Еволюція атомних моделей

Атомні моделі виникли з необхідності пояснити будову атомів. Коли були представлені нові докази про будову атомів, нова атомна модель намагалася пояснити висновки.

Грецькі філософи Демокріт і Левціпо у V столітті; Ç. називається атом, від грец ατoμoν, неподільна частинка і найменша частина речовини.

Хоча концепція атома давня, розвиток атомних теорій бере свій початок з 19-20 століття. Тому основними атомними моделями, розробленими для розуміння природи речовини, були:

• Атомна модель Далтона (1803) - "Більярдна кульова модель"
• Атомна модель Thomson (1898) - "Модель пудингу від дощу"
• Атомна модель Резерфорда (1911) - "Ядерна модель"
• Атомна модель Бора (1913) - "Планетарна модель"
• Квантова атомна модель (1926) - "Електронна хмарна модель"

Хронологія з еволюцією атомних моделей

Атомна модель Дальтона

Перша визнана спроба описати атоми відбулася від англійського вченого Джона Далтона (1766-1844) у моделі, яка в народі стала відомою як "більярдний м'яч".

Атом Дальтона (1803): масивна, неподільна і незнищенна сфера.

Уявлення про атомну модель Далтона, яка стала називатися "більярдна куля"

За словами Далтона:

• Всі речовини утворені атомами;
• Атоми хімічного елемента однакові за розміром та характеристиками, тоді як атоми різних хімічних елементів різні;
• Речовини є результатом хімічної реакції, яка полягає в рекомбінації атомів.

Негативні моменти: Оскільки електрони ще не були відомі, коли Далтон сформулював свою теорію, ці частинки, які ми зараз знаємо як частини атомів, не розглядались.

Дізнайтеся більше про Атомна модель Дальтона.

Атомна модель Томсона

Джозеф Джон Томсон (1856-1940) був відповідальним за відкриття існування електронів, частинок, наділених негативним зарядом, що входять до складу атомів. Це відкриття перевернуло атомну теорію Далтона, що атом неподільний, але утворений ще меншими частинками, і, отже, він став відомий як "пудинг із ізюму".

Атом Томсона (1898): позитивно заряджена куля з нерухомими електронами.

Уявлення про атомну модель Томсона, яка стала називатися "пудингом із ізюму"

За словами Томсона:

• Атом електрично нейтральний;
• Електрони прикріплюються до позитивно зарядженої поверхні;
• Між електронами, розподіленими в атомах, відбувається відштовхування.

Негативні моменти: Хоча Томсон враховував існування електронів, атом не є позитивною сферою, а наділений позитивно заряджені частинки - протони, визначені в 1886 р. вченим Євгеном Гольдштейном і згодом підтверджені Ернестом Резерфорд.

Дізнайтеся більше про Атомна модель Томсона.

Атомна модель Резерфорда

Своїми експериментами Ернест Резерфорд (1871-1937) зміг продемонструвати, що атом не є неподільною частинкою, як вважали, а що він утворений меншими частинками.

Атом Резерфорда (1911): навколо нього в електросфері розташовані позитивно заряджене ядро ​​та електрони.

Представлення атомної моделі Резерфорда, яка стала називатися "ядерною моделлю"

За словами Резерфорда:

• Атом має центральну область з високою концентрацією позитивного заряду;
• Маса атома зосереджена в його центральній області;
• Електрони легші і розташовані навколо ядра - області, яка містить багато порожніх просторів.

Негативні моменти: атомне ядро ​​має не тільки позитивно заряджені частинки, але є й інші субатомні частинки - нейтрони, відкриті Джеймсом Чадвіком у 1932 році. Крім того, модель, запропонована Резерфордом, не пояснювала випромінювання світла атомами.

Дізнайтеся більше про Атомна модель Резерфорда.

Атомна модель Бора

Прагнучи пояснити, чому елементи випромінюють характерні кольори під впливом певних умов та на основі Атомна модель Резерфорда Нільс Бор (1885-1962) запропонував атомну теорію, яка пояснювала випромінювання світла в певних частоти.

Атом Бора (1913): електрони рухаються нерухомими круговими шарами навколо ядра.

Уявлення про атомну модель Бора, яка стала називатися "планетарною моделлю"

За Бором:

• Електрони рухаються шарами навколо ядра;
• Шари навколо ядра мають специфічні енергетичні значення;
• Щоб вийти на більш зовнішній рівень, електрон повинен поглинати енергію. Повернувшись до шару, ближчого до ядра, електрон виділяє енергію.

Негативні моменти: Не можна сказати, що електрони рухаються навколо ядра у фіксованих положеннях, як планети навколо Сонця.

Дізнайтеся більше про Атомна модель Бора.

Квантова атомна модель

Багато вчених зробили внесок у розвиток квантової механіки, яка намагається пояснити "більш реальну" структуру a атом поєднанням кількох досліджень, і, отже, воно є найскладнішим.

Квантовий атом (1926): ядро ​​складається з протонів (позитивний заряд) і нейтронів (нульовий заряд), а електрони (негативний заряд) утворюють електронну хмару навколо ядра.

Уявлення про квантову атомну модель, найсучаснішу модель атома

Відповідно до квантової атомної моделі:

• Ядро складається з протонів і нейтронів. Оскільки заряд мають лише протони, ядро ​​заряджене позитивно;
• Електрони утворюють електронну хмару навколо ядра;
• Електрони рухаються по орбіталях, у тривимірному просторі;
• Точне положення електрона неможливо визначити. Що зроблено, це обчислення, які визначають ймовірність області, що електрон буде в даний час.

ти квантові числа мають функцію локалізації електронів. Чи вони:

О головне квантове число (n) представляє рівні енергії, тобто електронні шари атома.

О вторинне квантове число (l) позначає енергетичні підрівні, тобто енергетичний підрівень, до якого належить електрон.

О магнітне квантове число (m) - це та, яка вказує на орбіту, на якій зустрічаються електрони.

Дізнайтеся більше про атомні моделі і перевірити свої знання за допомогою вправи на атомних моделях.

АТОМНІ МОДЕЛІ: Далтон, Томсон, Резерфорд та Резерфорд-Бор