Atómové modely vyplynuli z potreby vysvetliť štruktúru atómov. Keď boli predložené nové dôkazy o konštitúcii atómov, nový atómový model sa pokúsil objavy objasniť.
Grécki filozofi Demokritos a Leucipo vo V. storočí; Ç. nazývaný atóm, z gréčtiny ατoμoν, nedeliteľná častica a najmenšia časť hmoty.
Aj keď je koncept atómu starý, vývoj atómových teórií sa datuje do 19. a 20. storočia. Preto boli hlavné atómové modely vyvinuté na pochopenie podstaty hmoty tieto:
- Daltonov atómový model (1803) - „Model biliardovej gule“
- Atómový model Thomson (1898) - „Model s dažďovým pudingom“
- Rutherfordov atómový model (1911) - „jadrový model“
- Bohrov atómový model (1913) - „Planetárny model“
- Kvantový atómový model (1926) - „Model elektronického cloudu“
Daltonov atómový model
Prvý uznávaný pokus o opísanie atómov vyšiel od anglického vedca Johna Daltona (1766-1844) v modeli, ktorý sa stal populárne známym ako „biliardová guľa“.
Daltonov atóm (1803): masívna, nedeliteľná a nezničiteľná sféra.
Podľa Daltona:
- Všetky látky sú tvorené atómami;
- Atómy chemického prvku majú rovnakú veľkosť a vlastnosti, zatiaľ čo atómy rôznych chemických prvkov sú rozdielne;
- Látky sú výsledkom chemickej reakcie, ktorá spočíva v rekombinácii atómov.
Negatívne body: Pretože elektróny ešte neboli známe, keď Dalton formuloval svoju teóriu, tieto častice, o ktorých dnes vieme, že sú súčasťou atómov, sa nebrali do úvahy.
Naučiť sa viac o Daltonov atómový model.
Thomsonov atómový model
Joseph John Thomson (1856-1940) bol zodpovedný za objavenie existencie elektrónov, častíc vybavených negatívnym nábojom a ktoré sú súčasťou atómov. Tento objav prevrátil Daltonovu atómovú teóriu, že atóm je nedeliteľný, ale tvorený ešte menšími časticami, a preto sa stal známym ako „hrozienkový puding“.
Thomsonov atóm (1898): kladne nabitá guľa s fixnými elektrónmi.
Podľa Thomsona:
- Atóm je elektricky neutrálny;
- Elektróny sa pripájajú k kladne nabitému povrchu;
- Medzi elektrónmi distribuovanými v atómoch existuje odpor.
Negatívne body: Aj keď Thomson vzal do úvahy existenciu elektrónov, atóm nie je pozitívna sféra, ale je skôr obdarený kladne nabité častice, protóny, ktoré v roku 1886 identifikoval vedec Eugene Goldstein a neskôr ich potvrdil Ernest Rutherford.
Naučiť sa viac o Thomsonov atómový model.
Rutherfordov atómový model
Vďaka svojim experimentom sa Ernestovi Rutherfordovi (1871-1937) podarilo preukázať, že atóm nebol nedeliteľnou časticou, ako sa verilo, ale že bol tvorený menšími časticami.
Rutherfordov atóm (1911): kladne nabité jadro a elektróny sú umiestnené okolo neho v elektrosfére.
Podľa Rutherforda:
- Atóm má centrálnu oblasť s vysokou koncentráciou kladného náboja;
- Hmotnosť atómu je sústredená v jeho centrálnej oblasti;
- Elektróny sú ľahšie a sú umiestnené okolo jadra, oblasti, ktorá obsahuje veľa prázdnych miest.
Negatívne body: Atómové jadro nemá iba kladne nabité častice, ale sú tu aj ďalšie subatomárne častice, neutróny, ktoré objavil James Chadwick v roku 1932. Ďalej model navrhnutý Rutherfordom nevysvetľoval emisiu svetla atómami.
Naučiť sa viac o Rutherfordov atómový model.
Bohrov atómový model
Snažím sa vysvetliť, prečo prvky vyžarujú charakteristické farby, keď sú vystavené určitým podmienkam a na základe Rutherfordov atómový model Niels Bohr (1885-1962) navrhol atómovú teóriu, ktorá vysvetľovala emisiu svetla v určitých frekvencie.
Bohrov Atóm (1913): elektróny sa pohybujú v pevných kruhových vrstvách okolo jadra.
Podľa Bohra:
- Elektróny sa pohybujú vo vrstvách okolo jadra;
- Vrstvy okolo jadra majú špecifické energetické hodnoty;
- Ak chcete ísť na vonkajšiu úroveň, elektrón musí absorbovať energiu. Po návrate do vrstvy bližšie k jadru elektrón uvoľní energiu.
Negatívne body: Nedá sa povedať, že by elektróny prechádzali okolo jadra v pevných pozíciách ako planéty okolo Slnka.
Naučiť sa viac o Bohrov atómový model.
Kvantový atómový model
Mnoho vedcov prispelo k rozvoju kvantovej mechaniky, ktorá sa snaží vysvetliť „skutočnejšiu“ štruktúru a atóm kombináciou niekoľkých štúdií, a preto je najkomplexnejšia.
Kvantový atóm (1926): jadro je tvorené protónmi (kladný náboj) a neutrónmi (nulový náboj) a elektróny (negatívny náboj) tvoria okolo jadra elektronický mrak.
Podľa kvantového atómového modelu:
- Jadro je tvorené protónmi a neutrónmi. Pretože náboj majú iba protóny, jadro je pozitívne nabité;
- Elektróny tvoria elektronický mrak okolo jadra;
- Elektróny sa pohybujú na orbitáloch, v trojrozmernom priestore;
- Presnú polohu elektrónu nie je možné určiť. Robia sa výpočty, ktoré určujú pravdepodobnosť oblasti, v ktorej bude elektrón v danom čase.
Vy kvantové čísla majú funkciu lokalizácie elektrónov. Sú:
O hlavné kvantové číslo (n) predstavuje energetické úrovne, tj. elektronické vrstvy atómu.
O sekundárne kvantové číslo (l) označuje energetické podúrovne, to znamená energetickú podúrovňu, do ktorej elektrón patrí.
O magnetické kvantové číslo (m) je ten, ktorý označuje obežnú dráhu, kde sa stretávajú elektróny.
Naučiť sa viac o atómové modely a otestujte si svoje vedomosti pomocou cvičenia na atómových modeloch.
