Stanovenie náboja vodíkového iónu. Molekulárny vodíkový ión

Podľa experimentálnych údajov je prvá ionizačná energia (PIE) molekuly vodíka 1,494 kJ/mol. V dôsledku medzery elektrónu s molekulou vodíka vzniká kladný vodíkový ión (H 2 +). Aby sme mohli porovnať vypočítané údaje s experimentálnymi údajmi, musíme vypočítať energiu kladného vodíkového iónu podľa rovnakej schémy, akú sme použili na určenie energie molekuly vodíka. Pri použití tejto schémy dospejeme k záveru, že energia kladného vodíkového iónu sa rovná energii nie héliového, ale vodíkového atómu s nábojom Z rovným redukovanému náboju v bode E, pričom Z možno vypočítať pomocou nasledujúceho vzorca:
Z = (N2/2n) [(4n/N) 2/3 - 1] 3/2 - Sn,

kde N je jadrový náboj v protónových jednotkách; n je počet väzbových elektrónov; S n - označenie medzielektronického odpudzovania. V prípade jedného elektrónu (H 2 +) je S n nula. Podrobný dôkaz tohto vzorca je uvedený v monografii.
Pri výpočte pomocou tejto rovnice zistíme, že:

Z = (1 2/2) [(4/1) 2/3 - 1] 3/2 = 0,5 (40,666 - 1) 1,5 = 0,93

V súlade s tým je energia H2 + určená vzorcom:

EH2+ = 1317. 0,932 = 1 150 kJ/mol

Molekula H2+ môže byť reprezentovaná ako molekula vytvorená z atómu vodíka a protónu. Celková elektrónová energia počiatočných zložiek sa rovná PIE atómu vodíka, teda 1317 kJ/mol. To znamená, že podľa výpočtov tvorba iónu H 2 + neuvoľňuje energiu, ale naopak, stratu hodnota 167 kJ/mol. Podľa výpočtov je teda molekula H 2 + extrémne nestabilná. [Táto skutočnosť je uvedená v Encyklopédii anorganickej chémie (1994) na strane 1463.] V súlade s tým, keď sa z molekuly vodíka odstráni jeden elektrón, rozpadne sa na atóm vodíka a protón. Celková energia je v tomto prípade 1317 kJ/mol. Experimentálne vypočítaná elektrónová energia molekuly vodíka (E H2) je teda určená vzorcom:
E H2 = 1317 kJ/mol + 1494 kJ/mol = 2811 kJ/mol,

kde 1,317 kJ/mol je energetická hodnota atómu vodíka a 1,494 kJ/mol je PIE atómu vodíka (FIE H 2). Energia molekuly vodíka vypočítaná pomocou rovníc bola 2 900 kJ/mol. Rozdiel medzi experimentálnymi a vypočítanými údajmi bol 3,06 %.

Teda (2,900 kJ/mol - 2,811 kJ/mol) / 2,900 kJ/mol = 0,0306. To znamená, že hodnota energie molekuly vodíka vypočítaná pomocou rovníc sa ukázala byť o 3,06% vyššia ako hodnota získaná pomocou experimentálnych údajov.

Ako už bolo spomenuté v tejto časti, energiu molekuly vodíka možno vypočítať rovnakým spôsobom ako energiu atómu podobného héliu (jadra obklopeného dvoma elektrónmi). Na základe výpočtu pre atómy podobné héliu získame:

E gél = 1,317 (Z - 0,25) 2 2

Energie atómov podobných héliu s jadrovými nábojmi rovnými 1, 2 a 3 protónovým jednotkám boli 1,485; 8,025 a 19,825 kJ/mol, v tomto poradí. Pre porovnanie, experimentálne vypočítaná energia týchto atómov (súčet ionizačných energií H¯; He; a Li+) bola 1,395; 7,607 a 19,090 kJ/mol, v tomto poradí.

Inými slovami, experimentálne vypočítané energetické hodnoty pre H¯; On; a Li+ sa ukázali byť nižšie ako vypočítané údaje o 6,1 %; 5,2 % a 3,7 %.

Ako bolo uvedené vyššie, experimentálne stanovená hodnota energie molekuly vodíka sa ukázala byť o 3,06 % nižšia ako hodnota vypočítaná na základe modelu, čo celkom presvedčivo dokazuje, že model je absolútne presný.

Energia vodíkových iónov H 2 +

Zo vzorca (66.2), ktorý kombinuje oba Faradayove zákony, vyplýva, že ak sa náboj číselne rovná Faradayovej konštante, potom sa hmotnosť rovná, t.j. keď elektrolytom prejde náboj rovnajúci sa 96,484 C, [kg] sa uvoľňuje akákoľvek látka, teda modliť sa za túto látku. Inými slovami, na uvoľnenie jedného mólu látky musí elektrolytom pretiecť náboj, ktorý sa číselne rovná [C]. Keď sa teda uvoľní mól jednomocnej látky (1,008 g vodíka, 22,99 g sodíka, 107,87 g striebra atď.), elektrolytom prejde náboj, ktorý sa číselne rovná C; pri uvoľnení mólu dvojmocnej látky (16,00 g kyslíka, 65,38 g zinku, 63,55 g medi atď.) prechádza elektrolytom náboj číselne rovný C atď.

Ale vieme, že jeden mol akejkoľvek látky obsahuje rovnaký počet atómov, ktorý sa rovná Avogadrovej konštante mol-1. Každý ión jednomocnej látky uvoľnený na elektróde teda nesie náboj

Cl. (69,1)

S uvoľnením každého atómu dvojmocnej látky prechádza elektrolytom náboj C, dvakrát väčší, atď. Vo všeobecnosti platí, že keď sa uvoľní každý atóm -valenčnej látky, náboj [C] sa prenesie cez elektrolyt.

Vidíme, že náboje prenášané počas elektrolýzy s každým iónom sú celočíselné násobky nejakého minimálneho množstva elektriny rovnajúcej sa C. Každý jednomocný ión (draslík, striebro atď.) nesie jeden takýto náboj. Každý dvojmocný ión (ión zinku, ortuti atď.) nesie dva takéto náboje. Pri elektrolýze sa nikdy nevyskytujú prípady, keď sa náboj obsahujúci zlomkovú časť C prenesie s iónom. Nemecký fyzik a fyziológ Hermann Helmholtz (1821-1894), ktorý na tento dôsledok Faradayovho zákona upozornil, z toho usúdil, že udávané množstvo elektriny Kl predstavuje najmenšie množstvo elektriny, aké v prírode existuje; tento minimálny náboj sa nazýva elementárny náboj. Monovalentné anióny (ióny chlóru, jódu atď.) nesú jeden záporný elementárny náboj, jednomocné katióny (ióny vodíka, sodíka, draslíka, striebra a pod.) - jeden kladný elementárny náboj, dvojmocné anióny - dva záporné elementárne náboje, dvojmocný katióny - dva kladné elementárne náboje atď.

V javoch elektrolýzy sa teda výskumníci po prvý raz stretli s prejavmi diskrétneho (nespojitého) charakteru elektriny (§ 5) a dokázali určiť elementárny elektrický náboj. Neskôr boli objavené ďalšie javy, v ktorých sa prejavuje diskrétna povaha elektriny a našli sa aj iné spôsoby merania elementárneho záporného náboja – náboja elektrónu. Všetky tieto merania poskytli rovnakú hodnotu pre elektrónový náboj, akú sme práve získali z Faradayovho zákona. Toto je najlepšie potvrdenie správnosti iónového mechanizmu prechodu prúdu cez elektrolyty, ktorý sme načrtli v predchádzajúcom odseku.

Ióny sú zvyčajne označené znakmi "+" alebo "-" v blízkosti zodpovedajúcich vzorcov (zvyčajne vpravo hore). Počet znamienok „+“ alebo „-“ sa rovná mocnosti iónu (napríklad ióny medi sú alebo, iba ióny chlóru atď.).

  • § 8. Otázka podmienok identity Faradayovej a Maxwellovej formulácie zákona elektromagnetickej indukcie.
  • § 9. Prípad premenlivého obrysu.
  • § 10. Všeobecný záver k otázke zákona elektromagnetického
  • § 11. O premenách magnetického toku.
  • § 12. Mechanizmus rezania magnetických vedení vodičom.
  • 1) Faraday, Experimental Researches in Electricity, Vol. 1, § 238.
  • § 13. Transformácie magnetického toku v transformátore.
  • § 14. Úloha magnetických obrazoviek.
  • § 15. Problém bezkomutátorového jednosmerného stroja.
  • 1) Zariadenia s permanentnými magnetmi berú do úvahy priemernú hodnotu prúdu a preto nedávajú žiadnu odchýlku pri čisto striedavom prúde.
  • § 16. Magnetický obvod.
  • § 17. Lineárny integrál magnetickej sily.
  • § 18. Odvodenie presnej formulácie zákona magnetického obvodu.
  • § 19. Približné vyjadrenie zákona magnetického obvodu.
  • 1) Každý vodič je samozrejme teleso troch rozmerov; týmto výrazom zdôrazňujeme v tomto prípade len priečne rozmery vodiča, ktoré sú významné v porovnaní s dĺžkou
  • § 20. Energia magnetického toku.
  • § 21 Energia magnetickej čiary (jedna magnetická trubica
  • § 22. Ťahanie magnetických čiar.
  • 1) Podobný „strážny prsteň“ máme v absolútnom elektrometri V. Thomsona (Lord Kelvin).
  • 1) Maxwell, Treatise on Electricity and Magnetism, Vol. II, §§ 641-645.
  • § 23. Zdvíhacia sila magnetu.
  • § 24. Separačný permeameter.
  • § 25. Povaha elektromagnetickej sily.
  • § 26. Bočný ťah magnetických čiar.
  • § 27. Lom magnetických čiar.
  • § 28. Princíp zotrvačnosti magnetického toku.
  • § 29 Všeobecná formulácia princípu zotrvačnosti magnet
  • Kapitola II. Magnetické vlastnosti hmoty.
  • § 30. Úloha hmoty v magnetickom procese.
  • § 31. Fiktívnosť „magnetických hmôt“.
  • 1) Faraday, Experimentálne výskumy v elektrine §§ 3313 - 3317.
  • § 32. Všeobecné charakteristiky magnetických materiálov.
  • § 33. Magnetický cyklus.
  • § 34. Hysterézna slučka ako charakteristika magnet
  • § 36. Výpočet hysteréznych strát a Steinmetzov vzorec.
  • § 37. Hypotéza rotujúcich elementárnych magnetov.
  • § 38. Magnetická saturácia.
  • § 39. Vplyv otrasov na magnetické vlastnosti.
  • § 40. Vplyv teplotných pomerov na magnetické vlastnosti látok.
  • § 41. Magnetická viskozita.
  • § 42. Zmena veľkosti telies pri magnetizácii.
  • § 43. Hysterézia otáčania.
  • § 44. Niektoré magnetické vlastnosti železa a jeho zliatin.
  • Kapitola III Elektrický výtlak.
  • § 45. Všeobecná charakteristika elektromagnetických procesov.
  • § 47. Elektrický výtlak. Hlavné ustanovenia Maxwella.
  • 1) V súčasnosti sa dielektrická konštanta zvyčajne označuje .
  • 2) Kurzíva prekladateľa.
  • § 48. Meranie elektrického posunu.
  • § 49. Výtlačný prúd.
  • § 50. Maxwellova veta.
  • § 51. Povaha elektrického výtlaku.
  • § 52. Vysvetlivky k Maxwellovej vete Závery z hl
  • § 53. Matematická formulácia princípu spojitosti
  • § 54. Mechanická analógia.
  • § 55. Kontinuita prúdu pri elektrickej konvekcii.
  • § 56. Zložité príklady prúdovej kontinuity.
  • Kapitola IV Elektrické pole.
  • § 57. Komunikácia elektrického poľa s elektromagnetickými procesmi. Oblasť elektrostatiky.
  • § 58. Coulombov zákon a z neho vyplývajúce definície a vzťahy.
  • § 59. Elektromotorická sila a potenciálny rozdiel. Zákon elektromotorickej sily.
  • 1) Maxwell, Treatise on Electricity and Magnetism, Vol. I, § 45.
  • § 60. Elektrická deformácia média.
  • § 61. Čary výtlaku.
  • § 62. Výtlačná rúra.
  • § 63. Faradayove trubice.
  • § 64. Faradayova trubica a množstvo elektriny s ňou spojené.
  • § 65. Druhá formulácia Maxwellovej vety.
  • § 66. Elektrifikácia vplyvom. Faradayova veta.
  • § 67. Energia elektrického poľa.
  • § 68. Mechanické prejavy elektrického poľa.
  • § 69. Refrakcia Faradayových trubíc.
  • § 70. Elektrická kapacita a dielektrická konštanta.
  • § 71. Vlastnosti dielektrika.
  • 1) Maxwell. Pojednanie o elektrine a magnetizme, zv. I, § 59 (na konci).
  • Kapitola V. Povaha elektrického prúdu.
  • § 72 Všeobecné úvahy o povahe prúdu.
  • 1) Faraday, Experimentálne výskumy v oblasti elektriny, § 3303.
  • 1) Maxwell, Pojednanie o El. A Magn., zv. II, § 572.
  • 2) Faraday, Experimentálne výskumy v oblasti elektriny, §§ 517, 1642, 3269.
  • § 73. Pohyb elektriny vo vnútri vodičov.
  • 2) Maxwell, Pojednanie o El. A Magn., zväzok II, § 569.
  • § 74. Účasť elektrického poľa na procese elektrického prúdu.
  • § 75. Účasť magnetického poľa na procese elektrického prúdu.
  • Kapitola VI.
  • § 76. Všeobecné úvahy.
  • §77. Ióny.
  • 1 J. J. Thomson, Vedenie elektriny plynmi § 10.
  • § 78. Ionizačné činidlá.
  • § 79. Náboj a hmotnosť iónu.
  • § 80. Vplyv tlaku plynu na charakter výtoku.
  • § 81. Rôzne stupne prechodu prúdu cez plyny
  • § 82. Základné vzťahy charakterizujúce prúd prechádzajúci plynmi.
  • § 83. Tichý výboj. koruna.
  • § 84. Výbušný výboj.
  • § 85. Voltatický oblúk.
  • § 86. Oblúkové usmerňovače.
  • § 87. Rôzne stupne vypúšťania cez plyny pri malých
  • 1) Na obr. 145 je žiara označená čiernymi ťahmi.
  • § 88. Prechod elektrického prúdu prázdnotou.
  • § 89. Duté elektronické zariadenia.
  • § 90. Záver.
  • Kapitola VII.Elektrodynamika.
  • § 91. Hlavné ustanovenia Maxwella.
  • 1) „Niečo progresívne a nie obyčajné usporiadanie“ (Exp. Res., 283).
  • 1) Faraday. Exp. Res., 283.
  • 1) Všimnite si, že tu má pôvod pojem samoindukcia, t.j. indukcia vo vlastnom magnetickom poli. Tlmočník.
  • § 92. Druhý tvar Lagrangeových rovníc.
  • 1) Pozri napríklad a. V. Meshchersky, "Teoretická mechanika", časť II.
  • § 94. Výber zovšeobecnených súradníc pre elektrodynamický systém.
  • § 95. Energia: ponderokinetická, elektrokinetická a nederoelektrokinetická.
  • 1) Výraz „ponderokinetický“ pochádza z latinského slova pondus (gen. P. Ponderis), čo znamená hmotnosť, a teda naznačuje, že
  • § 96. Všeobecné skúmanie síl pôsobiacich v elektrodynamickom systéme.
  • § 97. Elektrokinetická energia.
  • § 98. Elektromotorická sila samoindukcie.
  • § 99. Koeficient samoindukcie.
  • § 100. Elektromotorická sila vzájomnej indukcie.
  • § 101. Koeficient vzájomnej indukcie.
  • § 102. Vzťah medzi koeficientmi samoindukcie a vzájomných
  • § 103. Všeobecné výrazy pre magnetické toky prepojené s jednotlivými obvodmi sústavy.
  • § 104. Všeobecné výrazy pre elektromotorické sily indukované v jednotlivých obvodoch sústavy.
  • § 105. Úloha skratovaného sekundárneho okruhu.
  • § 106. Prevádzkové koeficienty vlastnej indukcie a vzájomnej indukcie.
  • § 107. Elektromagnetická sila. Všeobecné úvahy.
  • 1) V tomto aj v iných formuláciách uvedených v tomto odseku hovoríme o celkovom magnetickom toku, t.j. o celkovom počte tokových väzieb s uvažovaným obvodom.
  • § 108. Podmienky vzniku elektromagnetickej sily.
  • § 109. Prípad supravodivých obvodov.
  • § 110. Prípad obvodu s prúdom vo vonkajšom magnetickom poli.
  • § 111. Hlavnou úlohou je bočná expanzia a pozdĺžne napätie magnetických čiar.
  • § 112. Prípad priamočiareho vodiča vo vonkajšom magnetickom poli.
  • § 113. Elektromagnetické interakcie v asynchrónnom motore.
  • § 114. Veľkosť a smer elektromagnetickej sily pri jednom prúdovom obvode.
  • 1) Pinch – v angličtine znamená „porušenie“.
  • § 115. Veľkosť a smer sily elektromagnetickej interakcie dvoch obvodov s prúdom.
  • § 116. Prípad elektromagnetickej interakcie ľubovoľného čísla
  • § 117. Elektromagnetická sila pôsobiaca na úsek vodiča s prúdom, ktorý sa nachádza vo vonkajšom magnetickom poli.
  • Kapitola VIII Pohyb elektromagnetickej energie.
  • § 118. Elektromagnetické pole.
  • 1) Pozri Maxwell. Pojednanie o elektrine a magnetizme, zv. II §§ 822 a 831 (v časti - O hypotéze molekulárnych vírov).
  • § 119. Základné rovnice elektromagnetického poľa.
  • § 120. Všeobecná podstata diferenciálnych rovníc elektromagnetického poľa,
  • § 121. Rozvod elektromagnetickej energie.
  • § 123. Experimentálne údaje potvrdzujúce Maxwellovu teóriu.
  • § 124. Hertzove pokusy.
  • § 125. Mechanizmus pohybu elektromagnetickej energie. Vektor
  • § 126. Šírenie prúdu v kovových hmotách. Povrchový efekt.
  • 1) Keďže vo všeobecnosti
  • 1) V tomto prípade zmeníme poradie diferenciácie, t.j. najprv vezmeme deriváciu vzhľadom na y a potom vzhľadom na t. Ako viete, výsledok to neovplyvní.
  • 1) P. Kalantaroff. Les rovnice aux dimensions des grandeurs electriques. Et magnetiques. - Revue Generale de l "Electricite, 1929, t, XXV, č. 7, s. 235.
  • § 79. Náboj a hmotnosť iónu.

    Z toho, čo bolo povedané v predchádzajúcich odsekoch, v prvom rade vyplýva, že náboje nesúce kladné a záporné ióny, ktoré majú opačné znamienko, musia byť v absolútnej hodnote identické, pretože vznikajú, všeobecne povedané, štiepením neutrálnych molekúl látka. Prvé kvantitatívne stanovenia veličín, ktoré umožňujú posúdiť hmotnosť iónov rôznych kategórií, urobili J. J. Thomson a W. Wiiom a prvé približné určenia náboja iónu urobil J. J. Thomson.

    Hlavná séria štúdií bola venovaná určovaniu pomeru náboja iónov e na jeho váhu m. Jednou z metód, ktoré použil J. J. Thomson v roku 1897, operoval tzv. katódové lúče, objavil Crookes a pozostáva z prúdu niektorých veľmi zvláštnych častíc, ktoré nesú záporný náboj. Ako je známe, Crookes pozoroval katódové lúče vo veľmi jasne vyjadrenej forme vo vnútri sklenenej nádoby s veľmi riedkym priestorom, v ktorom boli umiestnené dve elektródy: plochá alebo mierne konkávna katóda a anóda nejakého druhu. Pri dostatočne veľkom potenciálovom rozdiele medzi týmito elektródami vychádzajú z povrchu zápornej elektródy, približne kolmo na ňu, spomínané katódové lúče, ktoré majú množstvo špeciálnych vlastností. Lúč katódových lúčov sa vychyľuje pôsobením priečneho magnetického poľa, ktoré je možné detegovať buď pomocou fluorescencie zvyškov plynu v trubici, alebo pomocou fluorescencie špeciálnej clony, na ktorú lúče dopadajú. Rovnakú odchýlku možno dosiahnuť prechodom katódových lúčov medzi doskami kondenzátora, ktorý sa nachádza

    umiestnené vo vnútri trubice a nabíjané z nejakého konštantného zdroja. V oboch prípadoch smer vychýlenia presne zodpovedá negatívnej elektrifikácii častíc, ktoré tvoria katódové lúče. Podobné pozorovania je možné urobiť napríklad pomocou trubice s veľmi riedkym plynom, ako je znázornené na obrázku 132.

    Tu je C katóda, ALE - anóda s medzerou asi 2 - 3 milimetre, AT - kovový disk spojený so zemou s medzerou širokou asi jeden milimeter, D 1 a D 2 - kondenzátorové dosky, F - fluorescenčné sito nanesené na vnútorný povrch sklenenej trubice. Katódové lúče vychádzajúce z povrchu katódy C prechádzajú cez štrbiny ALE a AT v smere ALEBO a dať svetelnú stopu na obrazovke R. Teraz si predstavte, že trubica je umiestnená v rovnomernom magnetickom poli kolmom na rovinu na obrázku 132, t.j. kolmo na OP. V tomto prípade sa katódový lúč zmení z priamej čiary na zakrivenú. (ALEBO") pozdĺž oblúka kruhu, ktorého polomer bude závisieť od magnetickej indukcie AT, z poplatku ečastice tvoriace katódové lúče na ich hmote t a z ich rýchlosti v. Polomer zakrivenia trajektórie iónov bude skutočne určený podmienkou rovnosti absolútnej hodnoty odstredivej sily na jednej strane a sily vychyľujúcej časticu do stredu zakrivenia na strane druhej. Odstredivá sila bude mv 2 /r. vychyľovacia častica

    sila sa bude rovnať súčinu magnetickej indukcie AT a množstvá ev, čo nie je nič iné ako miera sily prúdu v dôsledku pohybu náboja e s rýchlosťou v (uhol medzi smerom vektora AT sa v tomto prípade rovná 90°). Preto môžeme napísať:

    mv 2 / r=Bev.

    Na druhej strane informovanie platní D 1 a D 2 nejaký potenciálny rozdiel, môžeme spôsobiť vychýlenie katódového lúča aj pôsobením priečneho elektrického poľa na pohybujúce sa nabité prvky lúča. Označuje elektrickú silu medzi doskami D 1 a D 2 cez E, môžeme vyjadriť mechanickú silu tohto pôsobenia na každú jednotlivú časticu prostredníctvom jej. V tomto prípade znamenie potenciálneho rozdielu medzi doskami D 1 a d 2

    môže byť uskutočnené tak, že vychyľovacie účinky na katódový lúč od elektrického a magnetického poľa sú navzájom opačné. Nastavením nejakej špecifickej hodnoty elektrickej sily E, podľa toho potom zmeníme magnetickú indukciu AT a týmto spôsobom môžeme dosiahnuť elimináciu odchýlky katódového lúča, ktorá sa dá posúdiť návratom fluorescenčnej stopy lúča do bodu R. Keď to dosiahneme, môžeme slobodne napísať:

    jej=Vev.

    Vzhľadom na hodnotu AT, takto vybrané a spojením získaných dvoch pomerov dostaneme:

    Veľkosť samotného náboja e bola, ako uvidíme nižšie, priamo určená z iných pozorovaní.

    Postoj e do m a hodnotu rýchlosti v boli získané J. J. Thomsonom a ďalšou metódou, pri ktorej sa okrem iného určovala veľkosť množstva zápornej elektriny prenášanej určitou časťou katódového prúdu Perrinovou metódou (obr. 133).

    V dráhe katódového lúča vychádzajúceho zo zápornej elektródy C je umiestnený dutý kovový valec AT s otvorom v spodnej elektróde C. Tento valec AT veľmi starostlivo izolované a umiestnené vo vnútri ochrannej kovovej komory, aby sa zabránilo akémukoľvek druhu elektrických vplyvov ALE, súčasne hrá úlohu anódy. Valec AT pripevnený k špeciálne kalibrovanému elektromeru, pomocou ktorého môžete merať elektrický náboj získaný valcom. Ako ukázal Perrin, katódový lúč sa dostal do valca AT, nabíja ho zápornou elektrinou a veľkosť tohto náboja za daných nezmenených podmienok je prísne úmerná času, počas ktorého pôsobí katódový lúč. Vytváranie skúseností pre niektorých

    určité časové obdobie, J. J. Thomson meral náboj Q, získané počas tejto doby valcom AT. Označenie cez N počet negatívnych nosičov elektriny vstupujúcich do valca AT, dostaneme:

    Nie= Q.

    Potom J. J. Thomson zmeral množstvo kinetickej energie Nčastice, ktoré spôsobujú, že rovnaký katódový lúč dopadá v rovnakom časovom intervale na špeciálne vyrobený termočlánok, umiestnený na tento účel v dráhe katódového lúča, namiesto valca AT, a odstupňované ako kalorimeter. Označenie cez W množstvo energie získanej kalorimetrickým termočlánkom v dôsledku jeho bombardovania Nčastice s hmotnosťou m každý a rúti sa rýchlosťou v, a za predpokladu, že kinetická energia každej častice sa pri dopade na povrch termočlánku úplne premení na teplo, dostaneme druhý vzťah:

    1 / 2 Nmv 2 =M.

    Nakoniec, keď urobíme vyššie popísaný experiment s vychýlením katódového lúča magnetickým poľom, pridáme tretí vzťah:

    mv 2 / r= Bev.

    Z týchto troch pomerov získate:

    J. J. Thomson teda mohol rôznymi spôsobmi určiť pomer náboja k hmotnosti a rýchlosť častíc, ktoré tvoria katódový lúč. Hodnota rýchlosti v v širokom rozsahu závisí od potenciálneho rozdielu aplikovaného na elektródy trubice. Za prevádzkových podmienok J. J. Thomsona pri napätiach do 10 000 voltov a mierne vyšších, v dosiahol 3,6 109 centimetrov za sekundu, t.j. na hodnotu o niečo presahujúcu jednu desatinu rýchlosti svetla. Čo sa týka veľkosti pomeru e/ m potom úplne nezávisle od akýchkoľvek sprievodných okolností (napätie, povaha plynu v trubici, látka zápornej elektródy atď.) sa tento pomer ukáže byť vždy rovnakého rádu. J. J. Thomson získal v opísaných experimentoch:

    e/ m= asi 10 7 v abs. el.-mag. Jednotky.

    Teraz z výsledkov neskorších, pokročilejších experimentov vieme, že presnejšia hodnota tohto pomeru by mala byť:

    e/ m\u003d 1,76 10 7 v abs. el.-mag. Jednotky.

    Naznačený malý nesúlad, vysvetlený množstvom zdrojov chýb v počiatočných experimentoch, však nemá významný význam pri zdôvodňovaní tých mimoriadne dôležitých a zásadných záverov, ku ktorým J. J. Thomson dospel pri analýze svojich výsledkov. V tomto smere je potrebné poznať len rádovú veľkosť - a J.J. Thomson to určil celkom presne a následne porovnal získanú hodnotu s tým, čo sa získa pre pomer náboja k hmotnosti v prípade obyčajných materiálových iónov. Vypočítal, že v prípade najľahšieho iónu, s ktorým sa stretávame pri prechode prúdu cez elektrolyty, a to v prípade iónu vodíka, bude pomer, ktorý nás zaujíma, asi 10 4 (jeho presnejšia hodnota je 0,96 10 4) . Ako uvidíme neskôr, J. J. Thomson ukázal, že veľkosť náboja prvkov katódového lúča a elektrolytických iónov musí byť uznaná ako rovnaká. Z toho vyvodil záver, že hmotnosť častice katódového toku je mnohonásobne (viac ako tisíckrát) ľahšia ako najľahší atóm, atóm vodíka. Teraz vieme, že hmotnosť atómu vodíka je približne 1840-krát väčšia elektrón, toto pomenovanie, navrhnuté Johnstonom Stoneym, sa napokon vo vede presadilo na označenie tých nosičov negatívnej elektriny, s ktorými sa stretávame vo všeobecnosti vždy pri prechode prúdu plynmi a prázdnotou. Najväčšia zásluha J. J. Thomsona spočíva práve v tom, že ako prvý stanovil základné fyzikálne charakteristiky najľahších hmotných častíc, ktoré sú nositeľmi najmenšieho elektrického náboja, s ktorým sa v skúsenosti stretávame. Tieto najľahšie častice, ktorých hmotnosť je 1840-krát menšia ako hmotnosť atómu vodíka, teraz z dobrého dôvodu považujeme za atómy elektriny. Starostlivé teoretické a experimentálne štúdium otázky hmotnosti elektrónu ukazuje, že nie je konštantná, ale ukazuje sa, že je funkciou rýchlosti. Označuje hmotnosť elektrónu, ktorý sa pohybuje pomaly v porovnaní s rýchlosťou svetla, cez m 0, na základe najnovších skúseností môžeme akceptovať:

    kde v je rýchlosť elektrónu a s - rýchlosť svetla, môžeme teoreticky doložiť nasledujúci výraz pre hmotnosť elektrónu pohybujúceho sa rýchlosťou v:

    V dôsledku toho vznikol nápad elektromagnetická povaha elektrónovej hmoty.

    Veľmi zaujímavé je porovnanie hodnôt - pre elektrón a pre kladné ióny plynu a na tento účel môžete využiť výsledky experimentov V. Wiena, ktorý tento pomer určil v prípade kladných iónov tvoriacich tzv. lúče slnka, prvýkrát pozoroval Goldstein. Ak dôjde k elektrickému výboju medzi anódou a katódou vo vysoko riedkom plyne a katóda pozostáva z kovovej platne s veľkým počtom malých otvorov, potom za katódou, t. j. z opačnej strany k anóde, svieti veľmi slabo pozorujú sa lúče, ktoré prenikajú cez otvory a spôsobujú výraznú fluorescenciu skla v mieste ich dopadu na steny nádoby. Wien po prvé ukázal, že Goldsteinove západné lúče pozostávajú z kladne nabitých iónov, ktoré nadobudli veľmi vysoké rýchlosti v elektrickom poli na druhej strane katódy a vďaka tomu boli schopné takpovediac prekĺznuť cez diery zotrvačnosť. Pôsobením na lúč západných lúčov s elektrickým a magnetickým poľom a použitím rovnakej metódy, ktorá bola opísaná vyššie v súvislosti s katódovými lúčmi, Win

    mohol určiť hodnotu - pre lúče slnka a prijaté: e/ m= asi 300 v abs. el.-mag. Jednotky

    v - asi 3 10 7 centimetrov za sekundu.

    Ukázalo sa teda, že rýchlosť bola 100-krát nižšia ako rýchlosti pozorované pre elektróny v podmienkach podobných elektrických polí. Keďže niet pochýb o tom, že náboje prenášané kladnými aj zápornými iónmi v plynoch musia byť identické, potom sa hmotnosť kladných iónov vo Wienových experimentoch zjavne ukázala byť približne 30 000-krát väčšia ako hmotnosť elektrónu. . Pre porovnanie môžeme uviesť, že pre železo počas elektrolýzy roztokov solí železa dostaneme

    e/ m= asi 400.

    Inými slovami, kladné ióny plynu majú hmotnosti rovnakého rádu ako ťažké elektrolytické ióny, to znamená, že ide o jednu alebo druhú, niekedy veľmi ťažkú ​​kombináciu bežných atómov a molekúl hmoty.

    Prejdime teraz k otázke nábojov prenášaných iónmi plynu, zastavme sa najskôr pri práci J. J. Thomsona, ktorý ako prvý určil náboj elektrónu. Využil vlastnosť vodnej pary kondenzovať okolo iónov a vytvárať kvapôčky hmly. Túto vlastnosť objavil Wilson, ktorý ukázal, že v prípade adiabatickej expanzie nasýtenej vodnej pary v prítomnosti kužeľov plynu vzniká hmla a pri nižšom stupni expanzie, ako je potrebné, ak vzduch neobsahuje ióny vôbec. Wilson zistil, že vo vzduchu očistenom od prachu a bez ionizácie vytvára nasýtená vodná para hmlu iba vtedy, keď náhle zvýšenie objemu plynu nie je menšie ako 1,38-násobok. Pri 1,25-násobnom roztiahnutí sa hmla tvorí iba v prítomnosti záporných iónov, ktoré na sebe kondenzujú kvapôčky vody. Toto sa pozoruje aj pri ďalšom zvýšení stupňa expanzie až po hranicu rovnajúcu sa 1,31, po ktorej dosiahnutí začnú kondenzovať voda a kladné ióny. Pri stupni expanzie od 1,31 do 1,38 bude vodná para kondenzovať na iónoch oboch znamení. Počnúc expanziou 1,38 krát dochádza k tvorbe hmly, ako je uvedené vyššie, bez ohľadu na prítomnosť iónov. J. J. Thomson ionizoval vzduch nasýtený vodnou parou pomocou röntgenových lúčov a potom spôsobil jeho adiabatickú (takmer veľmi rýchlu) expanziu faktorom 1,25. Mrak hmly, vytvorený z kvapiek kondenzovaných okolo záporných iónov, padá pôsobením gravitácie a pomocou vzťahov uvedených Stokesom bolo možné určiť veľkosť a hmotnosť jednotlivých kvapiek z rýchlosti pádu. J. J. Thomson vypočítal celkové množstvo skondenzovanej vody na základe termodynamických údajov a vydelil ho hmotnosťou jednej kvapky. Týmto spôsobom sa určil počet všetkých kvapiek, ktoré tvorili hmlu. Na získanie hodnoty celkového náboja neseného kombináciou záporných iónov podieľajúcich sa na tvorbe hmly sa aplikovalo elektrické pole, pôsobením ktorého sa ióny rovnakého znamienka usadili na elektróde pripojenej k špeciálne kalibrovanému elektromeru. Vydelením tohto celkového náboja počtom kvapiek získal J. J. Thomson náboj každého iónu. A v tomto prípade bolo jeho veľkým úspechom pomerne presné určenie rádovej veľkosti náboja plynového iónu. Konkrétne dostal:

    e= asi 4 10 -10 abs. el.-stat. Jednotky.

    J. J. Thomson porovnal toto množstvo elektriny s nábojom elektrolytického iónu, napríklad vodíka. Ak N je počet molekúl na meter kubický. centimeter vodíka pri tlaku 760 mm ortuťového stĺpca a pri teplote 0 °C, a e je náboj vodíkového iónu, ktorým sa zaoberáme pri elektrolýze roztokov, potom na základe priamych experimentov môžeme stanoviť:

    Nie"= 1,22 10 10 abs. el.-stat. Jednotky.

    1,29 10 -10 <e"< 6,1 10 -10 ,

    z toho vyplýva, že náboj nesený plynovým iónom sa rovná náboju vodíkového iónu počas elektrolýzy roztokov. Tento výsledok klasických experimentov J. J. Thomsona je plne opodstatnený súhrnom moderných údajov, ktoré nepochybne svedčia o tom, že v najrozmanitejších prípadoch sa stretávame vždy s rovnakým elementárnym elektrickým nábojom. Neskoršie a pokročilejšie metódy pozorovania umožnili veľmi presne (s presnosťou na štyri desatinné miesta) určiť veľkosť náboja e. V tomto smere sú mimoriadne dôležité experimenty Millikana, ktorý pozoroval správanie jednotlivých drobných kvapôčok oleja a ortuti, nabitých veľmi malým počtom iónov. Pri určovaní nábojov kvapiek Millikan zistil, že sa vždy ukážu ako násobky určitého špecifického množstva elektriny. (e) a tým priamou skúsenosťou ukázal atomicitu elektriny. Aktuálna hodnota e, získané Millikanom sa považuje za veľmi spoľahlivé, a preto na základe jeho výskumu akceptujú:

    e=4,774 10-10 abs. el.-stat. jednotky = 1,592 10 -20 abs. el.-mag. Jednotky.

    ...“. Aké zlé je dobre sa učiť v škole. Vtedy som sa dozvedel, že voda sa skladá z dvoch atómov. vodík a jeden - kyslík a disociuje sa na dva a ona H+ a OH-. Zrejme mi ušli nejaké vyššie poznatky, podľa ktorých vo vode už nie je atómová, ale molekulárna vodík. Plyn. Aj keď áno, všetko je správne, pretože prvá časť vzorca vody je „H2.“ A až potom „O“. Dva...

    https://www.site/journal/118186

    Interakcie medzi kovalentnými a vodíkovými väzbami medzi atómami kyslíka a atómami vodík migrácia protónov (H+) môže nastať podľa mechanizmu prenosu, čo vedie k ... anonymite informácií (všeobecnejšie informácie), prebieha za účasti ióny, peptidy, aminokyseliny na úrovni bunkových membrán (niektoré bunky ... (Gaston Naessens) (Kanada) oznámili pozorovanie takých mikročastíc, ktoré majú negatívne elektrický náboj v krvi a iných živých tekutinách. Vo všeobecnosti môžete...

    https://www.site/journal/114229

    Formy vody, ktoré minerál doslova nasiaknu. Výskumníci našli v lunárnom apatite ióny hydroxidy - negatívne nabité molekuly, podobné tým, z ktorých sa skladá voda, ale bez jedného atómu vodík. Podľa vedcov je voda na Mesiaci všade – ... vytvorenie vesmírnej stanice na mesačnom povrchu bude oveľa jednoduchšie, ako sa očakávalo. Voda rozdelená na vodík a kyslík, bude slúžiť ako zdroj raketového paliva pre lety na iné planéty a kyslík bude...

    https://www.site/journal/129842

    vodík. Vodík iónový Iónový

    https://www.html

    Rozložené: také sú zlato, železo, ako aj iné plyny, ako napr. vodík. Ale alchymisti si myslia, že atómy, na ktoré veda rozkladá jednoduché telá ... lúče astrálu sú symbolizované slnkom a červenou a nazývajú sa hebrejsky - aod; negatívne ale lúče sú symbolizované mesiacom a modrou farbou A v hebrejčine sa nazývajú aob. Aod... sa spolu nazývajú aor, čo znamená astrálne alebo astrálne Svetlo. Na spodku aod leží " a ona"Sila rozširovania priestoru a života (jeho symbolom je holubica) a na základni aoba leží ...

    https://www.site/magic/11716

    Fotonické vlastnosti. Základným princípom je, ako si pamätáte zo školy, vodík. Vodík mení svoje predjadrové vlastnosti. To sa odráža v zmene iónový streda. To znamená, že dnes existujú empirické fakty, vysledované fakty, že ... môže dôjsť k oplodneniu. Mimo tohto rozsahu nebude koncepcia možná. Bioproces, ktorý sa vyskytuje u človeka, je tiež narušený. Iónový rozsah u ľudí je o niečo širší ako u rýb. Nesmieme však dovoliť, aby sa zúžil, inak by plod ...

    https://www.site/journal/140254

    Môže to byť spôsobené viacerými dôvodmi. Možná akumulácia v tkanivách ióny amónia alebo kyseliny mliečnej, môžu sa vyskytnúť neuropsychiatrické poruchy ... dym, je smrtiaci koktail, ktorý obsahuje: arzén, polónium-210, metán, vodík argón a kyanid vodík(viac ako 4000 zložiek, z ktorých mnohé sú farmakologicky aktívne, toxické ... alebo zápcha. Všetkým týmto poruchám môžu predchádzať: akútne negatívne emócie, konfliktné situácie, psychická trauma s následným porušením ...

    https://www.site/magic/16663

    Rýchlosť výfuku vzhľadom na raketu, predpokladá sa, že je konštantná. Pre termonukleárnu transformačnú reakciu vodík na hélium a=0,0066, teda w/c=0,115. Pri anihilačnej reakcii hmoty... w/c je malé a má hodnotu 0,12 pri b=0,5. Teda žiadosť o iónový raketa ako zdroj energie pre anihilačný reaktor umožňuje dosiahnuť ohromné ​​rýchlosti... Taká plachta, pripomínajúca rybársku sieť a fungujúca na báze negatívne fotoforéza môže podľa fyzikov uviesť do pohybu malé ...