Atomski modeli nastali su iz potrebe da se objasni struktura atoma. Kada su predstavljeni novi dokazi o konstituciji atoma, novi atomski model pokušao je pojasniti nalaze.
Grčki filozofi Demokrit i Leucipo u V. stoljeću; Ç. zvani atom, s grčkog ατoμoν, nedjeljiva čestica i najmanji dio materije.
Iako je koncept atoma star, razvoj atomskih teorija datira iz 19. i 20. stoljeća. Stoga su glavni atomski modeli razvijeni za razumijevanje prirode materije bili:
- Daltonov atomski model (1803) - "Model biljarske kugle"
- Thomson Atomic Model (1898) - "Model kišnog pudinga"
- Rutherfordov atomski model (1911.) - "Nuklearni model"
- Bohrov atomski model (1913) - "Planetarni model"
- Kvantni atomski model (1926.) - "Elektronički model oblaka"
Daltonov atomski model
Prvi prepoznati pokušaj opisa atoma potekao je od engleskog znanstvenika Johna Daltona (1766. - 1844.) u modelu koji je u narodu postao poznat kao "biljarska kugla".
Daltonov Atom (1803): masivna, nedjeljiva i neuništiva sfera.
Prema Daltonu:
- Sve supstance tvore atomi;
- Atomi kemijskog elementa identični su veličinom i karakteristikama, dok su atomi različitih kemijskih elemenata različiti;
- Tvari su rezultat kemijske reakcije koja se sastoji od rekombinacije atoma.
Negativne točke: Budući da elektroni još nisu bili poznati kad je Dalton formulirao svoju teoriju, ove čestice, za koje sada znamo da su dio atoma, nisu razmatrane.
Nauči više o Daltonov atomski model.
Thomson-ov atomski model
Joseph John Thomson (1856.-1940.) Bio je odgovoran za otkrivanje postojanja elektrona, čestica obdarenih negativnim nabojem i koji su dio atoma. Ovo je otkriće prevrnulo Daltonovu atomsku teoriju da je atom nedjeljiv, ali da ga čine još manje čestice, pa je stoga postao poznat kao „puding od grožđica“.
Thomson's Atom (1898): pozitivno nabijena kugla s fiksnim elektronima.
Prema Thomsonu:
- Atom je električki neutralan;
- Elektroni se vežu za pozitivno nabijenu površinu;
- Postoji odbojnost između elektrona raspoređenih u atomima.
Negativne točke: Iako je Thomson uzeo u obzir postojanje elektrona, atom nije pozitivna sfera, već je obdaren pozitivno nabijene čestice, protoni, koje je 1886. identificirao znanstvenik Eugene Goldstein, a kasnije potvrdio Ernest Rutherford.
Nauči više o Thomsonov atomski model.
Rutherfordov atomski model
Kroz svoje eksperimente Ernest Rutherford (1871.-1937.) Uspio je pokazati da atom nije nedjeljiva čestica kako se vjerovalo, već da su je tvorile manje čestice.
Rutherfordov atom (1911): pozitivno nabijena jezgra i elektroni smješteni su oko nje u elektrosferi.
Prema Rutherfordu:
- Atom ima središnje područje s visokom koncentracijom pozitivnog naboja;
- Masa atoma koncentrirana je u njegovom središnjem području;
- Elektroni su lakši i nalaze se oko jezgre, područja koje sadrži mnogo praznih prostora.
Negativne točke: Atomska jezgra ne sadrži samo pozitivno nabijene čestice, već postoje i druge subatomske čestice, neutroni, koje je 1932. otkrio James Chadwick. Nadalje, model koji je predložio Rutherford nije objasnio emisiju svjetlosti od atoma.
Nauči više o Rutherfordov atomski model.
Bohrov atomski model
Tražeći objašnjenje zašto elementi emitiraju karakteristične boje kada su izloženi nekim uvjetima i na temelju Rutherfordov atomski model, Niels Bohr (1885.-1962.) Predložio je atomsku teoriju koja objašnjava emisiju svjetlosti u određenim frekvencije.
Bohrov atom (1913): elektroni se kreću u fiksnim kružnim slojevima oko jezgre.
Prema Bohru:
- Elektroni se kreću u slojevima oko jezgre;
- Slojevi oko jezgre imaju specifične energetske vrijednosti;
- Da bi prešao na vanjsku razinu, elektron mora apsorbirati energiju. Po povratku u sloj bliži jezgri, elektron oslobađa energiju.
Negativne točke: Ne može se reći da elektroni putuju oko jezgre u fiksnim položajima poput planeta oko Sunca.
Nauči više o Bohrov atomski model.
Kvantni atomski model
Mnogi su znanstvenici doprinijeli razvoju kvantne mehanike, koja pokušava objasniti "stvarniju" strukturu a atom kombinacijom nekoliko studija i, prema tome, najsloženiji je.
Kvantni atom (1926): jezgru čine protoni (pozitivni naboj) i neutroni (nulti naboj), a elektroni (negativni naboj) tvore elektronički oblak oko jezgre.
Prema kvantnom atomskom modelu:
- Jezgru čine protoni i neutroni. Budući da samo protoni imaju naboj, jezgra je pozitivno nabijena;
- Elektroni tvore elektronički oblak oko jezgre;
- Elektroni se kreću u orbitalama, u trodimenzionalnom prostoru;
- Točan položaj elektrona ne može se definirati. Ono što se radi su izračuni koji određuju vjerojatnost područja da će elektron biti u određenom vremenu.
Vas kvantni brojevi imaju funkciju lociranja elektrona. Jesu li oni:
O glavni kvantni broj (n) predstavlja razinu energije, odnosno elektroničke slojeve atoma.
O sekundarni kvantni broj (l) označava podrazine energije, odnosno podrazinu energije kojem elektron pripada.
O magnetski kvantni broj (m) je onaj koji ukazuje na orbitu gdje se elektroni susreću.
Nauči više o atomski modeli i provjeri svoje znanje s vježbe na atomskim modelima.
