Небольшой ликбез по некоторым методам, которые широко используются в современной физике и химии и которые почему-то не упомянуты в школьных учебниках. Пишу про первые попавшиеся методы - что в голову пришло.
Масс-спектрометрия. Очень мощный метод, позволяющий определить, из каких атомов состоит вещество. Обычно позволяет идентифицировать вещество и часто дает достаточно информации, чтобы нарисовать молекулу. Заключается в том, что вещество ионизируют, а полученные ионы пропускают через электромагнитное поле в вакууме. В поле ион отклоняется тем больше, чем он легче, то есть фактически ион взвешивают, а количество ионов каждой массы подсчитывают. Молекулы при ионизации дробятся на всевозможные фрагменты, и, зная массы и количество этих фрагментов, специалист легко определяет вид молекулы.
Хроматография. Метод заключается в пропускании растворенной смеси веществ через пористую среду в так называемой колонке. Молекулы разного размера проходят колонку за разное время и тем самым разделяются. Комбинация хроматографа с масс-спектрометром на выходе колонки - "хромасс" - способна определить составы сложнейших смесей и способна регистрировать иногда даже отдельные молекулы. Так что теперь "секретный состав кока-колы" и прочие "секреты" существует только в воображении журналистов - любой состав довольно легко поддается анализу.
Рентгеновская дифрактометрия. Довольно старый метод, позволяющий, тем не менее, точно определить кристаллическую структуру вещества, измерить расстояния между атомами и определить их расположение. На вещество направляется пучок рентгеновских лучей. Лучи дифрагируют на кристаллической решетке вещества точно так же, как свет на обычной дифракционной решетке. Результат дифракции измеряется радиометрами или фиксируется на пленке. Есть несколько разных методов (Дебая, Лауэ и др.), некоторым из них достаточно в качестве образца одной-единственной песчинки.
Лауэграмма берилла. Дифрагирующий на кристалле берилла рентгеновский луч создает пятна на фотопленке. По расположению пятен определяется расположение атомов в кристалле. Здесь кристалл сориентирован строго вдоль луча, поэтому картина симметрична.
Оптическая спектроскопия. Бывает разной, чаще всего используются ИК и видимый свет. ИК-спектры соответствуют колебаниям атомов в молекуле и потому несут информацию об "упругости" (длине, на самом деле) химических связей. Такой спектр легко отличает, например, одиночную связь в органической химии от двойной, а группу CH
3 от CH
2. Применяя этот метод в паре с масс-спектрометрией, можно установить структуру практически любой молекулы.
Спектры в видимом свете описывают входящие в состав молекулы атомы.
Спектр излучения ртути, как он виден глазом в спектроскоп.
Спектр ртути глазами спектрометра - в виде графика.
Туннельная микроскопия и атомно-силовая микроскопия. Метод, позволяющий непосредственно видеть отдельные атомы и передвигать их. Чистая поверхность вещества "ощупывается" сверхтонкой иголочкой.
Графит под туннельным микроскопом. Видны отдельные атомы в структуре "пчелиных сот".
А так эту структуру рисуют в учебнике.
Думаю, ясно, что после применения таких методов отпадают почти любые сомнения в строении вещества.
