ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тейре1ические и экспериментальное открытие электрона из "История электронных теорий органической химии" Теоретическая мысль предвидела существование электрона, как и в случае многих других великих открытий физики и химии, задолго до того, как это было установлено экспериментально. Более того, термин электрон появился в литературе за несколько лет до фактического открытия этой элементарной частицы. [c.8] Уже Франклин, который ввел в середине XVIII в. понятие о положительном и отрицательном электричестве, высказал предположение, что электрическая субстанция состоит из очень мелких частиц, так как иначе нельзя объяснить ее способность проникать без сопротивления через самые плотные металлы с большой легкостью и свободой [2]. [c.8] Впервые экспериментальное подтверждение этой гипотезы было дано Фарадеем, хотя сам он свои опыты истолковал в другом смысле. Им было найдено, что эквивалентные, т. е. замещающие в химических соединениях друг друга, количества различных элементов выделяются прн электролизе в результате прохождения одного и того же количества электричества Эквивалентные веса тел представляют собой такие количества их, которые содержат равные количества электричества 13, стр. 3441. [c.8] Опыты Фарадея доказали, что заряды ионов, или, как полагали в то время, заряды на ионах, находятся в кратных отношениях друг к другу, а если ионы эквивалентны друг другу в химическом отношении, то их заряды равны по величине. Закон кратных отношений в химии неразрывно связан с установление.м атомистических представлений, однако аналогичный закон для электрической. материи не привел сразу к аналогичным выводам. [c.8] Как известно теперь, представление Фарадея о природе электричества неверно, потому что отсутствие аналогип между электрическими и гравитационными силами можно истолковать и др гпм образом. Можно допустить,что электрические заряды существуют и что они способны образовать вокруг себя поле, характер которого зависит от природы веществ, заполняющих пространство. Вот почему неизбежно должны были возникнуть гипотезы, имеющие целью объяснение электрических явлений существованием дискретных зарядов электричества. В 1871 г. Вебер писал, что атомы построены из двух частиц электричества положительной и отрицательной. Весомый атом связан только с последней, вследствие чего ее масса относительно настолько велика, что массу положительной частицы можно считать исчезающе малой. Тогда можно принять, чточасища —е находится как бы в покое, и только частица движется вокруг частицы— [5]. Нетрудно видеть, что в какой-то степени модель атома Вебера, если переменить в ней знаки частиц, дюжно рассматривать как предшественницу атомных моделей начала XX в. [c.9] Десять лет спустя Гельмгольц в Фарадеевскои речи [6] указал на то, что, принимая атомистическую гипотезу, из закона Фарадея следует сделать вывод о существовании квантов положительного и отрицательного электричества. Правда, хотя эта мысль и высказана в очень определенной форме, Гельмгольц не извлек из нее никаких далеко идущих следствий. [c.9] В 1891 г. Стони ввел самый термин Эv eктpoн . Электрон, как он пишет, соответствует в химическом атоме каждой связи. Таким образом, в одном хилшческом атоме может быть несколько таких зарядов и, по-видимому, в каждом атоме их по крайней мере два (один положительный и один отрицательный.— Г. Б.). Эти заряды, которые удобно называть электронами , не могут быть отделены от атомов, но они обнаруживаются, когда атомы вступают в химическое соединение 8, стр. 583]. [c.9] Экспериментальное подтверждение существования электрона шло, в сущности, по пути, уже проложенному Стони. Надо было ка-лил -либо способом зафиксировать присутствие отдельных электронов и определить их заряд. [c.10] В 1897 г. Вихерт 19] и Томсон [10] путем изучения отклонения катодных лучей в магнитном поле нашли, что отношение е/т., где т — масса, для искомой отрицательной частицы приблизительно в 2000 раз больше такого же отношения для водородного иона. Это дало основание для предположения о существовании таких частиц внутри атомов. [c.10] Аналогичным путем, но постепенно совершенствуя методику, пошли другие исследователи 112]. После экспериментального доказательства существования электрона понятие о нем прочно вошло в работы физиков не только в областях, которые были связаны с его открытием (катодные и рентгеновские лучи, ионизация газов), но и во многих других (см., например 113]). Но особенно большое значение электронные представления приобрели для изучения строения и объяснения свойств атомов. [c.10] Б принципе иная модель была выдвинута в 1903 г. Ленардом 116]. согласно которому атом представляет электрический дублет, причем объем его составных частей гораздо меньше объема всего атома. [c.11] В 1904 г. Нагаока [17] предложил модель, в центре которой находится положительно заряя енная частица, а вокруг нее вра-ш,аются отрицательные электроны. В 1911 г. Резерфорд 118], исследуя рассеяние а-частиц атомалш различных элементов, пришел к аналогичному выводу, что атом состоит из малого по относительному размеру положительно заряженного ядра, окруженного отрицательными электронами, подобно тому как Солнце окружено планетами. [c.11] Применение каждой из этих моделей сталкивалось с опредеден-ныдп трудностями при объяснении устойчивости атомов,особенно их спектральных свойств. Только квантовая модель атома, впервые предложенная в 1913 г. Бором (см. 119]), могла быть применена с успехом для преодоления этих трудностей. К этой модели мы вернемся в главе HI, а здесь обратим внимание только на то, что первые электронные теории строения молекул в химии были предложены тогда, когда еще с нашей, современной точки зрения не было принципиально правильного ответа на вопрос о строении атомов. [c.11] Для химиков, однако, в то время не было необходимости углубляться в этот вопрос, им достаточно было только основываться на экспериментально установленном факте существования внутри атомов отрицательно заряженных электронов. [c.11] Вернуться к основной статье