Atominiai modeliai atsirado iš poreikio paaiškinti atomų struktūrą. Kai buvo pateikti nauji atomų konstitucijos įrodymai, naujas atominis modelis bandė paaiškinti išvadas.
Graikų filosofai Demokritas ir Leucipas V amžiuje; Ç. vadinamas graiku ατoμoν, nedaloma dalelė ir mažiausia materijos dalis.
Nors atomo samprata yra sena, atominių teorijų raida prasidėjo XIX – XX a. Todėl pagrindiniai atominiai modeliai, sukurti suprantant materijos pobūdį, buvo šie:
- Daltono atominis modelis (1803 m.) - „Biliardo kamuolio modelis“
- „Thomson Atomic Model“ (1898 m.) - „Lietaus pudingo modelis“
- Rutherfordo atominis modelis (1911) - „Branduolinis modelis“
- Bohro atominis modelis (1913) - „Planetos modelis“
- Kvantinis atominis modelis (1926) - „Elektroninis debesies modelis“
Daltono atominis modelis
Pirmasis pripažintas bandymas apibūdinti atomus buvo anglų mokslininko Johno Daltono (1766–1844) pavyzdžiu, kuris populiariai tapo žinomas kaip „biliardo kamuolys“.
Daltono atomas (1803): masyvi, nedaloma ir nesugriaunama sfera.
Pasak Daltono:
- Visas medžiagas sudaro atomai;
- Cheminio elemento atomai yra vienodo dydžio ir savybių, tuo tarpu skirtingų cheminių elementų atomai yra skirtingi;
- Medžiagos yra cheminės reakcijos, kurią sudaro atomų rekombinacija, rezultatas.
Neigiami dalykai: Kadangi elektronai dar nebuvo žinomi, kai Daltonas suformulavo savo teoriją, šios dalelės, kurios, kaip dabar žinome, yra atomų dalis, nebuvo svarstomos.
Išmokti daugiau apie Daltono atominis modelis.
„Thomson“ atominis modelis
Džozefas Johnas Thomsonas (1856–1940) buvo atsakingas už elektronų, dalelių, turinčių neigiamą krūvį ir kurios yra atomų dalis, egzistavimą. Šis atradimas paneigė Daltono atominę teoriją, kad atomas yra nedalomas, tačiau susidaro dar mažesnių dalelių, todėl jis tapo žinomas kaip „razinų pudingas“.
Thomsono atomas (1898): teigiamai įkrauta sfera su fiksuotais elektronais.
Pasak Thomsono:
- Atomas yra elektra neutralus;
- Elektronai prisitvirtina prie teigiamai įkrauto paviršiaus;
- Tarp atomuose pasiskirstančių elektronų yra atstūmimas.
Neigiami dalykai: Nors Thomsonas atsižvelgė į elektronų egzistavimą, atomas nėra teigiama sfera, jis yra apdovanotas teigiamai įkrautų dalelių, protonų, kuriuos 1886 m. nustatė mokslininkas Eugenijus Goldsteinas, o vėliau patvirtino Ernestas Rutherfordas.
Išmokti daugiau apie „Thomson“ atominis modelis.
„Rutherford“ atominis modelis
Savo eksperimentais Ernestui Rutherfordui (1871–1937) pavyko parodyti, kad atomas nebuvo nedaloma dalelė, kaip manoma, bet kad jį sudarė mažesnės dalelės.
Rutherfordo atomas (1911): teigiamai įkrautas branduolys ir elektronai yra aplink jį elektrosferoje.
Pasak Rutherfordo:
- Atomas turi centrinę sritį, kurioje yra didelė teigiamo krūvio koncentracija;
- Atomo masė sutelkta jo centrinėje srityje;
- Elektronai yra lengvesni ir išsidėstę aplink branduolį - regioną, kuriame yra daug tuščių vietų.
Neigiami dalykai: atominiame branduolyje yra ne tik teigiamai įkrautų dalelių, bet ir kitų subatominių dalelių - neutronų, kuriuos 1932 m. Atrado Jamesas Chadwickas. Be to, Rutherfordo pasiūlytas modelis nepaaiškino atomų šviesos spinduliavimo.
Išmokti daugiau apie Rutherfordo atominis modelis.
Bohro atominis modelis
Siekdama paaiškinti, kodėl elementai skleidžia būdingas spalvas, veikiami tam tikrų sąlygų ir remiantis Rutherfordo atominis modelis Nielsas Bohras (1885-1962) pasiūlė atominę teoriją, kuri paaiškino šviesos dažniai.
Bohro atomas (1913): elektronai juda fiksuotais žiediniais sluoksniais aplink branduolį.
Pasak Bohro:
- Elektronai juda sluoksniuose aplink branduolį;
- Aplink šerdį esantys sluoksniai turi specifines energijos vertes;
- Norėdami pereiti į labiau išorinį lygį, elektronas turi sugerti energiją. Grįžęs į arčiau branduolio esantį sluoksnį, elektronas išskiria energiją.
Neigiami dalykai: negalima teigti, kad elektronai aplink branduolį keliauja fiksuotose padėtyse, kaip planetos aplink Saulę.
Išmokti daugiau apie Bohro atominis modelis.
Kvantinis atominis modelis
Daugelis mokslininkų prisidėjo kuriant kvantinę mechaniką, kuri bando paaiškinti „tikresnę“ a struktūrą atomas derinant kelis tyrimus, todėl jis yra pats sudėtingiausias.
Kvantinis atomas (1926): branduolį sudaro protonai (teigiamas krūvis) ir neutronai (nulinis krūvis), o elektronai (neigiamas krūvis) aplink branduolį sudaro elektroninį debesį.
Pagal kvantinį atominį modelį:
- Branduolį sudaro protonai ir neutronai. Kadangi krūvį turi tik protonai, branduolys yra teigiamai įkrautas;
- Elektronai aplink branduolį sudaro elektroninį debesį;
- Elektronai juda orbitose, trimatėje erdvėje;
- Tiksli elektrono padėtis negali būti apibrėžta. Atliekami skaičiavimai, kurie nustato regiono tikimybę, kad elektronas bus per tam tikrą laiką.
Tu kvantiniai skaičiai turi elektronų lokalizavimo funkciją. Ar jie:
O pagrindinis kvantinis skaičius n) reiškia energijos lygius, tai yra elektroninius atomo sluoksnius.
O antrinis kvantinis skaičius (l) nurodo energijos pakopas, tai yra energijos pakopas, kuriam priklauso elektronas.
O magnetinis kvantinis skaičius (m) yra ta, kuri nurodo orbitą, kur susitinka elektronai.
Išmokti daugiau apie atominiai modeliai ir pasitikrink savo žinias pratimai pagal atominius modelius.
