Katta masofalarni o‘lchash oson. Yer yuzidagi amaliyotlarda kilometrdan, yulduzlar miqyosidagi masofalarda yorug‘lik yili (light year) dan, galaktik miqyosdagi masofalarda esa 1 parsek (3,26 yorug‘lik yili) dan foydalanamiz. Masshtabning boshqa uchida esa juda kichik o‘lchamlar bor. Millimetrni tasavvur qila olamiz, hatto oddiy ko‘zimiz taxminan 0,1 mm gacha bo‘lgan narsalarni ko‘ra oladi, ammo undan keyin tasavvur qilish juda qiyinlashadi. Biz atrofimizdagi juda kichik (miniature) dunyoni faqat yaqindagina, yangi texnologik rivojlanishlar bilan birga, o‘rganishni boshladik.
Elektron mikroskop — namuna (sample) ni tezlatilgan elektronlar nuri (beam of accelerated electrons) bilan yoritadigan mikroskop. Bu elektronning to‘lqin uzunligini (wavelength) juda qisqa qilish mumkin — ko‘rinadigan yorug‘liknikidan deyarli 100 000 marta qisqa. Shu sababli elektron mikroskopning ajrata olish qobiliyati (resolution) optik mikroskopnikidan yuqoriroq bo‘ladi. U atomlar va molekulalar kabi juda kichik obyektlarni kuzatishda qo‘llanadi. Transmissiyali elektron mikroskop (transmission electron microscope) 50 pikometrdan (10-12) ham yaxshiroq aniqlik (resolution) ga erisha oladi. Eslab qoling: atomlarning o‘lchami odatda 30 dan 300 pikometrgacha bo‘ladi. Qiziqarli fakt: atom radiusi yadro (nucleus) radiusidan 10 000 martadan ham katta, atom esa 99,999999% bo‘sh fazodan iborat.
Biroq texnologik yutuqlardan oldin, hatto Rezerfordning alfa-zarrachalar sochilishi tajribasi (Rutherford alpha particle scattering experiment) yadro o‘lchamini berganidan keyin ham, atom o‘lchami haqida faqat taxminiy bahoga ega edik. Endi shu usullardan ayrimlarini muhokama qilamiz.
Avogadro gipotezasi
Moddaning atomlari egallaydigan haqiqiy hajm har doim shu moddaning umumiy hajmidan kichik bo‘ladi, chunki atomlarning joylashib “qadoqlanishi” (packing) samarali emas. Shuning uchun atomlar orasida bo‘sh joylar qoladi va natijada kuzatiladigan hajm “kattalashib” ko‘rinadi. Avogadroga ko‘ra, moddaning ma’lum massasi tarkibidagi atomlar egallaydigan haqiqiy hajm o‘sha massa egallagan hajmning uchdan ikki qismiga teng. Avogadro gipotezasi va yana bir nechta parametrlar yordamida atomlar o‘lchami haqida asosli taxmin (educated guess) qilish mumkin.
Keling, moddaning bir molini olaylik, masalan, uglerod (carbon). Mol — moddaning atom massasiga teng bo‘lgan miqdor (grammda) degani. Demak, uglerod haqida gapiradigan bo‘lsak, uglerodning bir moli 12 g sof uglerod-12 (12C) ni o‘z ichiga oladi. Qiziqarli fakt: Avogadro bergan mol ta’rifi da mol uchun standart sifatida uglerod ishlatiladi.
Hajm massa va zichlik nisbatiga tengligini bilamiz. Biz butun bir mol uchun atom hajmini hisoblab topishimiz mumkin.
Molyar hajm = molyar massa (g) / zichlik (g/cm3)
Ta’rifga ko‘ra, 1 mol tarkibida 6,02 × 1023 ta elementar zarracha (elementary particles) bo‘ladi. Shu asosda uglerod atomi uchun atom hajmini topamiz.
Atom hajmi = molyar massa (g) / [zichlik (g/cm3) × Avogadro soni (Avogadro Number)]
Uglerod atom hajmi = 12 g / [(2 g/cm3) × 6,02 × 1023]
Shuningdek, Avogadroning “uchdan ikki” qoidasini ham kiritishimiz kerak.
Uglerod atom hajmi = [2 × 12 g] / [3 × (2 g/cm3) × 6,02 × 1023] = 6,6467 × 10-24 cm3
Diametrni hisoblasak, quyidagi qiymat chiqadi:
Uglerod diametri = 0,116 nm
Bu aniq to‘g‘ri emas. Bu qiymat biroz kichik. Odatda atom diametri 0,3 nm dan (ya’ni 30 pm) boshlanadi. Shunga qaramay, bu hozirgacha qilingan birinchi ancha aniq (considerably accurate) baho bo‘lgan. Aynan shu jihat Avogadro gipotezasini qiziqarli qilgan.
Agar bu maqola sizga qiziq tuyulgan bo‘lsa, ko‘proq maqolalar uchun BYJU’S ga obuna bo‘ling. Bizga qo‘shiling va o‘rganishni sevib qoling.
Ko‘p so‘raladigan savollar – FAQ
Q1
Avogadro gipotezasi nimani aytadi?
Avogadro gipotezasiga ko‘ra, gazdagi atom/molekulalarning umumiy soni doimiy harorat va bosimda gaz egallagan hajmga to‘g‘ri mutanosib bo‘ladi.
Q2
Ideal gaz nima?
Ideal gaz — faqat elastik to‘qnashuvlar (elastic collisions) orqali o‘zaro ta’sirlashadigan, tasodifiy harakatlanuvchi nuqtaviy zarrachalar to‘plamidan iborat nazariy gaz.
Q3
Bir molga ta’rif bering.
Bir mol — berilgan moddaning aynan 6,02214076 × 1023 ta “elementar birlik” (elementary entities) ni o‘z ichiga oladigan miqdori sifatida ta’riflanadi.
Q4
Gaz doimiysi (gas constant) deganda nima tushuniladi?
Bu har bir mol uchun harorat birligiga to‘g‘ri keladigan energiya birliklarida ifodalanadigan fizik doimiydir.
Q5
Gaz doimiysi yana qanday nomlar bilan ataladi?
Ideal gaz doimiysi (ideal gas constant) yoki molyar gaz doimiysi (molar gas constant) yoki universal gaz doimiysi (universal gas constant).
