Еволуција атомских модела

Атомски модели настали су из потребе да се објасни структура атома. Када су представљени нови докази о конституцији атома, нови атомски модел покушао је да разјасни налазе.

Грчки филозофи Демокрит и Леуципо у В веку; Ц. под називом атом, од грчког ατоμоν, недељива честица и најмањи део материје.

Иако је концепт атома стар, развој атомских теорија датира из 19. и 20. века. Стога су главни атомски модели развијени за разумевање природе материје били:

• Далтонов атомски модел (1803) - „Билијарски модел лопте“
• Тхомсон Атомиц Модел (1898) - „Модел кишног пудинга“
• Рутхерфордов атомски модел (1911) - „Нуклеарни модел“
• Боров атомски модел (1913) - „Планетарни модел“
• Квантни атомски модел (1926) - „Електронски модел облака“

Временски след са еволуцијом атомских модела

Далтонов атомски модел

Први препознати покушај описа атома потекао је од енглеског научника Џона Далтона (1766-1844) у моделу који је у народу постао познат као „билијарска кугла“.

Далтон'с Атом (1803): масивна, недељива и неуништива сфера.

Приказ Далтоновог атомског модела, који је постао познат као „билијарска кугла“

Према Далтону:

• Све супстанце формирају атоми;
• Атоми хемијског елемента су идентични по величини и карактеристикама, док су атоми различитих хемијских елемената различити;
• Супстанце су резултат хемијске реакције која се састоји од рекомбинације атома.

Негативне тачке: Будући да електрони још нису били познати када је Далтон формулисао своју теорију, ове честице, за које сада знамо да су део атома, нису узете у обзир.

Сазнајте више о Далтонов атомски модел.

Тхомсон-ов атомски модел

Јосепх Јохн Тхомсон (1856-1940) био је одговоран за откривање постојања електрона, честица обдарених негативним набојем и који су део атома. Ово откриће је преврнуло Далтонову атомску теорију да је атом недељив, али да га чине још мање честице, па је стога постао познат као „пудинг од грожђица“.

Тхомсон'с Атом (1898): позитивно наелектрисана сфера са фиксним електронима.

Приказ атомског модела Тхомсон, који је постао познат као „пудинг од грожђица“

Према Тхомсон-у:

• Атом је електрично неутралан;
• Електрони се прикаче за позитивно наелектрисану површину;
• Постоји одбојност између електрона распоређених у атомима.

Негативне тачке: Иако је Тхомсон узео у обзир постојање електрона, атом није позитивна сфера, већ је обдарен позитивно наелектрисане честице, протони, које је 1886. идентификовао научник Еугене Голдстеин, а касније потврдио Ернест Рутхерфорд.

Сазнајте више о Тхомсон-ов атомски модел.

Рутхерфорд Атомиц Модел

Својим експериментима Ернест Рутхерфорд (1871-1937) успео је да демонстрира да атом није недељива честица како се веровало, већ да су је формирале мање честице.

Рутхерфорд'с Атом (1911): позитивно наелектрисано језгро и електрони налазе се око њега у електросфери.

Представа атомског модела Рутхерфорда, који је постао познат као „нуклеарни модел“

Према Рутхерфорду:

• Атом има централни регион са високом концентрацијом позитивног наелектрисања;
• Маса атома је концентрисана у његовом централном региону;
• Електрони су лакши и налазе се око језгра, региона који садржи много празних простора.

Негативне тачке: Атомско језгро нема само позитивно наелектрисане честице, већ постоје и друге субатомске честице, неутрони, које је 1932. открио Јамес Цхадвицк. Даље, модел који је предложио Рутхерфорд није објаснио емисију светлости од атома.

Сазнајте више о Рутхерфорд-ов атомски модел.

Боров атомски модел

У потрази за објашњењем зашто елементи емитују карактеристичне боје када су изложени неким условима и на основу Рутхерфордов атомски модел, Ниелс Бохр (1885-1962) предложио је атомску теорију која објашњава емисију светлости у одређеним фреквенције.

Боров атом (1913): електрони се крећу у фиксним кружним слојевима око језгра.

Приказ Боровог атомског модела, који је постао познат као „планетарни модел“

Према Бору:

• Електрони се крећу у слојевима око језгра;
• Слојеви око језгра имају специфичне енергетске вредности;
• Да би прешао на спољнији ниво, електрон мора да апсорбује енергију. По повратку у слој ближи језгру, електрон ослобађа енергију.

Негативне тачке: Не може се рећи да електрони путују око језгра у фиксним положајима попут планета око Сунца.

Сазнајте више о Боров атомски модел.

Квантни атомски модел

Многи научници су допринели развоју квантне механике, која покушава да објасни „стварнију“ структуру а атом комбинацијом неколико студија и, према томе, најсложенији је.

Куантум Атом (1926): језгро се састоји од протона (позитивно наелектрисање) и неутрона (нула наелектрисања), а електрони (негативни набој) чине електронски облак око језгра.

Приказ квантног атомског модела, најактуелнијег модела атома

Према квантном атомском моделу:

• Језгро се састоји од протона и неутрона. Пошто само протони имају наелектрисање, језгро је позитивно наелектрисано;
• Електрони чине електронски облак око језгра;
• Електрони се крећу у орбиталама, у тродимензионалном простору;
• Тачан положај електрона не може се дефинисати. Оно што се ради су прорачуни који одређују вероватноћу региона да ће електрон бити у одређеном времену.

ти квантни бројеви имају функцију лоцирања електрона. Да ли су они:

О. главни квантни број (н) представља нивое енергије, односно електронске слојеве атома.

О. секундарни квантни број (л) означава подниво енергије, односно подниво енергије којем припада електрон.

О. магнетни квантни број (м) је онај који указује на орбиту где се електрони сусрећу.

Сазнајте више о атомски модели и провери своје знање помоћу вежбе на атомским моделима.

АТОМСКИ МОДЕЛИ: Далтон, Тхомсон, Рутхерфорд и Рутхерфорд-Бохр