Keemia konspekt (0)

Keemia - rekursiooni- ja keerukusteooria

5 VÄGA HEA

Keemia konspekt

loeng
Aine (ka: mateeria ) all mõistetakse loodusteadustes (füüsikas ja keemias) tavaliselt stabiilseid seisumassiga elementaarosakesi (tavaliselt prootoneid, neutroneid ja elektrone) ning nende kombinatsioone (millest tuntuim on aatom ). Selliselt mõistetuna vastandatakse sageli ainet väljale.
Ainet saab iseloomustada massiga (ainet saab kaaluda), mass aga on rangelt võrdeline energiaga (E = m×c2). Päikeses (ja tähtedes) nii toimubki, mass muutub ilma massita energiaks (mis toimub ju ka vesinikupommi lõhkamisel) ikka 5 miljonit tonni igas sekundis vesinikku heeliumiks “põletades”. (Päike ja vesinikupomm toimivad samade füüsikaliste põhimõtete alusel).
Keemia, selle klassikalises mõistes, on teadus ainetest – ainete ehitusest, aine omadustest, aine-ainete reaktsioonidest, mille tulemusel ained lagunevad ja moodustuvad uued.
Kiirgus (väli) on aine – energia kandumine ruumis lainete või osakeste kujul.
Väli on aktiivne keskkond, mille abil laetud kehad üksteist mõjutavad.
Aine ja väli võivad teineteiseks muunduda neisse lisatud energia ulatuses .
Erinevalt ainest saab samas ruumiosas olla erinevaid väljasid ning väljal reeglina puuduvad mõõtmed. Välja omavad laenguga kehad .
Tahkes aines on molekulid tihedalt koos ja nende vaba liikumine (asukoha muutmine) pole võimalik. Tahkise ruumala on püsiv, aine osakesed võnguvad oma tasakaaluasendi piirkonnas.
Vedelikes on molekulide vaheline kaugus mõnevõrra suurem ja nad on üksteise suhtes liikuvad, nende vahel toimivad nii tõmbe kui tõukejõud, kuid tõmbejõud on küllalt tugevad selleks, et osakeste paigutus oleks piisavalt tihe ja ei võimaldaks vedelikke rohkem kokku suruda, kuid osakesed võivad muuta oma asukohta .
Gaasides on molekulide vaheline kaugus suur ja nad võivad vabalt liikuda . Molekulidevahelised jõud on gaasides väikesed.
Aine neljas olek – plasma - moodustab enamuse sellest ainehulgast mida, me näeme – kõik meie poolt nähtavad tähed ongi aine tema neljandas olekus – plasmana .
Füüsikas ja keemias tähendab klassikaline plasma aine agregaatolekut, mis sarnaneb gaasile, kuid kus teatud hulk osakestest on ioniseeritud .
NB! Ionisatsioon ehk ioniseerimine on elektroni eemaldamine aatomist või molekulist. Ionisatsiooni toimumiseks on osakesele vaja anda energiahulk, mis on suurem antud osakese ionisatsioonienergiast – energiast mis peab olema piisav selleks, et elektronid lahkusid aatomite elektronkihist .
Galaktikate liikumist, ehk Universumi paisumist, saab avastada Doppleri efekti kaudu.Doppleri efekt (meist eemalduvalt objetilt lähtuva kiirguse lainepikkus suureneb – nn. punanihe ning lähenevat objektilt meieni jõudva kiirguse lainepikkus väheneb) – see nähtus võimaldas tuvastada, et elame paisuvas Universumis.
Maa-tahke faas
Vesi-vedel faas
Õhk- gaasiline faas
Tuli-plasma faas (!)
Albert Einsten 1879 – 1955 – väitis juba (!) 1905 aastal – ka energial (energia=võime teha tööd) on mass. Seetõttu kaldubki kiirgus (energia) massi suunas – maailm ei ole seetõttu lineaarne, vaid deformeeritud.
A.Einstein (1905): Süsteemi kogumass, mis koosneb ainemassist ja süsteemi
energiale vastavast massist, on ajas muutumatu suurus.
ΔE = Δm×c2
kus
c - valguse kiirus vaakumis 2.9979× 108 m/s
Δm - massi muutus, kg
ΔE - energia muutus, J
Esimene, kes leidis, et aatom on jagatav , oli inglise füüsik Joseph Thompson.
Tema ettekujutuse järgi kujutas aatom endast "positiivse elektri merd ", millesse on korrapäraselt paigutatud elektronid.
Antud mudel esitati 1904 . aastal ning seda nimetati inglisepäraselt rosinapudingiks.
Aatomituum on aatomi väga väike ja tihe keskosa, kuhu on koondunud põhiline osa aatomi massist. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest.
Tuuma läbimõõt on suurusjärgus 10–15 m. Vesiniku aatomituuma (koosneb ühestainsast prootonist) läbimõõt on umbes 1,75 fm ja uraani aatomituuma (koosneb 238 nukleonist) läbimõõt on umbes
15 fm (15 femtomeetrit = 10-15 m).
Aatomi elektronkatte läbimõõt on tuuma läbimõõdust umbes 100 000(!) korda suurem. Kui aatomit mõtteliselt suurendada nii, et aatomituum saaks nööpnõelapea-pingpongipalli suuruseks, siis terve aatom saaks suure staadioni suuruseks.
Nn. elementaarosakesed (mida nad tegelikult küll ei ole, kuna koosnevad veel lihtsamatest osakestest) prootonid, neutronid jt. koosnevad allosakestest mida nimetatakse kvarkideks .
Kvarke on vähe, füüsikud nimetavad neid punasteks sinisteks ja rohelisteks ning eristavad veel antipunast, antisinist ja antirohelist kvarki.
Kvarke ja leptoneid kokku nimetatakse fundamentaalosakesteks
Kuid stringiteooria järgi on kõik osakesi moodustajad ühemõõtmelised(!) elementaarobjektid, mille võnkumisolekud ongi elementaarosakesed
ehk kvargid ei ole midagi muud kui võnkuvad energiakeelekesed.
NB! Kuid kvarke üksikuna ei eksisteeri.
Elementaarosakesed pole kõik stabiilsed.
Enamus elementaarosakesi on lühikese elueaga ja lagunevad varem või hiljem mingiteks teisteks osakesteks. Iseloomulikud suurused (spinn, elektrilaeng , seisumass, keskmine eluiga jne).
Tuntakse vaid nelja stabiilset osakest, mis võivad vabana eksisteerida kuitahes kaua:
(valgus)laineosake ehk footon (γ), elektron (e–), prooton (p+) ja neutriino (ν).
Looduses on 4 fundamentaaljõudu:
1. Gravitatsioon – see on neljast jõust kõige nõrgem, kuid ulatub kaugele ja toimib Universumis kõigile kui külgetõmbejõud ning “annab meile kaalu”. See tähendab, et suurte kehade puhul gravitatsioonijõud summeeruvad ja võivad kõigi teiste jõudude hulgas domineerida.
2. Elektromagnetism on samuti kaugmõjuline jõud ja palju tugevam kui gravitatsioon, kuid mõjutab ainult elektriliselt laetud osakestele ja on samanimeliste laengute puhul tõukav ning erinimeliste laengute puhul tõmbav. See tähendab, et suurte kehade elektrilised jõud kustustavad üks teist, kuid aatomite ja molekulide mastaabis need jõud domineerivad. Elektromagnetjõud on otsustava tähendusega keemiliste ja bioloogiliste nähtuste seletamisel .
3. Nõrk tuumajõud (nõrk vastastikmõju). See põhjustab radioaktiivsust ja mängib rolli elementide moodustamisel tähtedes ja varases Universumis. Igapäevases elus me selle jõuga otseselt kokku ei puutu .
4. Tugev tuumajõud (tugev vastastikmõju).
See jõud hoiab aatomituumas koos prootoneid ja neutroneid. See hoiab koos ka prootoneid ja neutroneid endid , mis on oluline sellepärast, et need koosnevad omakorda veel pisematest osakestest, kvarkidest. Tugev tuumajõud on päikeseenergia ja tuumaenergia allikas, kuid nagu nõrga tuumajõu korral, ei ole meil sellega igapäevaelus kokkupuudet.
MASSIDEFEKT (ΔM) on tuuma moodustavate prootonite ja neutronite masside summa ja tuuma massi vahe:
ΔM = Zmp + Nmn – Mt,
kus Mt – tuuma seisumass
mp – prootoni seisumass
mn – neutroni seisumass
Z – laenguarv
N – neutronite arv.
Tuuma moodustamisel esinev massidefekt on tingitud nukleonidest koosneva süsteemi energia vähenemisest tuuma seoseenergia võrra, ΔE = Es = Δmc2.
Just nii toimib Päike – igas sekundi “põleb” 5 miljonit tonni vesinikku heeliumiks ja “puudu jääv mass” kiiratakse kiirgusena välja – sellest saame osa ka meie.Samal põhimõttel toimub vesinikupommi plahvatus – vesinikust tekivad raskemad elemendid ja energia, mis moodustub väheneva massi arvelt, kiiratakse välja.
Uraani lõhustumisel (235U) baariumiks (142B) ja krüptooniks (92Kr)
236U → 92Kr + 141Ba + 3 n
Uraani mass koos eralduvate neutronitega on 236,053, lõhustumisel tekkinud produktide mass on aga ainult 235,860.
Massidefekt on vaadeldaval juhul 0,193 massiühikut ehk vaid 0,08 % reageerivate ainete algmassist.
Kuna aatomite massid on väga väikesed (hapniku aatomi mass 2,65×10-26 kg), kasutatakse manipuleerimiste vältimiseks suhtelisi aatomimasse. Viimaste ühikuks on võetud 1/12 aatomi süsinik-12 (12C) massist, mida nimetatakse aatomimassiühikuks (amü ).
1 amü on ≈1,66×10-27 kg .
1amü on 1/12 C isotoobi C-12 aatommassist (~1,66054×10-27kg). Amü-d kasutatakse ka aatomite koostisosade massi (m) väljendamiseks: m (prooton) = 1,007 amü; neutroni mass m ( neutron ) = 1,008 amü.
Prootoni ja neutroni mass ligikaudu 1 amü.
Prootonite arv + neutronite arv = massiarv (A)
Järjenumber = aatomnumber (Z) = tuumalaeng = prootonite arv = elektronide arv
Vesiniku isotoobid: 1neutroniga (prootium), 2 neutroniga (deuteerium) ja 3 neutroniga (triitium; radioaktiivne)
Mõned radioaktiivsed isotoobid 40K – annab põhilise osa elusorganisme mõjutavast kiirgusest 14C – kasutatakse süsinikku sisaldavate muististe ( puusüsi, elusaine jäänused) vanuse määramiseks 60Co – kiirgusallikas, raadiumi aseaine meditsiinis 235U – kasutatakse energeetikas (poolestusaeg 7,04×108 aastat)
Massidefekti võrra väheneb aatomituuma mass võrreldes neutronite ja prootonite masside summaga tuumas. Kõikide tuumaosakeste vahel on tõmbejõud.
Aine kogust mõõdetakse aine massiühikute ja mahuühikte kaudu (g, kg, ml, l jne). Aine hulka mõõdetakse Avogadro arvu kaupa (mol, mmol jne)
Gay-Lussaci seadus: reageerivate ja reaktsioonil tekkivate gaaside ruumalad suhtuvad üksteisesse nagu lihtsad täisarvud.

.SXW Laadi alla originaalfail 4 lk · .sxw · 6 allalaadimist

50 punkti Autor soovib selle materjali allalaadimise eest saada 50 punkti.

~ 4 lehte Lehekülgede arv dokumendis

2013-04-01 Kuupäev, millal dokument üles laeti

6 laadimist Kokku alla laetud

0 arvamust Teiste kasutajate poolt lisatud kommentaarid

HighFly Õppematerjali autor

keemia aine väli aatom prooton neutroni prootoni elektron massid aatomituum füüsik molekulid tuumajõu aatomituuma faas massidefekt universumi

Sarnased õppematerjalid

doc

Ülevaade aatomifüüsikast - ülevaade aatomist ning tema ehitusest.

sajandi õpetlased Pierre Gassendi ja Joachim Jungius. Aatomi mõistet kasutasid ka Robert Boyle ja Isaac Newton. Moodsale aatomiteooriale pani 1807 aluse John Dalton. Daltoni järgi koosnevad kõik keemilised elemendid aatomitest. Ühe ja sama elemendi aatomitel on sama kaal, samad mõõtmed ja sama kuju ning eri elementide aatomitel on erinev kaal, mõõtmed ja kuju. Aatomid ei ole jagatavad väiksemateks osadeks. Elementide aatomit ühinevad "liitaatomiteks" (molekulideks). Edasine keemia areng lähtus nendest postulaatideks. Daltoni 5 aatomiteooria seletas muu hulgas, miks elemendid osalevad keemilistes reaktsioonides kindlates proportsioonides. Juba Dalton püüdis määrata aatomite massi, kuid esialgu ei õnnestunud seda õigesti teha muu hulgas sellepärast, et molekulide koostis ei olnud täpselt teada. Aastal 1811 esitas Amadeo Avogadro hüpoteesi, et ühe ja sama ruumalaga gaasid ühe ja sama

Füüsika

pptx

Tuumafüüsika ja elementaarosakeste füüsika

Tuumafüüsika Millega tegelevad tuumafüüsikud? Tuuma ehitus Tuumareaktsioonid Radioaktiivsus Kiirgus Termotuumareakt sioonid 2 Tuuma mõõtmed Tuum on kerataoline keha aatomi keskmes, mille ümber tiirlevad elektronid. Aatomi läbimõõt 1010m Tuum on umbes 100 000 Tuuma läbimõõt 1015m korda väiksem kui aatom Tuuma on koondunud suurem osa aatomi massist. Tema suurust mõõtis esmakordselt E. Rutherford 1911. aastal. 3 Tuuma koostisosakesed 4 1913.a. Tuuma koostisosakesed nukleonid 1920.a. Prooton Neutron Prootonite arv tuumas Tuuma "täiteaine" määrab keemilise Elektriliselt elemendi. neutraalselt laetud Prooton on positiivselt laetud Tavaliselt on tuumas Prootoni mass neutronid sama palju 1836,1 elektroni massi kui prootonid. 1,6726 · 102

Füüsika

docx

Mikromaailma füüsika

Aatom on keemilise elemendi väikseim osake, läbimõõt 10-10m. Aatomi tuuma suurus 10-15 m. Aatomituum koosneb nukleonidest – positiivse laenguga prootonitest ja laenguta neutronitest. Thomsoni aatomimudel: aatomit kujutati positiivselt laetud kerana, millesse olid pikitud elektronid. Rutherfordi planetaarse aatomimudeli järgi on aatomil tuum ja selle ümber liiguvad elektronid. Katses uuriti alfaosakeste hajumist, nende läbi minekut õhukesest metalllehest. Kõige olulisem tulemus: sündis uus nn planetaarne aatomimudel, mille järgi aatomil on olemas tuum ja tuuma ümber liiguvad elektronid. Bohri 3 postulaati: 1)statsionaalsete olekute postulaat – aatom võib viibida ainult kindlate energiatega olekutes. 2)lubatud orbiitide postulaat – lektronid võivad aatomis asetseda ainult kindlatel orbiitidel. 3)kiirguse postulaat – üleminekul ühelt lubatud orbiidilt teisele, aatom kiirgab või neelab valgust kindlate kvantide kaupa. Aatom kiirgab kvandi, kui elektron siirdub kõr

Mikromaailm

docx

Füüsika konspekt - aatomifüüsika, aatomimudelid

1. teema aatomifüüsika, aatomimudelid Aatomifüüsika käsitleb keemiliste elementide algosakestes - aatomites toimuvaid protsesse. Aatomifüüsika kitsamas mõttes tegeleb aatomite elektronkatete uurimisega; aatomituumas toimuvaid protsesse uurib tuumafüüsika. 1. J. J. Thomson 1903. a. - esimese aatomimudel. Thomsoni aatomimudel kujutas endast sfäärilise sümmeetriaga homogeenset positiivset laengut, mille väljas liigub elektron. 2. Rutherfordi planetaarne aatomimudel 1911.a. Elektronid tiirlevad tuuma ümber, meenutab Päikesesüsteemi ehitust. Oli õige mittekiirgava aatomi suhtes. 3. Bohri aatomimudel 1913.a. Seotud Bohri postulaatitega. Selgitavad, millal aatom kiirgab, millal neelab valguskvante. Rutherfordi katse skeem A - osakeste allikas; K - märklaud (kuldleht); S - stsintsilloskoop (mikroskoop, mille ette on pandud tsinksulfiidiga kaetud ekraan). Mõõdetakse hajumisnurka .

Füüsika

docx

Nimetu

1.Aatomi ehituse kvantitatiivse teooria loomisel, mis võimaldaks selgitada aatomite spektrite seaduspärasusi, avastati uued mikroosakeste liikumise seadused kvantmehaanika seadused. Thomsoni mudel oli esimene välja pakutud aatomimudel. Thomson oletas, et positiivne laeng täidab ühesuguse tihedusega kogu aatomi ruumala. Lihtsaim aatom, vesiniku aatom, kujutab endast positiivselt laetud kera raadiusega umb 10 astmel -8cm, mille sees asub elektron. Keerukamates aatomites asub positiivselt laetud kera sees mitu elektroni. Aatom sarnaneb keeskiga, milles rosinate rollis on elektronid. Rutherfordi katsed. Elektronide mass on aatomite massist tuhandeid kordi väiksem. Kuna aatom on tervikuna nautraalne, siis langeb järelikult aatomi massi põhiosa aatomi positiivsele laengule. Ta soovitas aatomi positiivse laengu uurimiseks aatomi sondeerimist alfaosekestega, need tekivad raadiumi ja mõnede teiste keemiliste elementide radioaktiivsel lagunemisel. Alfaosakeste mass on elektroni om

Füüsika

doc

Füüsika 12kl astronoomia

TUUMAFÜÜSIKA 1.Tuuma ehitus, Miks prootonid ja neutronid ei liitu tohutult suurte tuumajõudude tulemusel? Miks osakesed millel pole välispinda ei lähene rohkem üksteisele? Põhjus on sama, miks elektronid on üle kogu aatomi laiali jagunenud? Vastuse annab mitteklassikaline füüsika KVANTMEHAANIKA Tähtsaim osa on ENERGIAL Kehtivad ranged reeglid Siin on oma osa mitmel füüsikalisel suurusel. : 1. Osake saab omada vaid teatud kindlaid energiaväärtusi (lubatud energiatasemed) 2. Ühel energiatasemel saab olla vaid kindel piiratud arv osakesi (igal tasemel on see arv erinev) 2.tuuma jõud prooton neutron, Kuna nukleonid on neutraalse värvilaenguga, siis ei saa nende vahel olla tugevat vastasmõju (kuigi prootonid ja neutronid koosnevad kvarkidest, ei saa nad vahetada omavahel gluuoneid). Nukleonide vahelist jõudu vahendav osake peab ise olema samuti neutraalse värvilaenguga, kuid koosnema s

Füüsika

ppt

Referaat...

Aatomi tuum Aatomi tuum on mõõtmetelt suurusjärgus 1013 cm. Tuum on väga suure tihedusega. Oma olemuselt on tuum liitosake. Tuuma põhiline koostisosake on prooton (1913) Lisaks prootonitele on tuumas veel neutronid. (1932) nukleonid (lad k nucleus tuum) prootonid ja neutronid Tuuma laeng ja mass Prootoni laeng on positiivne ja võrdne elektroni laenguga Neutronil laengut ei ole Prootonite arv tuuma laeng. Võrdne järjenumbriga perioodilisuse tabelis. Tähistatakse täisarvuga Z Prootoni mass 1836,1 elektroni massi 1,6726 · 1027 kg Neutroni mass 1838,7 elektroni massi 1,6749 · 1027 kg Tuuma massiarv Prootonite ja neutronite koguarv on tuuma massiarv A (nukleonide koguarv) A A A = Z + N Z XN Z X Ühel keemilisel elemendil võib olla erineva massiarvuga tuumi. Neid nimetatakse isotoopideks Isotoobid Tuumi, mis sisaldavad sama arvu prooton

Füüsika

docx

Tuumafüüsika

ISOTOOBID Isotoobid kujutavad endast ühe ja sama prootonite arvuga (Z), kuid erinevate massiarvudega (A) tuumi, st erinevate neutronite (N) arvuga tuumi. Isotoobid on ühesuguste keemiliste omadustega, kuid nad erinevad radioaktiivsuse suhtes. Isotoobid on Mendeleejevi tabelis ühes ja samas ruudus. Igal elemendil on isotoobid, kuid kõikidel elementidel pole nad stabiilsed. Vesinikul on kolm isotoopi aatommassidega 1,2 ja 3. Isotoopi aatommassiga 2 nim DEUTREERIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 1 neutronit. Isotoopi aatommassiga 3 nim TRIITIUMIKS, tema tuum sisaldab 1 prootonit ja 2 neutronit. Deuteeriumi ühinemisel hapnikuga saame nn raske vee. NIHKEREEGEL Radioaktiivsed muundumised alluvad nn nihkereeglile, mille sõnastas inglise füüsik Soddi. 1) alfa lagunemisel (eraldub alfa-osake, st He tuum) väheneb elemendi mass nelja aatommassi ühiku (2 prootoni + 2 neutroni mass) ja laeng 2 laenguühiku võrra (2 prootoni laeng). Selle tulemusel nihkub element Mendel

Füüsika

Rohkem sarnaseid