Моделі будови атома, Будова атома і періодичний закон, Теоретичні

06.10.2015

Моделі будови атома

Перші вказівки про складну будову атома були отримані при вивченні процесів проходження електричного струму через рідини. Досвіди видатного англійського вченого М Фарадея в тридцятих роках XIX ст. навели на думку про те, що електрика існує у виді окремих одиничних зарядів.

Величини цих одиничних зарядів електрики були визначені в більш пізніх експериментах по пропускання електричного струму через гази (досвіди з так називаними катодними променями). Було встановлено, що катодні промені — це потік негативно заряджених часток, що одержали назви електронів .

доказом складності будови атома було відкриття мимовільного розпаду атомів деяких елементів, назване радіоактивністю. (А. Беккерель, 1896). Слідом за цим встановлення природиα -, β -, і γ — променів, що утворюються при радіоактивному розпаді (Е. Резерфорд, 1899-1903 рр.), відкриття ядер атомів (Е. Резерфорд, 1909-1911 рр.), визначення заряду електрона ( Р. Міллікен. 1909 р.) дозволили Е.Резерфорду в 1911 р. запропонувати одну з перших моделей будови атома.

Модель Резерфорда. Суть планетарної моделі будови атома (Е. Резерфорд, 1911 р.) можна звести до таких тверджень:

1. В центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, що займає незначну частину простору всередині атома.

2. Весь позитивний заряд і вся маса атома зосереджена в його ядрі (маса електрона дорівнює 1/1823 а .е .м .).

3. Навколо ядра обертаються електрони. Їх число дорівнює позитивному заряду ядра.

Ця модель виявилася дуже наочною і корисною для пояснення багатьох експериментальних даних, але вона відразу виявила і свої недоліки. Зокрема, електрон, рухаючись навколо ядра з прискоренням (на нього діє доцентрова сила), мав би, згідно електромагнітної теорії, безупинно випромінювати енергію. Це призвело б до того, що електрон повинен був би рухатися навколо ядра по спіралі і, зрештою, впасти на нього. Ніяких доказів того, що атоми безперервно зникають, не було, звідси випливало, що модель Резерфорда в чомусь помилкова.

Теорія Бора. У 1913 р. датський фізик Н.Бор запропонував свою теорію будови атома. Як і Резерфорд, він вважав, що електрони рухаються навколо ядра, подібно до планет, що рухаються навколо Сонця. Однак до цього часу Дж .Ф ранк і Р. Герц (1912) довели дискретність енергії електрона в атомі і це дозволило Бору покласти в основу нової теорії два незвичайних припущення (постулати):

1. Електрон може обертатися навколо ядра не по довільних, а лише по строго визначеним (стаціонарним) кругових орбітах.

Радіус орбіти r і швидкість електрона v пов’язані квантовим співвідношенням Бору:

mrv = n ћ

де m — маса електрона, n — номер орбіти, ћ — постійна Планка ( ћ = 1,05∙10 -34 Дж∙з).

2. При русі по стаціонарних орбітах електрон не випромінює і не поглинає енергії.

Таким чином, Бор припустив, що електрон в атомі не підкоряється законам класичної фізики. Згідно Бору, випромінювання або поглинання енергії визначається переходом з одного стану, наприклад з енергією Е 1. в іншого — з енергією Е2. що відповідає переходу електрона з однієї стаціонарної орбіти на іншу. При такому переході випромінюється або поглинається енергія ∆ E. величина якої визначається співвідношенням

∆ E = E 1 – E 2 = hv ,

де v — частота випромінювання, h = 2 p ћ = 6,62∙10 -34 Дж∙ с .

Бор, використовуючи дане рівняння, розрахував частоти ліній спектра атома водню, які дуже добре узгоджувалися з експериментальними значеннями, але було виявлено також і те, що для інших атомів ця теорія не давала задовільних результатів.

Квантова модель будови атома. У наступні роки деякі положення теорії Бора були переосмислені і доповнені. Найбільш істотним нововведенням стало поняття про електронний хмарі, яке прийшло на зміну поняттю про електроні тільки як частці. Теорію Бору змінила квантова теорія, яка враховує хвильові властивості електрона та інших елементарних частинок, що утворюють атом.

Властивості елементарних частинок, що утворюють атом

Короткий опис статті: будова атома хімія Освітній сервер ХимХелп — повний курс хімії Повний курс хімії для студентів, школярів, абітурієнтів, реферати з хімії, полімери

Джерело: Моделі будови атома — Будова атома і періодичний закон — Теоретичні основи хімії — Хімія

Також ви можете прочитати