Vývoj atomových modelů

Atomové modely vyplynuly z potřeby vysvětlit strukturu atomů. Když byly předloženy nové důkazy o složení atomů, pokusil se objasnit nálezy nový atomový model.

Řečtí filozofové Democritus a Leucipo ve V. století; C. nazývá se atom, z řečtiny ατoμoν, nedělitelná částice a nejmenší část hmoty.

I když je koncept atomu starý, vývoj atomových teorií sahá až do 19. a 20. století. Proto hlavní atomové modely vyvinuté k pochopení podstaty hmoty byly:

• Daltonův atomový model (1803) - „Model kulečníkové koule“
• Thomsonův atomový model (1898) - „Model dešťového pudingu“
• Rutherfordův atomový model (1911) - „jaderný model“
• Bohrův atomový model (1913) - „Planetární model“
• Kvantový atomový model (1926) - „Electronic Cloud Model“

Časová osa s vývojem atomových modelů

Daltonův atomový model

První uznávaný pokus popsat atomy vycházel z anglického vědce Johna Daltona (1766-1844) v modelu, který se stal populárně známým jako „kulečníková koule“.

Daltonův atom (1803): masivní, nedělitelná a nezničitelná sféra.

Reprezentace Daltonova atomového modelu, který se stal známým jako „kulečníková koule“

Podle Daltona:

• Všechny látky jsou tvořeny atomy;
• Atomy chemického prvku mají stejnou velikost a vlastnosti, zatímco atomy různých chemických prvků se liší;
• Látky jsou výsledkem chemické reakce, která spočívá v rekombinaci atomů.

Negativní body: Protože elektrony ještě nebyly známy, když Dalton formuloval svou teorii, tyto částice, o nichž dnes víme, že jsou součástí atomů, nebyly brány v úvahu.

Dozvědět se víc o Daltonův atomový model.

Thomsonův atomový model

Joseph John Thomson (1856-1940) byl zodpovědný za objevení existence elektronů, částic vybavených záporným nábojem a které jsou součástí atomů. Tento objev převrátil Daltonovu atomovou teorii, že atom je nedělitelný, ale je tvořen ještě menšími částicemi, a proto se stal známým jako „raisin pudding“.

Thomsonův atom (1898): kladně nabitá koule s pevnými elektrony.

Zastoupení atomového modelu Thomson, který se stal známým jako „pudink s rozinkami“

Podle Thomsona:

• Atom je elektricky neutrální;
• Elektrony se připojují k kladně nabitému povrchu;
• Mezi elektrony distribuovanými v atomech dochází k odpuzování.

Negativní body: Ačkoli Thomson vzal v úvahu existenci elektronů, atom není pozitivní sféra, ale spíše obdařen kladně nabité částice, protony, identifikované v roce 1886 vědcem Eugenem Goldsteinem a později potvrzené Ernestem Rutherford.

Dozvědět se víc o Thomsonův atomový model.

Rutherfordův atomový model

Prostřednictvím svých experimentů se Ernestovi Rutherfordovi (1871-1937) podařilo prokázat, že atom nebyl nedělitelnou částicí, jak se věřilo, ale že byl tvořen menšími částicemi.

Rutherfordův atom (1911): kladně nabité jádro a elektrony jsou umístěny kolem něj v elektrosféře.

Zastoupení atomového modelu Rutherford, který se stal známým jako „jaderný model“

Podle Rutherforda:

• Atom má centrální oblast s vysokou koncentrací kladného náboje;
• Hmotnost atomu je koncentrována v jeho centrální oblasti;
• Elektrony jsou lehčí a jsou umístěny kolem jádra, oblasti, která obsahuje mnoho prázdných prostor.

Negativní body: Atomové jádro nemá pouze kladně nabité částice, ale existují i ​​další subatomární částice, neutrony, objevené Jamesem Chadwickem v roce 1932. Model navržený Rutherfordem dále nevysvětlil emisi světla atomy.

Dozvědět se víc o Rutherfordův atomový model.

Bohrův atomový model

Snaží se vysvětlit, proč prvky vydávají charakteristické barvy, když jsou vystaveny určitým podmínkám a na základě Rutherfordův atomový model, Niels Bohr (1885-1962), navrhl atomovou teorii, která vysvětluje emisi světla v určitých frekvence.

Bohrův atom (1913): elektrony se pohybují v pevných kruhových vrstvách kolem jádra.

Reprezentace Bohrova atomového modelu, který se stal známým jako „planetární model“

Podle Bohra:

• Elektrony se pohybují ve vrstvách kolem jádra;
• Vrstvy kolem jádra mají specifické energetické hodnoty;
• Aby mohl jít na nejvzdálenější úroveň, musí elektron absorbovat energii. Po návratu do vrstvy blíže k jádru elektron uvolňuje energii.

Negativní body: Nelze říci, že elektrony cestují kolem jádra ve pevných pozicích, jako jsou planety kolem Slunce.

Dozvědět se víc o Bohrův atomový model.

Kvantový atomový model

Mnoho vědců přispělo k rozvoji kvantové mechaniky, která se snaží vysvětlit „reálnější“ strukturu a atom kombinací několika studií, a proto je nejsložitější.

Kvantový atom (1926): jádro je tvořeno protony (kladný náboj) a neutrony (nulový náboj) a elektrony (záporný náboj) tvoří kolem jádra elektronický mrak.

Reprezentace kvantového atomového modelu, nejaktuálnějšího modelu atomu

Podle kvantového atomového modelu:

• Jádro je tvořeno protony a neutrony. Protože náboj mají pouze protony, jádro je kladně nabité;
• Elektrony tvoří elektronický mrak kolem jádra;
• Elektrony se pohybují na orbitálech v trojrozměrném prostoru;
• Přesnou polohu elektronu nelze určit. Co se děje, jsou výpočty, které určují pravděpodobnost oblasti, že elektron bude v daném čase.

Vy kvantová čísla mají funkci lokalizace elektronů. Jsou oni:

Ó hlavní kvantové číslo (n) představuje energetické úrovně, tj. elektronické vrstvy atomu.

Ó sekundární kvantové číslo (l) označuje energetické podúrovně, tj. energetickou podúrovnu, ke které elektron patří.

Ó magnetické kvantové číslo (m) je ten, který označuje oběžnou dráhu, kde se elektrony setkávají.

Dozvědět se víc o atomové modely a otestujte své znalosti pomocí cvičení na atomových modelech.

ATOMOVÉ MODELY: Dalton, Thomson, Rutherford a Rutherford-Bohr