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화학 31, 전자 구조

철학과 2022. 5. 14. 05:50

납 땜에, 화학적 내성은 오직 한가지를 의미했는데, 다시 말해, 이것들이 같은 화학 원소의 두가지 또는 그 이상의 형태였다는 것이다. 1913년 그는 화학적으로 완전히 분리할 수 없지만 다른 원자의 무게를 가진 동일한 원소의 두개 이상의 원자를 나타내기 위해'동위 원소'라는 용어를 만들었다. 화학적 내성은 FriedrichPaneth와 GeorgvonHevesy가 납의 경우에도 관찰했으며, Rutherford가 납을 화학적으로 분리하도록 요청했을 때'무선 납'도 관찰했습니다. 20가지의 화학적 접근법으로 이 기술을 시도한 후에, 그들은 어쩔 수 없이 완전한 실패를 인정해야만 했다. 어떤 면에서는 실패한 것이지만, 화학적으로 분리할 수 없는 동위 원소로서 이 경우에 납이 되는 하나의 원소이다. 그러나 파네스와 폰 헤베시의 노력이 생화학과 의학 연구와 같은 광범위한 분야에서 매우 유용한 하위 과학의 기초가 된 분자의 방사능 표지에 대한 새로운 기술을 확립할 수 있게 해 주었기 때문에 그것이 모두 낭비된 것은 아니었다.
1914년에, 동위 원소에 대한 사례는 같은 원소의 두 동위 원소의 원자 무게를 측정하기 시작한 하버드의 T.W.Richards의 연구로부터 훨씬 더 큰 지지를 얻었다. 그도 납을 선택했어요. 이 원소는 많은 방사성 붕괴 시리즈에 의해 생성되었으니까요. 상당히 다른 중간 요소를 포함하는 이러한 대안적 경로에 의해 형성된 리드 원자는 원자 무게 단위의 0.75의 큰 값으로 다른 리드 원자의 형성을 초래한 것은 놀랄 일이 아니다. 이 결과는 나중에 다른 것들에 의해 0.85 단위로 확대되었다.
마지막으로, 동위 원소의 발견은 멘델레 예프를 괴롭힌 텔루륨과 요오드의 경우처럼 쌍 역전의 발생을 더욱 명확히 했다. 텔루륨은 옥소보다 원자 무게가 더 높다. 그것이 주기율 표에서 선행하더라도, 모든 텔루륨 동위 원소의 가중 평균이 우연히 요오드 동위 원소의 가중 평균보다 더 높기 때문이다. 따라서 원자 중량은 원소의 모든 동위 원소의 상대적인 풍부에 따라 우발적인 양으로 간주된다. 주기율 표에 관한 한 더 근본적인 양은 반 덴 브로익-모즐리 원자 번호이거나, 나중에 알게 되었듯이, 핵 안에 있는 양성자의 수이다. 원소의 정체성은 원소가 분리된 특정 샘플에 따라 다르기 때문에 원소의 원자 번호가 아니라 원자 무게로 파악된다.
텔루륨은 요오드보다 평균 원자 무게가 더 큰 반면, 그것의 원자 번호는 한 단위 더 작다. 원자 무게 대신 원자 번호를 원소의 순서로 사용하면 텔루륨과 요오드가 모두 화학 작용의 측면에서 적절한 그룹으로 떨어진다. 따라서 20세기가 바뀌기 전에 모든 주기율 표에 잘못된 순서의 원칙이 적용되었기 때문에 쌍 반전이 필요했던 것으로 나타났다.
제6장은 양자 이론을 필요로 하지 않는 고전 물리학의 발견을 주로 다루었다. 이 이론은 후에 특정한 측면을 명확히 하기 위해 사용되었지만, 대부분 양자 개념 없이 연구된 엑스 레이와 방사능에 대해서는 사실이다. 또한 6장에서 설명한 물리학은 대부분 원자의 핵에서 비롯된 과정에 관한 것이었다. 방사능은 본질적으로 핵의 분열에 관한 것이고, 원소의 변환은 마찬가지로 핵의 수준에서 일어난다. 게다가, 원자 번호는 원자 핵의 속성이고, 동위 원소는 거의 그들의 핵의 질량에 의해 구성된, 동일한 원소의 다른 원자의 질량에 의해 구별된다.
이 장에서는 원자의 전자에 관한 발견을 시도하는데, 초기부터 양자 이론의 사용을 필요로 했던 연구이다. 하지만 우선, 우리는 양자 이론 자체의 기원에 대해 이야기할 필요가 있을 것이다. 이 모든 것은 20세기 초 독일에서 시작되었는데, 독일에서는 많은 물리학자들이 검게 그을린 벽이 있는 작은 구멍에 있는 방사능의 행동을 이해하려고 시도하고 있었다. 그러한 ' 검은 색 신체 방사선'의 스펙트럼 거동은 다른 온도에서 주의 깊게 기록되었고 그 후에 결과 그래프를 수학적으로 모델링 하려고 시도했다. 이 문제는 1900년 MaxPlanck이 이 방사선의 에너지가 이산 패킷 또는'양자'로 구성된다는 대담한 가정을 할 때까지 상당한 시간 동안 해결되지 않은 채 남아 있었습니다. 플랑크 자신은 그의 새로운 양자 이론의 완전한 중요성을 받아들이는 것을 꺼려 왔던 것 같고 그것을 새로운 용도로 사용하기 위해 다른 사람들에게 남겨졌다.