Kémia | Tanulmányok, esszék » Az anyag korpuszkuláris és hullámjellege

Az anyag korpuszkuláris és hullámjellege. Kémia anyagok és Fizikai mezők Minden anyagi tárgy atomokból áll, vagyis egymástól viszonylag elkülönülő részecskékből, korpuszkulumokból. Korpuszkuláris anyag: Az egyik anyagfajta, melyet piciny, önálló részecskék, korpuszkulák sokaságának képzelünk el. Ez a részecske lehet atom vagy molekula Közöttük rések, helyek, kitöltetlen üregek vannak, azaz nem folytonosan összefüggő. A részecskék állandóan, rendezetlenül mozognak Ellenben vannak a korpuszkuláris anyagfajtákon kívül olyanok is, amelyekben nem ismerhető fel a egymástól elkülönülő részecskék hanem folytonos (kontinuus) jellegűeknek mutatkoznak. Kontinuus anyagfajták a fizikai mezők, más néven anyagterek, vagy erőterek. Fizikai mezők, mint anyagfajták A hullámelmélet szerint a fényben elektromos és mágneses rezgés terjed hullámszerűen. A fény (a körülményektől függően) vagy • az elektromágneses mező

hulláma, • foton, azaz határozott tömegű anyagi részecske. A foton és az elektromágneses mező egyaránt anyag. Az elektromágneses mező is az anyagnak egyik fajtája, amely megfelelő körülmények között átalakulhat más anyagfajtává, mint utóbb kiderült, nem csak fotonná, hanem pl.: elektronná is Az elektromágneses mező tehát egy anyagfajta: Nem áll atomokból, benne az anyag nem tömörül különálló részecskékbe, atomokba, hanem hézagok nélkül, folyamatosan, egyenletesen (kontinuumként) tölti be a teret. Hogy minden anyag atomokból áll, úgy is mondhatjuk, hogy csak azt tartjuk anyagnak, amelyek atomokból áll. Az elektromágneses mezőn kívül számos más ilyen anyagfajta van amelyeket gyűjtőnéven fizikai mezőknek nevezünk. • Gravitációs Mező Minden testnek van ilyen sajátos környezete. Ez hozzátartozik a testhez E mező hatása mindig vonzásban nyilvánul meg, függetlenül a testek anyagától. Tömegfüggő, ezért

tömegvonzásnak is nevezzük. A szoros környezetünkben a legerősebb gravitációs vonzóereje a Földnek van. • Mezonmező: Amely az atommagban jelentős. A korpuszkuláris és kontinuus anyagfajták nem különülnek el élesen egymástól, kölcsönösen átalakulhatnak egymássá, és ugyanabban a tárgyban egyidejűen is jelen vannak. A vizsgálatokból kiderült, hogy az atommagban, a protonon és a neutronon kívül más anyagfajtának is lényeges szerepe van. Az atommaggá egyesült protonok és neutronok anyagának és energiájának egy része specifikus fizikai mező, a magmező (mezonmező), más része az elekromágneses mező anyagává és energiájává alakul át. Itt tehát olyan folyamattal állunk szemben melyben fizikai mező keletkezik részecskék tömegcsökkenése árán. A mezonok tömege néhány százszorosa az elektron tömegének. Nagy sebességű atommagoknak, ill. elemi részecskéknek ütközése alkalmával keletkeznek és a mp kis tört része

alatt át is alakulnak. Három csoportba sorolhatók: • Pi- mezonok • Mü- mezonok • K- mezonok. Kutatások Hosszú időn át minden fizikus biztosra vette, hogy a fény, hullámszerű jelenség. A vízhullámokban a vízrészecskék mozgási állapota terjed tova, a fényben, pedig elektromos és mágneses erő halad. Ezeket a hullámhosszal lehet jellemezni A hullámhossz a hullámhegyek gerincének egymástól való távolsága. A látható fény: λ = 400-800 mM (mikron) A századforduló táján még a hullámelmélet alapján megérthetetlen jelenségek pl.: izzó testek által kibocsátott fény színe. Planck német tudós, 1900 -ban feltételezte: A fény apró részecskék (fotonok) alakjában lövellődik ki és nyelődik el. (Kvantumelmélet) A fény elektromos jelenség: fény hatására a fémekből elektronok lépnek ki. A fényfelületre érő fotonok beleütköznek az elektronokba és kilökődnek a felületről. Korpuszkuláris  Hullámelmélet addig tartott,

míg (XVIII – XIX sz.) Young angol és Fresnek francia fizikus kimutatta, hogy a jelenség korpuszkuláris elmélet alapján nem elérhető. Győzött a fény hullámelmélete. A korpuszkuláris elmélet pedig elavulttá vált Az interferencia jelenség: • Hullámelmélet: A fény kisugárzása és elnyelése. • Korpuszkuláris elmélet: Az hogy a fénynek egyaránt van korpuszkuláris és hullámjellege is. A hullám – korpuszkulum ellentétét úgy fogalmazhatjuk meg, hogy a fény egyes jelenségekben elektromágneses hullámként, másokban anyagi részecskeként viselkedik, amelynek határozott tömegimpulzusa van. Röntgensugár esetén: Lane és Bragg interferenciát hozott létre kristályokon. Javisson és Germer kísérlete: Az elektronsugarak úgy hatnak a fényképző lemezre, mint a látható fény; Elektronsugárzás éri; a szokásos előhívás alkalmával megfeketedik, minél több elektronnál egyre feketébb, de lehet, hogy két azonos helyre érkező

elektronsugár nem okoz feketedést. (Fénysugarak köréből ismert interferencia.) Kémiai Anyagok: A kémiai anyagok felosztása: • • Tiszta anyag: Azonos részecskék halmazai o Elem:  Azonos atomok halmaza. Többségük szobahőmérsékleten szilárd vagy gáz halmazállapotú.  Valamely elem minden atomja azonos számú protont tartalmaz az atommagban.  Periódusos rendszerbe foglalt ismert elemek száma valamivel 100 felett van. o Vegyület:  A molekulák atomokból állnak.  A molekulákat felépítő atomokat kötőerők tartják össze.  Az atomok aránya a molekulában mindig állandó • Pl.: a víz: két Hidrogén és egy Oxigén H2O  Csak kémiai reakciókkal lehet a vegyületeket alkotóelemeire bontani. Keverék: o Különböző részecskék halmazai. o Két vagy több elemet és/vagy vegyületet tartalmaz, amelyek kémiailag nem kapcsolódnak egymáshoz. o Az egyes elemek vagy vegyületek aránya a keveréken belül nem állandó, és az

összetevők megtartják az eredeti tulajdonságaikat. o A keverékeket fizikai módszerekkel vizsgáljuk. • Keverék lehet: o Homogén Itt nincs fázishatár. • Oldat: Van lúg, tömény, telített, túltelített. • Elegy Van gázelegy, folyadékelegy. o Heterogén Van fázishatár. • Szilárd • Folyékony Oldat: Ha a folyadékot és egy másik folyadékot, vagy szilárd halmazállapotú anyagot, vagy gázt összekeverünk, és azok részecskéi (atomok, ionok, molekulák) egymás között egyenletesen eloszlanak (oldódás) oldatot kapunk. Oldószer: Az a folyadék, amelyben a másik anyag feloldódik, lehet : Poláris oldószer Poláris molekulákból áll. Oldja a poláris ill. ionos vegyületeket Pl.: víz a leggyakoribb oldószer Nem poláris oldószer Nem poláris molekulákból áll. Oldja a nem poláris kovalens vegyületeket. Az oldószer molekulái megbontják a molekularácsot. Oldott anyag: Különböző halmazállapotú lehet, ha pl.: az adott anyag

folyadék pl: alkohol oldása vízben akkor az oldószer + az oldott anyag fogalma elmosódik, mert tiszta alkohol is oldhat vizet, sőt a két anyag tetszőleges arányban keveredik (elegyedik) egymással