atomové modely

Chemie

2022

Vysvětlujeme, co jsou atomové modely a jak se vyvíjely, od starověku až po moderní dobu.

Tyto modely se snaží v podstatě vysvětlit, z čeho se hmota skládá.

Co jsou atomové modely?

Atomové modely jsou známé jako různé grafické reprezentace struktura a provozování atomy. Atomové modely byly vyvíjeny v průběhu historie lidstvo z myšlenek, které byly v každé době zpracovávány ohledně složení hmota.

První atomové modely pocházejí z klasického starověku, kdy se filozofové a přírodovědci odvážili přemýšlet a odvodit složení věcí, které existují, tedy hmoty.

Atomový model Demokrita (450 př.nl)

„Atomovou teorii vesmíru“ vytvořil řecký filozof Democritus spolu se svým mentorem Leucipem. V té době se znalost nebyly dosaženy prostřednictvím experimentování, ale přes uvažování logické, založené na formulaci a diskuzi myšlenek.

Democritus navrhl, že svět se skládá z velmi malých a nedělitelných částic, z existence věčný, homogenní a nestlačitelný, jehož jediné rozdíly byly ve tvaru a velikosti, nikdy ve vnitřním fungování. jsou částice byli pokřtěni jako „atomy“, slovo, které pochází z řečtiny atémnein y znamená „nedělitelný“.

Podle Demokrita, vlastnosti hmoty byly určeny způsobem, jakým byly atomy seskupeny. Pozdější filozofové takový jako Epicurus přidal k teorii hnutí náhodnost atomů.

Daltonův atomový model (1803 n. l.)

První atomový model s vědeckými základy se zrodil v chemie, navrhl John Dalton ve svých „Atomových postulátech“. Tvrdil, že vše bylo vyrobeno z atomů, nedělitelných a nezničitelných, dokonce i pomocí chemické reakce.

Dalton navrhl, že atomy stejného chemického prvku jsou si navzájem rovny a mají totéž Hmotnost a stejné vlastnosti. Na druhé straně navrhl koncept relativní atomové hmotnosti (váha každého prvku s ohledem na hmotnost vodíku), porovnávající hmotnosti každého prvku s hmotností vodíku. Navrhl také, že atomy se mohou vzájemně kombinovat a vytvářet chemické sloučeniny.

Daltonova teorie měla určité nedostatky. Tvrdil, že chemické sloučeniny byly vytvořeny s použitím co nejmenšího počtu atomů jejich prvků. Například molekula VodaPodle Daltona by to byla HO a ne H2O, což je správný vzorec. Na druhou stranu řekl, že prvky ve plynné skupenství Byly vždy monatomické (tvořené z jednoho atomu), to, co víme, není skutečné.

Lewisův atomový model (1902 n. l.)

Také nazývaný „Model kubického atomu“, v tomto Lewisově modelu navrhl strukturu atomů rozdělených ve formě krychle, v jejímž osmi vrcholech bylo elektrony. To umožnilo pokrok ve studiu valence atomové a chemické vazby, zvláště po jeho aktualizaci Irvingem Langmuirem v roce 1919, kde zvedl „atom kubického oktetu“.

Tyto studie byly základem toho, co je dnes známé jako Lewisův diagram, velmi užitečný nástroj pro vysvětlení kovalentních vazeb.

Thomsonův atomový model (1904 n. l.)

Thomson předpokládal, že atomy jsou kulové a v nich jsou uloženy elektrony.

Tento model navržený J. J. Thomsonem, objevitelem elektronu v roce 1897, předchází objevu protony Y neutrony, takže předpokládal, že atomy jsou tvořeny kladně nabitou koulí a záporně nabité elektrony jsou v ní uloženy jako rozinky v pudinku. Blaho metafora Modelce dal přídomek „Model rozinkového pudinku“.

Tento model provedl nesprávnou předpověď kladného náboje na atomu, protože uváděl, že je distribuován v celém atomu. Později to bylo opraveno v Rutherfordově modelu, kde bylo definováno atomové jádro.

Rutherfordův atomový model (1911 n. l.)

Ernest Rutherford vytvořil sérii experimenty v roce 1911 z plátkového zlata. V těchto experimentech zjistil, že atom se skládá z kladně nabitého atomového jádra (kde je soustředěna většina jeho hmoty) a elektronů, které se kolem tohoto jádra volně otáčejí. V tomto modelu je poprvé navržena existence atomového jádra.

Bohrův atomový model (1913 n. l.)

Při přeskakování z jedné dráhy na druhou elektrony emitují foton, který rozlišuje energii mezi oběžnámi.

Tento model začíná ve světě fyzický ke kvantovým postulátům, takže je považován za přechod mezi klasickou mechanikou a kvantová. Dánský fyzik Niels Bohr navrhl tento model, aby vysvětlil, jak by elektrony mohly mít stabilní oběžné dráhy (nebo stabilní energetické hladiny) obklopující jádro. Vysvětluje také, proč mají atomy charakteristická emisní spektra.

Ve spektrech provedených pro mnoho atomů bylo pozorováno, že elektrony stejné energetické hladiny měly různé energie. To ukázalo, že v modelu byly chyby a že na každé energetické úrovni musí existovat energetické podúrovně.

Bohrův model je shrnut do tří postulátů:

  • Elektrony sledují kruhové dráhy kolem jádra bez ozařování Energie.
  • Povolené dráhy pro elektrony jsou ty s určitou hodnotou momentu hybnosti (L) (velikost rotace objektu), která je celočíselným násobkem hodnoty, kde h = 6,6260664 × 10-34 an = 1, 2, 3 ….
  • Elektrony emitují nebo absorbují energii při přeskakování z jedné dráhy na druhou a přitom emitují foton, který představuje rozdíl v energii mezi dvěma dráhami.

Sommerfeldův atomový model (1916 n. l.)

Sommerfeldův model byl částečně založen na relativistických postulátech Alberta Einsteina.

Tento model navrhl Arnold Sommerfield, aby se pokusil zakrýt nedostatky Bohrova modelu.

Vycházel částečně z relativistických postulátů Alberta Einsteina. Mezi jeho modifikace patří tvrzení, že oběžné dráhy elektronů byly kruhové nebo eliptické, že elektrony měly elektrický proud malá písmena a že od druhé energetické úrovně byly dvě nebo více podúrovní.

Schrödingerův atomový model (1926 n. l.)

Podle návrhu Erwina Schrödingera ze studií Bohra a Sommerfelda pojal elektrony jako vlnění hmoty, což umožnilo následnou formulaci pravděpodobnostní interpretace vlnové funkce (velikost, která slouží k popisu pravděpodobnost nalezení částice ve vesmíru) od Maxe Borna.

To znamená, že můžete pravděpodobnostně studovat polohu elektronu nebo jeho množství hnutí ale ne obojí současně, kvůli Heisenbergově principu nejistoty.

Toto je atomový model platný na začátku XXI. století s některými pozdějšími dodatky. Je známý jako „kvantově-undulační model“.

!-- GDPR -->