A. Будова атома PhysBook

28.09.2015

A. Будова атома
Явища, що підтверджують складну будову атома

Атоми являють собою дуже міцні системи, незрівнянно більш стійкі, ніж складені з атомів молекули. Такі зовнішні впливи, як нагрівання, зміна тиску, потужні електричні розряди і т. д. призводять лише до незначних змін атомів: вони можуть ионизоваться. Тому до кінця XIX ст. атоми вважали найпростішими неподільними частинками речовини. Проте подальший розвиток науки спростувало цю точку зору. Було встановлено, що атоми являють собою складні утворення. Про це свідчать наступні факти.

1. Електромагнітна теорія світла свідчить, що атоми містять в собі електричні заряди, здатні переміщатися. Дійсно, відповідно до теорії Максвелла, електромагнітні хвилі випромінюють прискорено рухомі заряди. Але атоми, як показував досвід, здатні випромінювати світло, причому не тільки оптичного діапазону — електромагнітні хвилі. Отже, до складу атомів входять прискорено рухомі заряди.

2. Вивчення електропровідності металів показало, що до складу атомів входять негативно заряджені частинки (електрони).

3. Закон електролізу, відкритий М. Фарадеєм, свідчив на користь існування найдрібніших неподільних носіїв електричного заряду.

При електролізі 1 моль будь-якого n -валентного речовини переносить заряд (|q| = nF = 96500 cdot n) Кл, де F — постійна Фарадея. На один іон доводиться заряд (|q| = dfrac = 1,6 cdot 10^n) Кл, де NA — постійна Авогадро.

Цю закономірність легко зрозуміти, якщо взяти, що заряд |e|= 1,6 • 10 -19 Кл є найдрібнішої порцією заряду — елементарним зарядом. Отже, до складу атомів електролітів входять частинки з зарядом e .

4. У 1879 р. при пропусканні електричного струму через розряджений газ в трубці були виявлені так звані катодні промені, що представляють собою частинки, що летять від катода до анода. Вони відхиляються в електричному і магнітному полях, дають тінь фігурного анода на світному склі і т. д. В 1897 р. Дж. Томсон довів, що катодні промені являють собою потік електронів. Причина їх появи — це бомбардування катода іонами розрідженого газу, прискореними в електричному полі між катодом і анодом. Отже, до складу атомів катода входять електрони.

5. Ст. Рентген відкрив так звані Х -промені (рентгенівські промені), які виникали при гальмуванні швидких електронів у анода. Існування рентгенівських променів свідчило про якісь процеси, які відбуваються всередині атома, про складне будову самого атома.

6. Вирішальний доказ того, що до складу будь-якого атома входять і позитивно, і негативно заряджені частинки, отримав французький учений А. Беккерель. У 1896 р. він виявив явище природної радіоактивності, при якому з атомів відлітають електрони та позитивно заряджені частинки, що отримали назву (

alpha)-частинок.

Таким чином, всі наведені факти, а також багато інші явища свідчать про складну будову атома. В результаті виникла необхідність створення моделі атома.

Першу модель атома запропонував Дж. Томсон. Згідно цієї моделі, атом являє собою позитивно заряджений куля, всередині якого знаходиться така кількість електронів, щоб атом у цілому був електрично нейтральний. Ці електрони можуть здійснювати коливання, що дозволяє пояснити випромінювання атомом електромагнітних хвиль.

Ця модель мала ряд недоліків.

Вона не могла пояснити наявність великої кількості ліній в спектрах атомів.

Модель не дозволяла пояснити спектральні закономірності у спектрі атома водню (див. § 20.9), знайдені емпірично.

Модель Томсона не давала можливості зрозуміти, чим визначаються розміри атомів.

Головний фактор, що змусив відмовитися від моделі Томсона, полягав у тому. що ця модель виявилася в повному протиріччі з досвідом Е. Резерфорда.

Література

Аксенович Л. А. Фізика в середній школі: Теорія. Завдання. Тести: Учеб. посібник для установ, що забезпечують отримання заг. середовищ, освіти / Л. А. Аксенович, Н.Н.Ракина, К. С. Фарино; Під ред. К. С. Фарино. — Мн. Адукацыя i выхаванне, 2004. — С. 573-574.

Короткий опис статті: будова атома

Джерело: A. Будова атома — PhysBook

Також ви можете прочитати