परमाणु सिद्धांत - अर्थात, यह विश्वास कि सभी पदार्थ छोटे, अविभाज्य तत्वों से बने होते हैं - की जड़ें बहुत गहरी होती हैं। हालांकि, 19 वीं शताब्दी तक वैज्ञानिक रूप से इसे गले नहीं लगाया गया था, जब परमाणु मॉडल जैसा दिखता था, एक साक्ष्य-आधारित दृष्टिकोण प्रकट करना शुरू कर दिया।
यह इस समय था कि जॉन डाल्टन, एक अंग्रेजी रसायनज्ञ, मौसम विज्ञानी और भौतिक विज्ञानी, ने प्रयोगों की एक श्रृंखला शुरू की, जो उन्हें परमाणु रचनाओं के सिद्धांत का प्रस्ताव करने के लिए समाप्त करेंगे - जिसके बाद उन्हें डाल्टन के परमाणु सिद्धांत के रूप में जाना जाएगा - जो कि एक बन जाएगा आधुनिक भौतिकी और रसायन विज्ञान के कोने।
परमाणु संबंधों के लिए एक मॉडल बनाने से परे, जॉन डाल्टन को यह समझने के लिए विकासशील कानूनों के साथ भी श्रेय दिया जाता है कि गैस कैसे काम करती हैं। समय के साथ, यह उसे चीजों के बारे में निष्कर्ष निकालने के लिए प्रेरित करेगा कि कैसे परमाणुओं की बातचीत हुई, परमाणुओं का वजन और वैज्ञानिक सिद्धांत के रूप में परमाणु सिद्धांत स्थापित करने वाले कानूनों को डिजाइन करने के लिए।
डाल्टन गैस कानून:
डाल्टन गैसों में अपने शोध के परिणामस्वरूप परमाणुओं के अपने सिद्धांत के साथ आया था। यह 1800 में शुरू हुआ, जब डाल्टन मैनचेस्टर साहित्यिक और दार्शनिक सोसायटी के सचिव बने। वहां पर, डाल्टन ने निबंधों की एक श्रृंखला शुरू की, जिसमें वाष्पीकरण पर विभिन्न गैसों पर भाप और अन्य वाष्पों के दबाव सहित मिश्रित गैसों के गठन पर उनके प्रयोगों को रेखांकित किया गया। और गैसों के थर्मल विस्तार पर।
अपने निबंधों में, डाल्टन ने प्रयोगों का वर्णन किया जिसमें उन्होंने 0 और 100 ° C (32 और 212 ° F) के बीच विभिन्न बिंदुओं पर भाप के दबाव का पता लगाने की कोशिश की। छह अलग-अलग तरल पदार्थों के अपने अवलोकनों के आधार पर, डाल्टन ने निष्कर्ष निकाला कि सभी तरल पदार्थों के लिए वाष्प के दबाव की भिन्नता तापमान के समान परिवर्तन और किसी भी दबाव के समान वाष्प के बराबर थी।
उन्होंने यह भी निष्कर्ष निकाला कि गर्मी लागू होने पर समान दबाव में सभी लोचदार तरल समान रूप से फैलते हैं। इसके अलावा, उन्होंने पाया कि पारे के किसी भी विस्तार के लिए (यानी पारा थर्मामीटर का उपयोग करके तापमान में वृद्धि), कि हवा का संबंधित विस्तार आनुपातिक रूप से कम है, उच्च तापमान जाता है।
यह डाल्टन के कानून (उर्फ डाल्टन के आंशिक दबावों के नियम) के रूप में आधार बन गया, जिसमें कहा गया था कि गैर-प्रतिक्रियाशील गैसों के मिश्रण में, उत्सर्जित कुल दबाव व्यक्तिगत गैसों के आंशिक दबावों के योग के बराबर है।
डाल्टन का परमाणु सिद्धांत:
गैसों में इस शोध के दौरान, डाल्टन ने यह भी पता लगाया कि कुछ गैसों को केवल कुछ अनुपातों में ही जोड़ा जा सकता है, भले ही दो अलग-अलग यौगिकों में एक ही समान तत्व या तत्वों का समूह हो।
18 वीं शताब्दी के अंत में उभरे दो सिद्धांतों पर किए गए इन प्रयोगों ने रासायनिक प्रतिक्रियाओं से निपटा। सबसे पहले द्रव्यमान के संरक्षण का नियम था, जिसे 1789 में एंटोनी लवॉज़ियर द्वारा तैयार किया गया था, जिसमें कहा गया है कि रासायनिक प्रतिक्रिया में कुल द्रव्यमान स्थिर रहता है - यानी कि अभिकारकों का द्रव्यमान उत्पादों के समान होता है।
दूसरा निश्चित अनुपात का नियम था, जो पहली बार 1799 में फ्रांसीसी रसायनज्ञ जोसेफ लुई प्राउस्ट ने साबित किया था। इस कानून में कहा गया है कि यदि किसी घटक को उसके घटक तत्वों में तोड़ा जाता है, तो घटक के द्रव्यमान में हमेशा समान अनुपात होगा, चाहे मूल पदार्थ की मात्रा या स्रोत।
इन कानूनों का अध्ययन और उन पर निर्माण, डाल्टन ने कई अनुपातों के अपने कानून विकसित किए। इस कानून में कहा गया है कि यदि दो तत्वों को कई संभावित यौगिक बनाने के लिए जोड़ा जा सकता है, तो दूसरे तत्व के द्रव्यमान का अनुपात, जो पहले तत्व के एक निश्चित द्रव्यमान के साथ संयोजित होता है, छोटी संख्याओं के अनुपात होंगे।
दूसरे शब्दों में, तत्व निश्चित अनुपात में परमाणु स्तर पर गठबंधन करते हैं जो स्वाभाविक रूप से संयुक्त यौगिकों के आधार पर उनके अद्वितीय परमाणु भार के कारण भिन्न होते हैं। निष्कर्ष डाल्टन के परमाणु कानून या मॉडल का आधार बन गए, जो पांच बुनियादी प्रमेयों पर केंद्रित है। टी
वे तत्व जो अपने शुद्धतम अवस्था में परमाणुओं कहे जाने वाले कणों से मिलकर बने होते हैं; एक विशिष्ट तत्व के परमाणु सभी समान हैं, बहुत अंतिम परमाणु के नीचे; विभिन्न तत्वों के परमाणुओं को उनके परमाणु भार से अलग बताया जा सकता है; तत्वों के परमाणु रासायनिक यौगिक बनाने के लिए एकजुट होते हैं; और रासायनिक क्रियाओं में परमाणुओं को न तो बनाया जा सकता है और न ही नष्ट किया जा सकता है, केवल समूह कभी बदलता है।
डाल्टन का मानना है कि परमाणु सिद्धांत यह समझा सकता है कि पानी अलग-अलग गैसों को अलग-अलग अनुपात में अवशोषित करता है - उदाहरण के लिए, उन्होंने पाया कि पानी कार्बन डाइऑक्साइड को अवशोषित करने से बेहतर है जितना कि यह नाइट्रोजन को अवशोषित करता है। डाल्टन ने यह अनुमान लगाया कि यह गैसों के संबंधित कणों के द्रव्यमान और जटिलता में अंतर के कारण था।
वास्तव में, यह बहुत ही अवलोकन था जो माना जाता है कि पहली बार डाल्टन ने परमाणुओं के अस्तित्व पर संकेत दिया था। कागज में जो पानी में गैस अवशोषण को संबोधित करता है, जिसे पहली बार 1805 में प्रकाशित किया गया था, उन्होंने लिखा:
“पानी हर तरह के गैस के अपने थोक को स्वीकार क्यों नहीं करता है? इस प्रश्न पर मैंने विधिवत विचार किया है, और हालांकि मैं खुद को पूरी तरह से संतुष्ट नहीं कर पा रहा हूँ, मैं लगभग राजी हूँ कि परिस्थिति कई गैसों के अंतिम कणों के वजन और संख्या पर निर्भर करती है.”
डाल्टन ने प्रस्तावित किया कि प्रत्येक रासायनिक तत्व एक एकल, अद्वितीय प्रकार के परमाणुओं से बना है, और यद्यपि उन्हें रासायनिक साधनों से परिवर्तित या नष्ट नहीं किया जा सकता है, वे अधिक जटिल संरचनाओं (अर्थात रासायनिक यौगिकों) को बनाने के लिए गठबंधन कर सकते हैं। इसने परमाणु के पहले वास्तविक वैज्ञानिक सिद्धांत को चिह्नित किया, क्योंकि डाल्टन एक अनुभवजन्य फैशन में प्रयोगों और परिणामों की परीक्षा द्वारा अपने निष्कर्ष पर पहुंचा।
डाल्टन और परमाणु भार:
डाल्टन ने बड़े पैमाने पर अनुपातों के आधार पर परमाणु भार का अध्ययन करना शुरू किया, जिसमें उन्होंने संयुक्त हाइड्रोजन परमाणु को मानक के रूप में लिया। हालांकि, डाल्टन अपने प्रयोगशाला उपकरणों की सत्यता और इस तथ्य से सीमित थे कि उन्होंने यह कल्पना नहीं की थी कि कुछ तत्वों के परमाणु शुद्ध रूप में मौजूद हैं, जैसे कि शुद्ध ऑक्सीजन (ओ)2).
उनका यह भी मानना था कि किसी भी दो तत्वों के बीच सबसे सरल यौगिक हमेशा एक परमाणु होता है। यह सबसे अच्छा उदाहरण है कि कैसे उन्होंने सोचा कि पानी के लिए रासायनिक सूत्र एच था, एच नहीं2ओ
1803 में, डाल्टन ने मौखिक रूप से कई पदार्थों के सापेक्ष परमाणु भार की अपनी पहली सूची प्रस्तुत की। यह पत्र 1805 में प्रकाशित हुआ था, लेकिन उन्होंने इस पर चर्चा नहीं की कि उन्होंने ये आंकड़े कैसे प्राप्त किए। 1807 में, उनकी विधि उनके परिचित थॉमस थॉमसन द्वारा, थॉमसन की पाठ्यपुस्तक के तीसरे संस्करण में प्रकट की गई थी; रसायन विज्ञान की एक प्रणाली। अंत में, डाल्टन ने अपनी पाठ्यपुस्तक में एक पूरा लेख प्रकाशित किया, रासायनिक दर्शन की एक नई प्रणाली, 1808 और 1810 में।
वैज्ञानिक पंजे:
डाल्टन के सिद्धांत में मुख्य दोष - अर्थात् अणुओं और परमाणुओं दोनों का अस्तित्व - बाद में 1811 में एमेडियो अवोगाद्रो द्वारा सिद्धांत में सही किया गया था। एवोगैड्रो ने प्रस्तावित किया कि समान गैसों और दाब पर किसी भी दो गैसों की समान मात्रा में समान अणु होते हैं। दूसरे शब्दों में, गैस के कणों का द्रव्यमान उस मात्रा को प्रभावित नहीं करता है जिस पर वह रहती है।
अवोगाद्रो के कानून ने उन्हें उन गैसों की डायटोमिक प्रकृति को कम करने की अनुमति दी थी, जिन पर उन्होंने प्रतिक्रिया दी थी। इस प्रकार, एवोगैड्रो ऑक्सीजन के परमाणु द्रव्यमान और विभिन्न अन्य तत्वों के अधिक सटीक अनुमानों को प्रस्तुत करने में सक्षम था, और अणुओं और परमाणुओं के बीच एक स्पष्ट अंतर बनाया। काश, इन और अन्य खोजों ने डाल्टन के सिद्धांतों का खंडन और परिशोधन किया।
उदाहरण के लिए, वैज्ञानिकों ने पता लगाया है कि परमाणु - एक बार पदार्थ का सबसे छोटा हिस्सा माना जाता है - वास्तव में छोटे प्राथमिक कणों में भी विभाजित हो सकता है। और जबकि डाल्टन ने सकारात्मक, नकारात्मक और तटस्थ आरोपों के बीच किसी भी अलगाव के साथ परमाणुओं के रूप में कल्पना की, जे। जे द्वारा बाद के प्रयोगों। थॉमसन, अर्नेस्ट रदरफोर्ड, और नील बोह्र ने परमाणु के लिए एक अधिक जटिल संरचना का खुलासा किया।
इन सिद्धांतों को बाद में इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप के साथ किए गए टिप्पणियों द्वारा मान्य किया गया था। हम यह भी जानते हैं कि परमाणु भार स्वयं परमाणुओं की संरचना का एक उत्पाद है। इसलिए, डाल्टन का परमाणु मॉडल, अपने शुद्धतम रूप में, अब केवल रासायनिक प्रतिक्रियाओं के लिए वैध माना जाता है। हालाँकि, यह डाल्टन के आधुनिक विज्ञान में योगदान को कम नहीं करता है।
अपने समय से पहले, परमाणु शास्त्रीय पुरातनता से पारित एक दार्शनिक निर्माण से थोड़ा अधिक था। डाल्टन के ज़मीनी काम ने न केवल सिद्धांत को एक वास्तविकता बना दिया, बल्कि कई अन्य खोजों के लिए प्रेरित किया, जैसे आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत और प्लैंक के क्वांटम सिद्धांत - अध्ययन के दो क्षेत्र जो ब्रह्मांड की हमारी आधुनिक समझ का आधार बनते हैं।
हमने अंतरिक्ष पत्रिका में परमाणु सिद्धांत के बारे में कई दिलचस्प लेख लिखे हैं। यहाँ ब्रह्मांड में परमाणुओं की संख्या के बारे में एक है, परमाणु के भाग क्या हैं ?, कौन डेमोक्रिटस थे ?, बोहर के परमाणु मॉडल, और बेर हलवा मॉडल क्या है?
यदि आप डाल्टन के मॉडल के बारे में अधिक जानना चाहते हैं, तो केंद्रीय क्वींसलैंड विश्वविद्यालय से डाल्टन के परमाणु मॉडल के बारे में लेख देखें।
खगोल विज्ञान कास्ट ने इस विषय पर कई दिलचस्प प्रकरण दर्ज किए हैं। उन्हें देखें - एपिसोड 138: क्वांटम मैकेनिक्स, एपिसोड 378: रदरफोर्ड और एटम्स और एपिसोड 392: द स्टैंडर्ड मॉडल - इंट्रो।
