძარღვებს. მანამდე კი ჯერ კიდევ არ იყო ლითიუმი, არამედ სხვა ელემენტი, რომელიც ახლა ბუნებაში აღარ არის; მისი ატომი უკიდურესად არასტაბილური იყო, ძალიან ძლიერად პულსირებდა, ამიტომ იყო ფუმფულა და ეკუთვნოდა გაზებს. მაგრამ ძალიან საწყისი ლითიუმის იზოტოპის ატომი (ჩვენ განვსაზღვრეთ, რომ იგი შედგება 11000 შეკრული ელექტრონისაგან) ასევე არც თუ ისე ძლიერია: მისი მარყუჟების ღუნვის რადიუსი შეზღუდულია, ანუ ელასტიური თოკები ზღვრამდეა მოხრილი. და ნებისმიერი გარეგანი ზემოქმედებით ისინი მზად არიან აფეთონ. უფრო დიდი ატომებისთვის ეს სუსტი წერტილი აღმოფხვრილია.

ტოპოლოგიის შედეგებზე დაფუძნებული ლითიუმის ატომის გამოსახულების წარმოჩენით, შეიძლება შევაფასოთ რა მოხდა. ორი ძირითადი მარყუჟი დაიხურა და განეიტრალდა, ასევე განეიტრალდა პირველადი მარყუჟების ორივე მხარეს მეორადი მარყუჟები. დაწყვილებულმა ძაფებმა შექმნეს ღარი და ეს ღარი გადის ატომის მთელ კონტურზე - ის, თითქოს, რგოლშია დახურული - და მისი შეწოვის მხარე გარეთ აღმოჩნდა. აქედან გამომდინარეობს, რომ ლითიუმის ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთთან და სხვა ატომებთან შეერთება მხოლოდ მათი შეწოვის ღარების დახმარებით; ლითიუმის ატომს არ შეუძლია შექმნას მარყუჟის მოლეკულური ნაერთი.

ლითიუმის ატომების ძლიერ ამოზნექილი შეწოვის ღარები შეიძლება ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული მხოლოდ მოკლე მონაკვეთებით (თეორიულად, წერტილებში) და, შესაბამისად, ერთმანეთთან დაკავშირებული ლითიუმის ატომების სივრცითი სტრუქტურა აღმოჩნდება ძალიან ფხვიერი და მწირი; აქედან გამომდინარეობს ლითიუმის დაბალი სიმკვრივე: ის თითქმის ორჯერ მსუბუქია წყალზე.

ლითიუმი - ლითონი; მისი მეტალის თვისებები გამოწვეულია მისი ატომების ფორმის თავისებურებებით. შეიძლება სხვაგვარადაც ითქვას: ლითიუმის იმ განსაკუთრებულ თვისებებს, რომლებიც განპირობებულია მისი ატომების განსაკუთრებული ფორმებით და რაც მას ფიზიკურად და ქიმიურად სხვა ნივთიერებებისგან განასხვავებს, მეტალიკი ეწოდება; მოდით შევხედოთ ზოგიერთ მათგანს:

ელექტრული გამტარობა: წარმოიქმნება იქიდან, რომ ატომები რგოლისებურია დაწყვილებული სადენებისგან, ქმნიან შეწოვის ღეროებს, იხსნება გარედან, ახვევს ატომებს კონტურის გასწვრივ და იხურება საკუთარ თავზე; ამ ღარებში ჩარჩენილ ელექტრონებს შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილდნენ მათ გასწვრივ (კიდევ ერთხელ გავიხსენებთ, რომ სირთულეები წარმოიქმნება ელექტრონების ატომებისგან განცალკევებისას); და ვინაიდან ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ერთიდაიგივე ღარებით, მაშინ ელექტრონებს აქვთ ატომიდან ატომზე გადახტომის, ანუ სხეულის გარშემო გადაადგილების უნარი;

თბოგამტარობა: ატომის ელასტიურად მოხრილი თოკები ქმნიან უკიდურესად ხისტ ელასტიურ სტრუქტურას, რომელიც პრაქტიკულად არ შთანთქავს მეზობელი ატომების დაბალი სიხშირის დიდი ამპლიტუდის (თერმული) დარტყმებს, მაგრამ გადასცემს მათ შემდგომში; და თუ არ იქნებოდა შესაძლო დარღვევები მათ კონტაქტებში (დისლოკაციები) ატომების სისქეში, მაშინ თერმული ტალღა დიდი სიჩქარით გავრცელდებოდა;
ბრწყინვალება: ეთერის მსუბუქი ტალღების მაღალი სიხშირის დაბალი ამპლიტუდის ზემოქმედება ადვილად აირეკლება ატომების დაძაბულად მოხრილი ძაფებიდან და მიდის, ემორჩილება ტალღის ასახვის კანონებს; ლითიუმის ატომს არ აქვს სადენების სწორი სექციები, ამიტომ მას არ აქვს საკუთარი „ხმა“, ანუ მას არ აქვს საკუთარი ფერი - ლითიუმი, შესაბამისად, ვერცხლისფერი თეთრია, ძლიერი ბზინვარებით სექციებზე;
პლასტიურობა: მომრგვალებული ლითიუმის ატომები შეიძლება ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული ნებისმიერი გზით; მათ შეუძლიათ გატეხვის გარეშე ერთმანეთზე გადახვევა; და ეს გამოიხატება იმაში, რომ ლითიუმისგან დამზადებულ სხეულს შეუძლია შეცვალოს ფორმა მთლიანობის დაკარგვის გარეშე, ანუ იყოს პლასტიკური (რბილი); შედეგად, ლითიუმი იჭრება დიდი სირთულის გარეშე დანით.

ლითიუმის ფიზიკური მახასიათებლების მაგალითის გამოყენებით, შეიძლება განვმარტოთ ლითონის კონცეფცია: ლითონი არის ნივთიერება, რომელიც შედგება ატომებისგან, მკვეთრად მოხრილი სადენებით, რომლებიც ქმნიან კონტურულ შეწოვის ღრმულებს გარედან ღია; გამოხატული (ტუტე) ლითონების ატომებს არ აქვთ ღია შეწოვის მარყუჟები და სწორი ან შეუფერხებლად მოხრილი კაბელი. ამიტომ, ლითიუმი ნორმალურ პირობებში ვერ ერწყმის წყალბადს, ვინაიდან წყალბადის ატომი მარყუჟია. მათი კავშირი შეიძლება იყოს მხოლოდ ჰიპოთეტური: ღრმა სიცივეში, როდესაც წყალბადი მყარდება, მისი მოლეკულები შეიძლება გაერთიანდეს ლითიუმის ატომებთან; მაგრამ ყველაფერი აჩვენებს, რომ მათი შენადნობი ისეთივე რბილი იქნება, როგორც თავად ლითიუმი.

ამავდროულად, ჩვენ განვმარტავთ პლასტიურობის კონცეფციას: ლითონების პლასტიურობა განისაზღვრება იმით, რომ მათ მომრგვალებულ ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთზე გადახვევა, შედარებითი პოზიციის შეცვლა, მაგრამ ერთმანეთთან კონტაქტების დაკარგვის გარეშე..

ბერილიუმი პერიოდულ სისტემაში მეოთხე ადგილს იკავებს. მისი ატომური მასაა 9,012. ეს არის ღია ნაცრისფერი ლითონი, რომლის სიმკვრივეა 1,848 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე და დნობის წერტილი 1284 გრადუსი ცელსიუსით; ის მძიმე და ამავდროულად მყიფეა. ბერილიუმზე დაფუძნებული სტრუქტურული მასალები არის მსუბუქი, ძლიერი და მდგრადი მაღალი ტემპერატურის მიმართ. ბერილიუმის შენადნობები, რომლებიც 1,5-ჯერ მსუბუქია ალუმინს, მიუხედავად ამისა, უფრო ძლიერია, ვიდრე ბევრი სპეციალური ფოლადი. ისინი ინარჩუნებენ ძალას 700 ... 800 გრადუს ცელსიუსამდე ტემპერატურამდე. ბერილიუმი მდგრადია რადიაციის მიმართ.

ფიზიკური თვისებებით, როგორც ჩანს, ბერილიუმი ძალიან განსხვავდება ლითიუმისგან, მაგრამ ატომების ტოპოლოგიით ისინი თითქმის არ განირჩევიან; ერთადერთი განსხვავება ისაა, რომ ბერილიუმის ატომი, როგორც იქნა, არის "შეკერილი ზღვარით": თუ ლითიუმის ატომი წააგავს სკოლის მოსწავლის მჭიდრო კოსტიუმს ზრდასრულზე, მაშინ ბერილიუმის ატომი, პირიქით, არის ფართო კოსტუმი. ზრდასრული ბავშვის ფიგურაზე. ბერილიუმის ატომის ტვინის ჭარბი სიგრძე, მისი იგივე კონფიგურაციით ლითიუმთან ერთად, ქმნის უფრო რბილ მონახაზს მოღუნვის რადიუსებით, რომლებიც აღემატება მინიმალურ კრიტიკულს. ბერილიუმის ატომების გამრუდების ასეთი „რეზერვი“ საშუალებას აძლევს მათ დეფორმაციას მიაღწიონ ძაფის მოხრის ზღვარს.

ლითიუმის და ბერილიუმის ატომების ტოპოლოგიური მსგავსება მიუთითებს იმაზე, რომ მათ შორის არ არსებობს მკაფიო საზღვარი; და შეუძლებელია იმის თქმა, რომელია ლითიუმის ყველაზე დიდი და რომელი ბერილიუმის უმცირესი ატომი. მხოლოდ ცხრილის ატომურ წონაზე ფოკუსირებით (და ის საშუალოდ აფასებს ყველა მნიშვნელობას), შეგვიძლია ვივარაუდოთ, რომ საშუალო ზომის ბერილიუმის ატომის ტვინი შედგება დაახლოებით 16500 შეკრული ელექტრონისგან. ბერილიუმის იზოტოპის ატომების ზომის ზედა ზღვარი ეყრდნობა შემდეგი ელემენტის - ბორის ატომის მინიმალურ ზომას, რომლის კონფიგურაცია მკვეთრად განსხვავდება.

ბერილიუმის ატომების ბადეების გამრუდების ზღვარი უპირველეს ყოვლისა გავლენას ახდენს მათ ერთმანეთთან კავშირზე ლითონის გამაგრების მომენტში: ისინი ერთმანეთის მიმდებარედ არიან არა მოკლე (წერტილებიანი) მონაკვეთებით, როგორც ლითიუმში, არამედ გრძელი საზღვრებით; ატომების კონტურები, როგორც იქნა, ერგება ერთმანეთს, დეფორმირდება და ეკვრის ერთმანეთს მაქსიმალურად; ასე რომ, ეს კავშირები ძალიან ძლიერია. ბერილიუმის ატომები ასევე აჩვენებენ თავის გაძლიერების უნარს ნაერთებში სხვა ლითონების ატომებთან, ანუ შენადნობებში, რომლებშიც ბერილიუმი გამოიყენება როგორც დანამატი მძიმე ლითონებისთვის: სიცარიელის შევსება და მათი მოქნილი ღარები ძირითადი ლითონის, ბერილიუმის ატომების ატომებთან მიმაგრება. დაჭერით ისინი წებოს მსგავსად, შენადნობი ძალიან გამძლეა. აქედან გამომდინარეობს, რომ ლითონების სიძლიერე განისაზღვრება ატომების შეწოვის ღეროების ერთმანეთთან შეკრული მონაკვეთების სიგრძით.: რაც უფრო გრძელია ეს მონაკვეთები, მით უფრო ძლიერია ლითონი. ლითონების განადგურება ყოველთვის ხდება ზედაპირის გასწვრივ უმოკლეს წებოვანი მონაკვეთებით.

ბერილიუმის ატომების თოკების მოღუნვის რადიუსების ზღვარი საშუალებას იძლევა მათი დეფორმაცია მათ შორის კავშირების შეცვლის გარეშე; შედეგად, მთელი სხეული დეფორმირებულია; ეს არის ელასტიური დეფორმაცია. ის ელასტიურია, რადგან ნებისმიერ საწყის მდგომარეობაში ატომებს აქვთ ყველაზე ნაკლებად დაძაბული ფორმები და დეფორმაციისას ისინი იძულებულნი არიან გაუძლონ გარკვეულ „უხერხულობას“; და როგორც კი დეფორმირების ძალა ქრება, ატომები უბრუნდებიან თავდაპირველ, ნაკლებად დაძაბულ მდგომარეობას. აქედან გამომდინარე, ლითონის ელასტიურობა განისაზღვრება მისი ატომების სადენების ჭარბი სიგრძით, რაც მათ დეფორმაციის საშუალებას აძლევს ურთიერთდაკავშირების არეების შეცვლის გარეშე..

ბერილიუმის ელასტიურობა დაკავშირებულია მის სითბოს წინააღმდეგობასთან; ეს გამოიხატება იმით, რომ ატომების თერმული მოძრაობები შეიძლება მოხდეს ელასტიური დეფორმაციების ფარგლებში, რაც არ იწვევს ატომების ნაერთების ცვლილებას ერთმანეთთან; ისე ზოგადად განისაზღვრება ლითონის სითბოს წინააღმდეგობაასევე ელასტიურობას, მისი ატომების სიმების ჭარბი სიგრძე. ლითონის სიძლიერის დაქვეითება მაღალი გაცხელებისას აიხსნება იმით, რომ მისი ატომების თერმული მოძრაობები ამცირებს მათი ერთმანეთთან შეერთების არეებს; და როდესაც ეს ადგილები მთლიანად გაქრება, ლითონი დნება.

ბერილიუმის ელასტიურობას თან ახლავს მისი სისუსტე. მსხვრევადობა ზოგადად შეიძლება ჩაითვალოს პლასტიურობის საპირისპიროდ: თუ პლასტიურობა გამოიხატება ატომების უნარში შეცვალონ ერთმანეთის პოზიციები შემაერთებელი უბნების შენარჩუნებისას, მაშინ მყიფეობა გამოიხატება, პირველ რიგში, იმაში, რომ ატომები არ აქვს ასეთი შესაძლებლობა. მტვრევადი მასალის ატომების ნებისმიერი ორმხრივი გადაადგილება შეიძლება მოხდეს მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათი ობლიგაციები მთლიანად გატეხილია; ამ ატომებს ნაერთების სხვა ვარიანტები არ აქვთ. ელასტიურ მასალებში (ლითონებში), მტვრევადობა ასევე ხასიათდება იმით, რომ ის, როგორც იქნა, ხტუნავს: ბზარი, რომელიც წარმოიშვა ზედმეტი დაძაბულობის შედეგად, ელვის სისწრაფით ვრცელდება სხეულის მთელ ჯვარედინი მონაკვეთზე. შედარებისთვის: ჩაქუჩის დარტყმის ქვეშ აგური შეიძლება დაიმსხვრეს (ეს ასევე სისუსტეა), მაგრამ არ გაიყოს. ბერილიუმის „ხტომა“ მტვრევადობა აიხსნება იმით, რომ მისი ატომები ერთმანეთთან საუკეთესოდ არ არის დაკავშირებული და ისინი ყველა ხაზგასმულია; და როგორც კი ერთი ბმა ირღვევა, სასაზღვრო ატომები სწრაფად იწყებენ „გასწორებას“ მეზობლებთან კავშირების საზიანოდ; ამ უკანასკნელის კავშირებიც დაიწყებს რღვევას; და ეს პროცესი მიიღებს ჯაჭვურ ხასიათს. აქედან გამომდინარე, ელასტიური ლითონების სისუსტე დამოკიდებულია ურთიერთდაკავშირებული ატომების დეფორმაციის ხარისხზე და მათ შორის ობლიგაციების შეცვლის შეუძლებლობაზე..

ბერილიუმის რადიაციული წინააღმდეგობა აიხსნება იგივე რეზერვებით მისი ატომების ზომით: ბერილიუმის ატომის ტვინს აქვს უნარი გაჩნდეს მძიმე რადიაციული ზემოქმედების ქვეშ, არ მიაღწიოს მის კრიტიკულ გამრუდებას და ამით დარჩეს ხელუხლებელი.

და ბერილიუმის ღია ნაცრისფერი ფერი და კაშკაშა მეტალის ბზინვარების არარსებობა, როგორიცაა, მაგალითად, ლითიუმი, შეიძლება აიხსნას იმავე გზით: ეთერის მსუბუქი ტალღები, რომლებიც ეცემა ბერილიუმის ზედაპირული ატომების არამყარ ძაფებზე, შეიწოვება მათ მიერ და ტალღების მხოლოდ ნაწილი აირეკლება და ქმნის გაფანტულ შუქს.

ბერილიუმის სიმკვრივე თითქმის ოთხჯერ აღემატება ლითიუმს, მხოლოდ იმიტომ, რომ მისი ატომების თოკები უფრო მაღალია: ისინი ერთმანეთთან დაკავშირებულია არა წერტილებში, არამედ გრძელ მონაკვეთებში. ამავდროულად, უწყვეტი მასით, ბერილიუმი საკმაოდ ფხვიერი ნივთიერებაა: ის მხოლოდ ორჯერ მკვრივია, ვიდრე წყალი.

Na2He ნაერთის სამგანზომილებიანი სტრუქტურა

მოსკოვის ფიზიკისა და ტექნოლოგიის ინსტიტუტის, სკოლტეჩის, ნანჯინგის უნივერსიტეტისა და სტონი ბრუკის უნივერსიტეტის მეცნიერთა საერთაშორისო ჯგუფმა, არტემ ოგანოვის ხელმძღვანელობით, იწინასწარმეტყველა და შეძლო ლაბორატორიაში მიეღო ნატრიუმის და ჰელიუმის სტაბილური ნაერთი - Na 2 He. მსგავსი ნაერთები შეიძლება მოხდეს დედამიწისა და სხვა პლანეტების ნაწლავებში, ძალიან მაღალი წნევისა და ტემპერატურის პირობებში. ჟურნალში გამოქვეყნებული კვლევა ბუნების ქიმიაიუტას უნივერსიტეტის პრესრელიზი ასევე მოკლედ იუწყება სტატიის შესახებ. აღსანიშნავია, რომ ნაწარმოების წინასწარი ვერსია ავტორებმა წინასწარი ბეჭდვის სახით 2013 წელს გამოაქვეყნეს.

ჰელიუმი, ნეონის მსგავსად, ქიმიურად ყველაზე ინერტული ელემენტია პერიოდულ სისტემაში და ძნელად რეაგირებს მისი შევსებული გარე ელექტრონული გარსის, მაღალი იონიზაციის პოტენციალისა და ნულოვანი ელექტრონის მიახლოების გამო. დიდი ხნის განმავლობაში, მეცნიერები ცდილობდნენ იპოვონ მისი სტაბილური ნაერთები, მაგალითად, ფტორთან (HHeF და (HeO) (CsF)), ქლორთან (HeCl) ან ლითიუმთან (LiHe), მაგრამ ასეთი ნივთიერებები არსებობს შეზღუდული დროით. არსებობს ჰელიუმის სტაბილური ნაერთები (ეს არის NeHe 2 და [ელფოსტა დაცულია] 2 O), თუმცა ჰელიუმი პრაქტიკულად არ მოქმედებს ელექტრონულ სტრუქტურაზე და ასოცირდება სხვა ატომებთან ვან დერ ვაალის ძალებით. თუმცა, სიტუაცია შეიძლება შეიცვალოს, თუ ცდილობთ იმუშაოთ მაღალ წნევაზე - ასეთ პირობებში, კეთილშობილი აირები უფრო აქტიური ხდება და ქმნიან ნაერთებს, როგორიცაა მაგნიუმის ოქსიდები (Mg-NG, სადაც NG არის Xe, Kr ან Ar). ამიტომ გადაწყდა ასეთი ნაერთების ჰელიუმით მოძიება.

მკვლევარებმა ჩაატარეს ფართომასშტაბიანი ძიება ჰელიუმის შესაძლო სტაბილური ნაერთების სხვადასხვა ელემენტებით (H, O, F, Na, K, Mg, Li, Rb, Cs და ასე შემდეგ) USPEX-ის (Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography) გამოყენებით. ) კოდი შემუშავებული ოგანოვისა და მისი კოლეგების მიერ 2004 წელს. აღმოჩნდა, რომ მხოლოდ ნატრიუმი ქმნის სტაბილურ ნაერთს He-თან ლაბორატორიული ექსპერიმენტებისთვის ხელმისაწვდომი წნევის პირობებში. შემდეგ გადაწყდა Na-He სისტემის სტაბილური ნაერთის მოძიება, ფორმირების მინიმალური ენთალპიით (ანუ ყველაზე სტაბილური) სხვადასხვა წნევით. გამოთვლები აჩვენებს, რომ ეს იქნება Na 2 He ნაერთი. ამ ნივთიერების წარმოქმნის რეაქცია შესაძლებელია 160 გპაზე ზევით ზეწოლის დროს, მაშინ როცა ეს იქნება ეგზოთერმული, ე.ი. სითბოს გათავისუფლებით. 50 GPa-ზე დაბალ წნევაზე კავშირი არასტაბილური იქნება.

Na-He სისტემის თერმოდინამიკური მახასიათებლები სხვადასხვა წნევით

თეორიული გამოთვლების შესამოწმებლად, გადაწყდა, რომ შეეცადოს პროგნოზირებული ნაერთის მიღება ლაზერული გამოსხივებით გაცხელებული ალმასის კოჭების გამოყენებით. მათში ნატრიუმის თხელი ფირფიტები ჩატვირთეს, დანარჩენი სივრცე კი აირისებრი ჰელიუმით იყო სავსე. ექსპერიმენტების დროს მეცნიერებმა აიღეს რამანის სპექტრები, გარდა ამისა, სისტემის მდგომარეობას აკვირდებოდნენ ვიზუალურად და სინქროტრორონული რენტგენის დიფრაქციის მეთოდით. შემდეგ მიღებული მონაცემები შეადარეს გამოთვლების საფუძველზე პროგნოზირებულ მონაცემებს.

Na2He-ს კრისტალური სტრუქტურა 300 გპა-ზე (a,b) და მასში ელექტრონის სიმკვრივის განაწილება (გ) გრაფენის ახალი ნათესავი, ალუმინის ორი ფორმა, რომელიც არსებობს მაღალ წნევაზე, ასევე პირველად „წებება“ ფენებში. ზეგამტარი, რომელსაც, როგორც გაირკვა, თან ახლავს ზეგამტარი თვისებების დაკარგვა.

ალექსანდრე ვოიტიუკი

ლითიუმი - ჰელიუმი. ქიმიური ელემენტის ბირთვის სამყარო.

სურათი 7 პრეზენტაციიდან "ქიმიის სამყარო"ქიმიის გაკვეთილებზე თემაზე "ქიმია"

ზომები: 960 x 720 პიქსელი, ფორმატი: jpg. ქიმიის გაკვეთილის ნახატის უფასოდ გადმოსაწერად დააწკაპუნეთ სურათზე მარჯვენა ღილაკით და დააწკაპუნეთ "Save Image As...". გაკვეთილზე სურათების საჩვენებლად ასევე შეგიძლიათ უფასოდ ჩამოტვირთოთ პრეზენტაცია "The World of Chemistry.ppt" ყველა სურათით zip არქივში. არქივის ზომა - 13988 KB.

პრეზენტაციის ჩამოტვირთვა

Ქიმია

„ქიმიის ისტორია“ – აგრიკოლა მაინინგი. (შემადგენლობა იცვლება, რადგან მიიღება ახალი ნივთიერებები - კოროზია). მიზანი: ფიზიკური და ქიმიური მოვლენების გაცნობა, ქიმიის განვითარების ისტორია. ქიმიური ელემენტების პერიოდული კანონი 1869 წ. კონსოლიდაცია. რეფორმატორები. M 6. ნისლის წარმოქმნა. ქიმიური. B 2. მცენარეული ნარჩენების დაშლა.

„ქიმიის სამყარო“ – ნ.ანალიზური ქიმია. ნივთიერებების ტრანსფორმაცია და ის, რის შედეგადაც ჩნდება ახალი ნივთიერებები. დაასრულა ქიმიის მემორანდუმის 24-ე საშუალო სკოლის მასწავლებელმა (ქ. ე. ნაერთების სამყარო. გოგირდი. ჯვარი და ნული გ). წყალბადი. ჯვარი და ნული ა). ჩვენ ვცხოვრობთ ატომებისგან აგებულ ნივთიერებების სამყაროში. ორგანულ სამყაროში. სუვოროსვსკაია) გაშჩენკო ნიკოლაი გრიგორიევიჩი.

„ნანოტექნოლოგიები“ – ნანომედიცინა. ფულერენები. შესავალი. მაღალი სიმტკიცის მასალების, მაღალი გამტარობის მქონე „დეფექტების გარეშე“ მასალების შექმნა; III. ამ დროისთვის მიღებულია y-ტრანზისტორი, რომელიც დაფუძნებულია ნანომილაკზე და ნანოდიოდზე. ნანომილები. მაღალი სიმკვრივის მეხსიერების მოდელი შეიმუშავა ჩ. ბრილიანტის მეხსიერება კომპიუტერებისთვის. III ნაწილი. ატომის დამახასიათებელი ზომა არის ნანომეტრის რამდენიმე მეათედი.

„ანალიზური ქიმია“ - ანგარიშის გეგმა. შიროკოვა V.I., Kolotov V.P., Alenina M.V. ანალიზური ქიმიის ტერმინოლოგიის ჰარმონიზაციის პრობლემები. იუპაკი, გოსტი, ისო. ტერმინოლოგიის ჰარმონიზაციის პრინციპები. (ევროპის ქიმიური საზოგადოებების ფედერაცია). ანალიზური ქიმია (განმარტება). V.I.Vernadsky RAS.

"ქიმიის განვითარება" - დაასრულა: ურალბაევა კ.ა. ასტანა, 1 ჯგუფი. ეიჩი ნეგიში. აკირა სუზუკი. ინგლისელმა ქიმიკოსებმა ა.ტოდმა და დ.ბრაუნმა დაასაბუთეს რნმ-ის სტრუქტურის ძირითადი პრინციპი. Van't Hoff Jacob Hendrik (30.8.1852 - 1.3.1911). რიჩარდ ჰეკი. დაიბადა 1918 წლის 13 აგვისტოს ინგლისში. ფრედერიკ სენგერი. კოლოიდური ქიმია გახდა დამოუკიდებელი დისციპლინა, რომელიც წარმოიშვა ფიზიკისა და ქიმიის საზღვარზე.

„ქიმიის საგანი“ – მყარი. ნივთიერებების ტრანსფორმაციები. ევროპაში ყველაზე ცნობილი ალქიმიკოსი იყო ალბერტ ფონ ბოლსტატი (დიდი). ერთი ქიმიური ელემენტის ატომების მიერ წარმოქმნილ ნივთიერებებს მარტივი ეწოდება. ქიმიის კვლევები. აირჩიეთ ატრიბუტები შემდეგი ნივთიერებებისთვის: სპილენძი, რკინა, თიხა. შესაძლებელია ხელით დამუშავება. უფორმო. ნივთიერება - მოლეკულა - ატომი.

სულ თემაში 31 პრეზენტაცია

ლითიუმიპერიოდულ სისტემაში მესამე რიცხვს იკავებს; მისი ატომური მასა არის 6,94; ის მიეკუთვნება ტუტე ლითონებს. ლითიუმი ყველაზე მსუბუქია ყველა ლითონს შორის: მისი სიმკვრივეა 0,53 გრამი კუბურ სანტიმეტრზე. ეს არის ვერცხლისფერი თეთრი ფერის ნათელი მეტალის ბზინვარებით. ლითიუმი რბილია და ადვილად იჭრება დანით. ჰაერში ის სწრაფად იკლებს, ჟანგბადთან ერთად. ლითიუმის დნობის წერტილი არის 180,5 გრადუსი ცელსიუსი. ცნობილია ლითიუმის იზოტოპები ატომური მასით 6 და 7. პირველი იზოტოპი გამოიყენება წყალბადის მძიმე იზოტოპის, ტრიტიუმის წარმოებისთვის; ლითიუმის კიდევ ერთი იზოტოპი გამოიყენება როგორც გამაგრილებელი ბირთვული რეაქტორების ქვაბებში. ეს არის ლითიუმის ზოგადი ფიზიკური და ქიმიური მონაცემები.

როგორც აღვნიშნეთ, პროტიუმიდან ჰელიუმზე გადასვლა ტოპოლოგიის თვალსაზრისით სისტემატურად ხდება: საწყისი ტორუსის ზომის მატებასთან ერთად თანდათან იცვლება ატომების საბოლოო კონფიგურაცია. მაგრამ პროტიუმიდან ჰელიუმზე გადასვლისას ატომების ფიზიკური და, განსაკუთრებით, ქიმიური თვისებები მნიშვნელოვნად იცვლება, საკმაოდ რადიკალურად: პროტიუმის უნივერსალური მიზიდულობიდან ჰელიუმის სრულ ინერტულობამდე. სად, რომელ იზოტოპზე მოხდა ეს?

თვისებებში ასეთი ნახტომები ასოცირდება იზოტოპების ზომის ნახტომებთან. წყალბადის დიდი ატომი (ტრიტიუმი), რომელიც ჰელიუმის ატომის ფორმას იღებს, აღმოჩნდება რადიოაქტიური, ანუ მყიფე. ეს იმის გამო ხდება, რომ მარყუჟების მისი მოხრილი კიდეები არ აღწევს ერთმანეთს და შეიძლება წარმოიდგინოთ, როგორ ფრიალებს ისინი, მიიჩქარიან. ისინი ჰგვანან ორი ადამიანის ხელებს განსხვავებულ ნავებში, რომლებიც უძლურად ცდილობენ ხელის დაჭერას და შეჭიდებას. გარეგანი ეთერული წნევა ისე ძლიერად დააჭერს ატომების მოციმციმე მარყუჟების კონსოლებს, რომ არანაირ სიკეთეს არ მოიტანს; გვერდიდან ოდნავ დამატებითი შეკუმშვის შემდეგაც კი, კონსოლები იშლება - ისინი ვერ გაუძლებენ კაბელის მკვეთრ მოხრას და ატომი იშლება; ასე ხდება. მაშასადამე, შეგვიძლია ვთქვათ, რომ იზოტოპებს შორის დაღმასვლა შეინიშნება არსებული ფიზიკოქიმიური გადასვლების საზღვრებში: იქ უბრალოდ იზოტოპები არ არის.

მოდით მივყვეთ ლითიუმის ატომის ფორმირებას. ახლად წარმოქმნილი მიკრომორევის საწყისი წრე ზემოთ მითითებული ზომებით გადაიქცევა ოვალურად; მხოლოდ ლითიუმში, ოვალური ძალიან გრძელია: დაახლოებით 8-ჯერ გრძელია, ვიდრე ბოლო დამრგვალების დიამეტრი (მომავალი მარყუჟი); ეს არის ძალიან წაგრძელებული ოვალური. ლითიუმის ატომის შედედების დასაწყისი მსგავსია წყალბადის დიდი ატომებისა და ჰელიუმისთვის, მაგრამ შემდეგ ხდება გადახრა: ფიგურა-რვა გადახურვით, ანუ მარყუჟების შემობრუნებით, არ ხდება. ; ოვალის გრძელი გვერდების (თონების) შემდგომ დაახლოებას, სანამ ისინი სრულ კონტაქტში არ იქნებიან, თან ახლავს ბოლოების ერთდროული მოხრა ერთმანეთისკენ.

ოვალის მოახლოებული მხარეები ძალიან მალე მოვა კონტაქტში, თოკების მშვილდი გავრცელდება ცენტრიდან ბოლოებამდე და გაჩერდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ბოლოებში საბოლოოდ ჩამოყალიბდება მარყუჟები მინიმალური დასაშვები მოხრის რადიუსით. ამ მარყუჟების ერთდროულად წარმოქმნილი მოხვევები და ურთიერთდაახლოება იწვევს მათი მწვერვალების შეჯახებას, რის შემდეგაც მათი შეწოვის მხარეები ამოქმედდება: მარყუჟები, წოვა, ღრმად ჩაყვინთვის; და ლითიუმის ატომის კონფიგურაციის ფორმირების პროცესი სრულდება იმით, რომ გადაადგილებული მარყუჟები თავიანთი წვეროებით ეკიდებიან დაწყვილებულ კაბებს ზუსტად სტრუქტურის ცენტრში. დისტანციურად, ატომის ეს კონფიგურაცია წააგავს გულს ან, უფრო ზუსტად, ვაშლს.

პირველი დასკვნა თავისთავად გვთავაზობს: ლითიუმის ატომი იწყება მაშინ, როდესაც დაწყვილებული პირველადი მარყუჟების ზედა ნაწილი, რომლებიც ჩაძირულია სტრუქტურაში, აღწევს ატომის შუა ძარღვებს. მანამდე კი ჯერ კიდევ არ იყო ლითიუმი, არამედ სხვა ელემენტი, რომელიც ახლა ბუნებაში აღარ არის; მისი ატომი უკიდურესად არასტაბილური იყო, ძალიან ძლიერად პულსირებდა, ამიტომ იყო ფუმფულა და ეკუთვნოდა გაზებს. მაგრამ ძალიან საწყისი ლითიუმის იზოტოპის ატომი (ჩვენ დავადგინეთ, რომ იგი შედგებოდა 11000 შეკრული ელექტრონისაგან) ასევე არც თუ ისე ძლიერი აღმოჩნდება: მისი მარყუჟების მოხრის რადიუსი შეზღუდულია, ანუ ელასტიური თოკები ზღვრამდეა მოხრილი. დანებისმიერი გარე ზემოქმედებით, ისინი მზად არიან ადიდებულიყვნენ. უფრო დიდი ატომებისთვის ეს სუსტი წერტილი აღმოფხვრილია.

ელექტრული გამტარობა: წარმოიქმნება იქიდან, რომ ატომები რგოლისებურია დაწყვილებული სადენებისგან, ქმნიან შეწოვის ღეროებს, იხსნება გარედან, ახვევს ატომებს კონტურის გასწვრივ და იხურება საკუთარ თავზე; ამ ღარებში ჩარჩენილ ელექტრონებს შეუძლიათ თავისუფლად გადაადგილდნენ მათ გასწვრივ (კიდევ ერთხელ გავიხსენებთ, რომ სირთულეები წარმოიქმნება ელექტრონების ატომებისგან განცალკევებისას); და ვინაიდან ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ერთიდაიგივე ღარებით, მაშინ ელექტრონებს აქვთ ატომიდან ატომზე გადახტომის, ანუ სხეულის გარშემო გადაადგილების უნარი;
თბოგამტარობა: ატომის ელასტიურად მოხრილი თოკები ქმნიან უკიდურესად ხისტ ელასტიურ სტრუქტურას, რომელიც პრაქტიკულად არ შთანთქავს მეზობელი ატომების დაბალი სიხშირის დიდი ამპლიტუდის (თერმული) დარტყმებს, მაგრამ გადასცემს მათ შემდგომში; და თუ არ იქნებოდა შესაძლო დარღვევები მათ კონტაქტებში (დისლოკაციები) ატომების სისქეში, მაშინ თერმული ტალღა დიდი სიჩქარით გავრცელდებოდა;
ბრწყინვალება: ეთერის მსუბუქი ტალღების მაღალი სიხშირის დაბალი ამპლიტუდის ზემოქმედება ადვილად აირეკლება ატომების დაძაბულად მოხრილი ძაფებიდან და მიდის, ემორჩილება ტალღის ასახვის კანონებს; ლითიუმის ატომს არ აქვს სადენების სწორი სექციები, ამიტომ მას არ აქვს საკუთარი "ხმა", ანუ მას არ აქვს საკუთარი ფერი - ლითიუმი, შესაბამისად, მოვერცხლისფრო თეთრია, ძლიერი ბზინვარებით ჭრილობებზე;
პლასტიურობა: მომრგვალებული ლითიუმის ატომები შეიძლება ერთმანეთთან იყოს დაკავშირებული ნებისმიერი გზით; მათ შეუძლიათ გატეხვის გარეშე ერთმანეთზე გადახვევა; და ეს გამოიხატება იმაში, რომ ლითიუმისგან დამზადებულ სხეულს შეუძლია შეცვალოს ფორმა მთლიანობის დაკარგვის გარეშე, ანუ იყოს პლასტიკური (რბილი); შედეგად, ლითიუმი იჭრება დიდი სირთულის გარეშე დანით.

ლითიუმის ფიზიკური მახასიათებლების მაგალითის გამოყენებით, შეიძლება განვმარტოთ ლითონის კონცეფცია: ლითონი არის ნივთიერება, რომელიც შედგება ატომებისგან, მკვეთრად მოხრილი სადენებით, რომლებიც ქმნიან კონტურულ შეწოვის ღრმულებს გარედან ღია; გამოხატული (ტუტე) ლითონების ატომებს არ აქვთ ღია შეწოვის მარყუჟები და სწორი ან შეუფერხებლად მოხრილი კაბელი.ამიტომ, ლითიუმი ნორმალურ პირობებში ვერ ერწყმის წყალბადს, ვინაიდან წყალბადის ატომი მარყუჟია. მათი კავშირი შეიძლება იყოს მხოლოდ ჰიპოთეტური: ღრმა სიცივეში, როდესაც წყალბადი მყარდება, მისი მოლეკულები შეიძლება გაერთიანდეს ლითიუმის ატომებთან; მაგრამ ყველაფერი აჩვენებს, რომ მათი შენადნობი ისეთივე რბილი იქნება, როგორც თავად ლითიუმი.

ამავდროულად, ჩვენ განვმარტავთ პლასტიურობის კონცეფციას: ლითონების პლასტიურობა განისაზღვრება იმით, რომ მათ მომრგვალებულ ატომებს შეუძლიათ ერთმანეთზე გადახვევა, პოზიციის შეცვლა, მაგრამ ერთმანეთთან კონტაქტების დაკარგვის გარეშე.

იმედია ყველას ერთხელ მაინც ეწვია ზოოპარკი. დადიხარ და აღფრთოვანებული ხარ გალიებში მსხდომი ცხოველებით. ახლა ჩვენც გავემგზავრებით საოცარ "ზოოპარკში", მხოლოდ უჯრედებში იქნება არა ცხოველები, არამედ სხვადასხვა ატომები. ეს "ზოოპარკი" ატარებს მისი შემქმნელის დიმიტრი ივანოვიჩ მენდელეევის სახელს და ჰქვია "ქიმიური ელემენტების პერიოდული ცხრილი" ან უბრალოდ "მენდელეევის ცხრილი".

რეალურ ზოოპარკში გალიაში ერთდროულად რამდენიმე ცხოველს შეუძლია იცხოვროს ერთი და იგივე სახელით, მაგალითად, ერთ გალიაში ათავსებენ კურდღლების ოჯახს, მეორეში კი მელიების ოჯახს. ჩვენს "ზოოპარკში" კი უჯრედში "სხედან" ატომები-ნათესავები, მეცნიერულად - იზოტოპები. რომელი ატომები ითვლება ნათესავებად? ფიზიკოსებმა დაადგინეს, რომ ნებისმიერი ატომი შედგება ბირთვისა და ელექტრონების გარსისგან. თავის მხრივ, ატომის ბირთვი შედგება პროტონებისა და ნეიტრონებისგან. ასე რომ, ატომების ბირთვები "ნათესავებში" შეიცავს პროტონების იგივე რაოდენობას და ნეიტრონების განსხვავებულ რაოდენობას.

ამ მომენტში, ცხრილში ბოლო არის ლივერმორიუმი, ჩაწერილი უჯრედის ნომერი 116. ამდენი ელემენტია და თითოეულს აქვს თავისი ისტორია. სახელებში ბევრი საინტერესო რამ არის. როგორც წესი, ელემენტის სახელს ასახელებდა ის მეცნიერი, რომელმაც ის აღმოაჩინა და მხოლოდ მე-20 საუკუნის დასაწყისიდან ასახელებს ფუნდამენტური და გამოყენებითი ქიმიის საერთაშორისო ასოციაციის მიერ.

მრავალი ელემენტი დასახელებულია ძველი ბერძნული ღმერთებისა და მითების გმირების, დიდი მეცნიერების საპატივცემულოდ. არსებობს გეოგრაფიული სახელები, მათ შორის რუსეთთან დაკავშირებული.

არსებობს ლეგენდა, რომ მენდელეევს გაუმართლა - ის მხოლოდ მაგიდაზე ოცნებობდა. Შესაძლოა. მაგრამ დიდმა ფრანგმა მეცნიერმა ბლეზ პასკალმა ერთხელ აღნიშნა, რომ მხოლოდ მომზადებული გონება აკეთებს შემთხვევით აღმოჩენებს. და ვისაც გონება ჰქონდა მომზადებული პერიოდულ სისტემასთან შეხვედრისთვის, ეს იყო დიმიტრი ივანოვიჩი, რადგან ის მრავალი წლის განმავლობაში მუშაობდა ამ პრობლემაზე.

ახლა მოდით გზას გავუდგეთ!

წყალბადი (H)

წყალბადი "ცხოვრობს" ჩვენი ზოოპარკის ნომერ 1 უჯრედში. ასე უწოდა მას დიდმა მეცნიერმა ანტუან ლავუაზიემ. მან ამ ელემენტს სახელი დაარქვა წყალბადი(ბერძნულიდან ὕδωρ - "წყალი" და ძირიდან -γεν- "დაბადება"), რაც ნიშნავს "წყლის დაბადებას". რუსმა ფიზიკოსმა და ქიმიკოსმა მიხაილ ფედოროვიჩ სოლოვიოვმა ეს სახელი რუსულად თარგმნა - წყალბადი. წყალბადი აღინიშნება ასო H-ით, ის ერთადერთი ელემენტია, რომლის იზოტოპებსაც აქვთ საკუთარი სახელები: 1 H - პროტიუმი, 2 H - დეიტერიუმი, 3 H - ტრიტიუმი, 4 H - კვადიუმი, 5 H - პენტიუმი, 6 H - ჰექსიუმი და 7 H - სეპტიუმი ( ზემოწერი აღნიშნავს პროტონებისა და ნეიტრონების მთლიან რაოდენობას ატომის ბირთვში).

ჩვენი სამყარო თითქმის მთელი წყალბადისგან შედგება - ის ყველა ატომის 88,6%-ს შეადგენს. როდესაც მზეს ცაში ვაკვირდებით, წყალბადის უზარმაზარ ბურთულას ვხედავთ.

წყალბადი არის ყველაზე მსუბუქი გაზი და, როგორც ჩანს, მათთვის სასარგებლოა ბუშტების შევსება, მაგრამ ის ფეთქებადია და ურჩევნიათ არ შეეშალონ მას, თუნდაც ტევადობის საზიანოდ.

ჰელიუმი (ის)

უჯრედი 2 შეიცავს კეთილშობილ გაზს ჰელიუმს. ჰელიუმმა მიიღო სახელი მზის ბერძნული სახელიდან - Ἥλιος (Helios), რადგან ის პირველად მზეზე აღმოაჩინეს. როგორ მუშაობდა?

ისააკ ნიუტონმაც კი გაარკვია, რომ სინათლე, რომელსაც ჩვენ ვხედავთ, შედგება სხვადასხვა ფერის ცალკეული ხაზებისგან. მე-19 საუკუნის შუა წლებში მეცნიერებმა დაადგინეს, რომ თითოეულ ნივთიერებას აქვს ასეთი ხაზების საკუთარი ნაკრები, ისევე როგორც თითოეულ ადამიანს აქვს საკუთარი თითის ანაბეჭდები. ასე რომ, მზის სხივებში აღმოჩნდა ნათელი ყვითელი ხაზი, რომელიც არ მიეკუთვნება ადრე ცნობილ ქიმიურ ელემენტებს. და მხოლოდ სამი ათეული წლის შემდეგ, ჰელიუმი აღმოაჩინეს დედამიწაზე.

ჰელიუმი ინერტული აირია. სხვა სახელია კეთილშობილი აირები. ასეთი გაზები არ იწვის, ამიტომ ურჩევნიათ აავსონ ბუშტები, თუმცა ჰელიუმი წყალბადზე 2-ჯერ მძიმეა, რაც ამცირებს ტარების მოცულობას.

ჰელიუმი რეკორდსმენია. ის გადადის აირისებრიდან თხევად მდგომარეობაში, როდესაც ყველა ელემენტი დიდი ხანია მყარია: −268,93 ° C ტემპერატურაზე და საერთოდ არ გადადის მყარ მდგომარეობაში ნორმალური წნევის დროს. მხოლოდ 25 ატმოსფეროს წნევისა და -272,2 ° C ტემპერატურის პირობებში ხდება ჰელიუმი მყარი.

ლითიუმი (Li)

უჯრედი ნომერი 3 იკავებს ლითიუმს. ლითიუმმა მიიღო სახელი ბერძნული სიტყვიდან λίθος (ქვა), რადგან ის თავდაპირველად მინერალებში იყო ნაპოვნი.

არის ეგრეთ წოდებული რკინის ხე, რომელიც წყალში იძირება და განსაკუთრებით მსუბუქი ლითონის ლითიუმი - პირიქით, წყალში არ იძირება. და არა მარტო წყალში - ნებისმიერ სხვა სითხეშიც. ლითიუმის სიმკვრივე თითქმის 2-ჯერ ნაკლებია წყლის სიმკვრივეზე. საერთოდ არ ჰგავს მეტალს - ძალიან რბილია. დიახ, და დიდი ხნის განმავლობაში ცურვა არ შეეძლო - ლითიუმი წყალში ჩურჩულით იხსნება.

ლითიუმის მცირე დანამატები ზრდის ალუმინის სიმტკიცეს და ელასტიურობას, რაც ძალიან მნიშვნელოვანია საავიაციო და სარაკეტო მეცნიერებაში. როდესაც ლითიუმის პეროქსიდი რეაგირებს ნახშირორჟანგთან, გამოიყოფა ჟანგბადი, რომელიც გამოიყენება ჰაერის გასაწმენდად იზოლირებულ ოთახებში, მაგალითად, წყალქვეშა ნავებზე ან კოსმოსურ ხომალდებზე.

ბერილიუმი (Be)

საკანში ნომერი 4 არის ბერილიუმი. სახელწოდება მომდინარეობს მინერალური ბერილისგან - ბერილიუმის ლითონის წარმოებისთვის. თავად ბერილის სახელი ეწოდა ინდოეთის ქალაქ ბელურს, რომლის მიდამოებში იგი უძველესი დროიდან იყო მოპოვებული. ვის სჭირდებოდა მაშინ?

გაიხსენეთ ზურმუხტის ქალაქის ოსტატი - დიდი და საშინელი გუდვინი. ის ყველას აიძულებდა ეკეთებინათ მწვანე სათვალე, რათა მისი ქალაქი „ზურმუხტისფერი“ გამოჩენილიყო და, შესაბამისად, ძალიან მდიდარი. ასე რომ, ზურმუხტი არის ბერილის ერთ-ერთი სახეობა, ზოგიერთი ზურმუხტი უფრო მეტად ფასდება ვიდრე ბრილიანტი. ასე რომ, ძველ დროში მათ იცოდნენ, რატომ უნდა განავითარონ ბერილის საბადოები.

1896 წლის ხუთტომიან ენციკლოპედიაში "სამყარო და კაცობრიობა" ბერილიუმის შესახებ გამოცემაში ნათქვამია: "მას არ აქვს პრაქტიკული გამოყენება". და ბევრად მეტი დრო გავიდა, სანამ ხალხმა დაინახა მისი საოცარი თვისებები. მაგალითად, ბერილიუმმა ხელი შეუწყო ბირთვული ფიზიკის განვითარებას. სწორედ ჰელიუმის ბირთვებით მისი დასხივების შემდეგ მეცნიერებმა აღმოაჩინეს ისეთი მნიშვნელოვანი ელემენტარული ნაწილაკი, როგორიც არის ნეიტრონი.

მართლაც უნიკალურია ბერილიუმის შენადნობი სპილენძთან - ბერილიუმის ბრინჯაო. თუ მეტალების უმეტესობა დროთა განმავლობაში "დაბერდება", კარგავს ძალას, მაშინ ბერილიუმის ბრინჯაო, პირიქით, დროთა განმავლობაში "ახალგაზრდავდება", მისი სიძლიერე იზრდება. მისგან ზამბარები პრაქტიკულად არ ცვდება.

ბორი (V)

ბორი იკავებს უჯრას 5-ს. არ არის აუცილებელი ვიფიქროთ, რომ ამ ელემენტს დანიური საფეხბურთო კლუბის "აკადემისკის" მეკარის ნილს ბორის, შემდგომში დიდი ფიზიკოსის სახელი ეწოდა. არა, ელემენტმა მიიღო სახელი სპარსული სიტყვიდან „ბურახ“ ან არაბული სიტყვიდან „ბურაკ“ (თეთრი), რომელიც აღნიშნავდა ბორის ნაერთს - ბორაქს. მაგრამ მე მირჩევნია ვერსია, რომ "ჭარხალი" არ არის არაბული, არამედ წმინდა უკრაინული სიტყვა, რუსულად - "ჭარხალი".

ბორი არის ძალიან ძლიერი მასალა, მას აქვს ყველაზე მაღალი დაძაბულობის ძალა. თუ ბორისა და აზოტის ნაერთი თბება 1350 ° C ტემპერატურამდე 65 ათასი ატმოსფეროს წნევით (ეს ახლა ტექნიკურად მიღწეულია), მაშინ შეიძლება მიიღოთ კრისტალები, რომლებსაც შეუძლიათ ალმასის დაკაწრვა. ბორის ნაერთების საფუძველზე დამზადებული აბრაზიული მასალები არ ჩამოუვარდება ბრილიანტს და, ამავე დროს, გაცილებით იაფია.

ბორი ჩვეულებრივ შეჰყავთ ფერადი და შავი ლითონების შენადნობებში მათი თვისებების გასაუმჯობესებლად. ბორის კომბინაცია წყალბადთან - ბორანებთან - შესანიშნავი სარაკეტო საწვავია, თითქმის ორჯერ ეფექტური ვიდრე ტრადიციული. სოფლის მეურნეობაში ბორზე მუშაობაა: სასუქებში ბორს უმატებენ, რადგან ნიადაგში მისი ნაკლებობით ბევრი კულტურის მოსავლიანობა შესამჩნევად იკლებს.

მხატვარი ანა გორლაჩი

პორტალი სტუდენტისთვის. თვითმმართველობის ტრენინგი