Моделі будови атомів

30.09.2015

Модель будови атомів

Моделі будови атомів
Оксана Ф. онлайн репетитор з фізики написав(a) 15.01.2012

Перші відомості про складному будову атома були отримані при вивченні процесів проходження електричного струму через рідини. В тридцятих роках XIX ст. досвіди видатного фізика М. Фарадея навели на думку про те, що електрика існує у виді окремих одиничних зарядів.

Моделі будови атомів
Відкриття мимовільного розпаду атомів деяких елементів, назване радіоактивністю, стало прямим доказом складності будови атома. У 1902 році англійські вчені Ернест Резерфорд і Фредерік Содді довели, що при радіоактивному розпаді атом урану перетворюється в два атома – атом торію і атом гелію. Це означало, що атоми не є незмінними, неразрушимыми частками.

Модель атома Резерфорда

Досліджуючи проходження вузького пучка альфа-частинок через тонкі шари речовини, Резерфорд виявив, що більшість альфа-частинок проходить крізь металеву фольгу, що складається з безлічі тисяч шарів атомів, не відхиляючись від початкового напрямку, не відчуваючи розсіювання, наче б на їхньому шляху не було ніяких перешкод. Однак деякі частинки відхилялися на великі кути, випробувавши дія великих сил.

На підставі результатів дослідів по спостереженню розсіювання альфа-частинок в речовині Резерфорд запропонував планетарну модель будови атома. Згідно цієї моделі будова атома подібно будові сонячної системи. В центрі кожного атома єпозитивно заряджене ядро радіусом ? 10 -10 м подібно до планет звертаються негативно заряджені електрони. Майже вся маса зосереджена в атомному ядрі. Альфа-частинки можуть без розсіювання проходити через тисячі шарів атомів так, як більша частина простору всередині атомів порожня, а зіткнення з легкими електронами майже не впливають на рух важкої альфа-частинки. Розсіювання альфа-частинок відбувається при зіткненнях з атомними ядрами.

Модель атома Резерфорда не змогла пояснити всі властивості атомів.

Згідно із законами класичної фізики атом з позитивно зарядженого ядра й електронів, що обертаються по кругових орбітах, повинен випромінювати електромагнітні хвилі. Випромінювання електромагнітних хвиль повинно призводити до зменшення запасу потенційної енергії в системі ядро – електрон, до поступового зменшення радіуса орбіти електрона і падіння електрона на ядро. Однак атоми зазвичай не випромінюють електромагнітні хвилі, електрони не падають на атомні ядра, тобто атоми стійкі.

Квантові постулати Н. Бора

Для пояснення стійкості атомів Нільс Бор запропонував відмовитися від звичних класичних уявлень і законів при поясненні властивостей атомів.

Основні властивості атомів отримують послідовне якісне пояснення на основі прийняття квантових постулатів Н. Бора.

1. Електрон обертається навколо ядра тільки за суворо визначеним (стаціонарним) кругових орбітах.

2. Атомна система може перебувати лише в певних стаціонарних або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія Тобто Атом не випромінює енергію в стаціонарних станах.

Стаціонарний стан атома з мінімальним запасом енергії називається основним станом. всі інші стани називаються збудженими (квантовими) станами. В основному стані атом може перебувати нескінченно довго, час життя атома у збудженому стані триває 10 -9 -10 -7 секунди.

3. Випромінювання або поглинання енергії відбувається тільки при переході атома з одного стаціонарного стану в інший. Енергія кванта електромагнітного випромінювання при переході зі стаціонарного стану з енергією Еm в стан з енергією Еn дорівнює різниці енергій атома в двох квантових станах:

v – частота випромінювання, h = 2ph = 6,62 • 10 -34 Дж •с.

Моделі будови атомів
Квантова модель будови атома

У подальшому деякі положення теорії Н. Бора були доповнені і переосмислені. Найбільш значною зміною стало введення поняття про електронний хмарі, яке змінило поняття про електроні тільки як частці. Пізніше теорію Бору змінила квантова теорія, яка враховує хвильові властивості електрона та інших елементарних частинок, що утворюють атом.

Основою сучасної теорії будови атома є планетарна модель, доповнена і вдосконалена. Відповідно до даної теорії, ядро атома складається з протонів (позитивно заряджених частинок) і нейронів (не мають заряду частинок). А навколо ядра по невизначеним траєкторіях рухаються електрони (негативно заряджені частинки).

Залишилися питання? Хочете знати більше про моделі будови атома?

Перший урок – безкоштовно!

© www.tutoronline.ru при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов’язкове.

Короткий опис статті: будова атома хімія

Джерело:

Модель будови атомів

Також ви можете прочитати