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Heute nehmen wir das Konzept von Ordnungszahl selbstverständlich. Die Ordnungszahl ist das Maß für die Anzahl der positiv geladenen Protonen im Kern eines Atoms und definiert, was ein Element ist.
Zum Beispiel das Element Sauerstoff mit der Ordnungszahl 8 unterscheidet sich stark von dem Element Blei mit der Ordnungszahl 82 oder das Element Jod mit der Ordnungszahl 53 Der Mann, der das Konzept der Ordnungszahl zuerst aufgeklärt hat, ist der britische Physiker Henry Moseley.
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Ein brillanter Start
Henry Moseley wurde am 23. November 1887 in Weymouth, England, als Sohn eines Naturforschers geboren. Henry Nottidge Moseley , der Mitglied der war Challenger Expedition . Die Mitglieder dieser Expedition reisten vorbei 81.000 Meilen 130.000 km rund um den Globus, Vermessung und Erkundung der Weltmeere.
Henry Moseleys Mutter war die Tochter eines walisischen Biologen John Gwyn Jeffreys und war selbst eine britische Schachmeisterin. In einem Fall, in dem der Apfel nicht weit vom Baum fiel, war Henry Moseley in Chemie und Physik hervorragend, zuerst am Eton College und dann am Trinity College in Oxford.
1910 zog Moseley an die Universität von Manchester, um sich anzuschließen Ernest Rutherfords Forschungsgruppe und zu lehren. Rutherford, der als Vater der Kernphysik bekannt ist, ist der Entdecker der Halbwertszeit von radioaktiven Elementen, Entdecker des Elements Radon . Und er differenzierte Alphastrahlung von Betastrahlung .
In Manchester schuf Moseley die Weltneuheit Atombatterie oder Beta-Zelle. Heutzutage werden Atombatterien überall dort eingesetzt, wo lange Zeit Strom benötigt wird, z. B. bei Herzschrittmachern und Raumfahrzeugen.
Zähmen des Periodensystems der Elemente
Die Periodensystem der Elemente wurde vom russischen Chemiker erstellt Dimitri Mendeleev , 44 Jahre früher im Jahr 1869. Elemente wurden darauf entsprechend angeordnet Atomgewicht und ihre chemischen Eigenschaften. Dann, 1911, niederländischer Physiker Antonius van den Broek veröffentlichte eine Hypothese, die besagte, dass es so etwas wie das gab Ordnungszahl, und dass es gleich der Ladungsmenge im Atomkern war.
1913 kehrte Moseley nach Oxford zurück, wo er seine Experimente selbst finanzieren musste. Er stellte einen Apparat auf, der hochenergetische Elektronen auf verschiedene chemische Elemente schoss, und maß dann die Wellenlängen und Frequenzen der resultierenden Röntgenstrahlen.
Moseley entdeckte, dass jedes Element Röntgenstrahlen mit einer eindeutigen Frequenz aussendet, und er entdeckte, dass er einen geraden Graphen erhielt, wenn er die Quadratwurzel der Röntgenfrequenz gegen die Ordnungszahlen der verschiedenen Elemente aufzeichnete.
Diese Daten zeigten, dass die positive Ladung in einem Atomkern um eine Einheit von einem Element zum nächsten im Periodensystem. Somit entspricht die Ordnungszahl der Anzahl der Protonen im Kern. Diese Arbeit wurde bekannt als Moseleys Gesetz .
Vor Moseleys Entdeckung war es schwierig, Elemente wie Kobalt und Nickel zu bestellen, die die Ordnungszahlen haben. 27 und 28 jeweils, weil die Atommasse von Cobalt tatsächlich etwas höher ist als die von Nickel.
Vor allem sah Moseley, dass es bei den Ordnungszahlen Lücken im Periodensystem gab : 43 , 61 , 72 und 75 . Es würde Jahre dauern, bis bekannt wurde, dass diese Zahlen den Elementen Technetium, Promethium, Hafnium und Rhenium entsprachen.
Moseley konnte nun feststellen, welche Elemente in einer Probe vorhanden sind, indem er diese Probe mit hochenergetischen Elektronen bombardierte und dann die Frequenzen der resultierenden Röntgenstrahlen untersuchte. Aufgerufen Röntgenspektroskopie Heute wird diese Technik in Labors auf der ganzen Welt eingesetzt.
Nachfolgend sind die Ergebnisse der Röntgenspektroskopie aufgeführt, die vom Mars Pathfinder Lander an Proben von Marsboden durchgeführt wurde.
Moseley konnte zeigen, dass die Lanthanoid-Reihe chemischer Elemente besteht aus genau 15 metallische chemische Elemente mit den Ordnungszahlen 57 durch 71 . Diese Zahlen entsprechen den Elementen Lanthan bis Lutetium.
Zusammen mit ihren Schwesterelementen Scandium und Yttrium werden diese Elemente als die bezeichnet. Seltenerdelemente und sie sind in der heutigen Welt äußerst nützlich. Seltenerdelemente werden in Smartphones, Digitalkameras, Computerfestplatten, Leuchtstofflampen und LED-Leuchten, Flachbildfernsehern, Computermonitoren und elektronischen Displays verwendet.
Erster Weltkrieg
Im August 1914 brach der Erste Weltkrieg aus, und Moseley trat in die Royal Engineers der britischen Armee ein, weil er glaubte, es sei seine patriotische Pflicht.
Von Februar 1915 bis Januar 1916 hatten im heutigen Gelibolu die Türkei, Großbritannien, Frankreich und Russland versucht, die Kontrolle über die zu übernehmen. Dardanellen . Dies ist die schmale Wasserstraße, die Teil der Grenze zwischen Europa und Asien ist.
Moseley war als technischer Kommunikationsbeauftragter bei der Schlacht von Gallipoli Als er am 10. August 1915 von einem Scharfschützen in den Kopf geschossen wurde. Moseley war erst 27 Jahre alt, als er starb, und er ist auf der türkischen Halbinsel Gallipoli begraben.
Moseleys Platz in der Geschichte
Im Laufe der Jahre haben Wissenschaftler wie Niels Bohr kommentiert, wie Moseley gelebt hätte, er hätte viel zum Wissen über die Atomstruktur beigetragen. Amerikanischer Physiker Robert Millikan schrieb über Moseleys Arbeit :
"In einer Forschung, die dazu bestimmt ist, als eine der Dutzend brillantesten in der Konzeption, geschickt in der Ausführung und aufschlussreich in den Ergebnissen der Wissenschaftsgeschichte zu gelten, warf ein junger Mann, 26 Jahre alt, die Fenster durchwomit wir die subatomare Welt mit einer Bestimmtheit und Gewissheit erblicken können, von der wir noch nie geträumt haben. "
Berühmter amerikanischer Science-Fiction-Autor Isaac Asimov schrieb von Moseley :
"In Anbetracht dessen, was er [Moseley] noch erreicht haben könnte ... sein Tod könnte der teuerste Einzeltod des Krieges für die Menschheit im Allgemeinen gewesen sein."
Hätte er gelebt, hätte Moseley fast sicher einen Nobelpreis für Physik erhalten, da dieser Preis 1914 an Deutsch verliehen wurde. Max von Laue für seine Entdeckung der Beugung von Röntgenstrahlen durch Kristalle. 1915 ging der Nobelpreis für Physik an den britischen Vater und Sohn William Henry Bragg und Lawrence Bragg für ihre Entdeckungen bei der Bestimmung der Struktur von Kristallen mithilfe von Röntgenstrahlen.
1916 wurde kein Nobelpreis für Chemie oder Physik verliehen, 1917 jedoch in Großbritannien Charles Barkla erhielt den Preis für seine Arbeit zur Entdeckung der charakteristischen Röntgenfrequenzen der verschiedenen Elemente.
Heute die Medaille und Preis des Instituts für Physik Henry Moseley wird zu Moseleys Ehren benannt.