atómové modely

Chémia

2022

Vysvetľujeme, čo sú atómové modely a ako sa vyvíjali, od staroveku až po súčasnosť.

Tieto modely sa snažia v podstate vysvetliť, z čoho sa hmota skladá.

Čo sú atómové modely?

Atómové modely sú známe ako rôzne grafické znázornenia štruktúru a prevádzka atómov. Atómové modely boli vyvinuté v priebehu histórie ľudskosť z myšlienok, ktoré sa v každej dobe riešili ohľadom zloženia záležitosť.

Prvé atómové modely pochádzajú z klasickej antiky, keď sa filozofi a prírodovedci odvážili premýšľať a odvodzovať zloženie vecí, ktoré existujú, teda hmoty.

Atómový model Demokrita (450 pred Kr.)

„Atómovú teóriu vesmíru“ vytvoril grécky filozof Demokritos spolu so svojím mentorom Leucipom. V tom čase sa vedomosti neboli dosiahnuté prostredníctvom experimentovanie, ale cez uvažovanie logické, založené na formulácii a diskusii myšlienok.

Demokritos navrhol, že svet sa skladá z veľmi malých a nedeliteľných častíc, z existencie večné, homogénne a nestlačiteľné, ktorých jediné rozdiely boli v tvare a veľkosti, nikdy nie vo vnútornom fungovaní. sú častice boli pokrstení ako „atómy“, slovo, ktoré pochádza z gréčtiny atémnein y znamená „nedeliteľné“.

Podľa Demokrita, vlastnosti hmoty boli určené spôsobom, akým boli atómy zoskupené. Neskorší filozofi ako Epikuros pridali k teórii tzv pohyb náhodnosť atómov.

Daltonov atómový model (1803 n. l.)

Prvý atómový model s vedeckými základňami sa zrodil v chémia, ktorú navrhol John Dalton vo svojich "Atómových postulátoch". Tvrdil, že všetko je vyrobené z atómov, nedeliteľné a nezničiteľné, dokonca aj pomocou chemické reakcie.

Dalton navrhol, aby atómy toho istého chemického prvku boli navzájom rovnaké a mali to isté omša a rovnaké vlastnosti. Na druhej strane navrhol koncept relatívnej atómovej hmotnosti (hmotnosť každého prvku vzhľadom na hmotnosť vodíka), porovnávajúc hmotnosti každého prvku s hmotnosťou vodíka. Navrhol tiež, že atómy sa môžu navzájom kombinovať a vytvárať chemické zlúčeniny.

Daltonova teória mala niekoľko nedostatkov. Tvrdil, že chemické zlúčeniny boli vytvorené s použitím čo najmenšieho počtu atómov ich prvkov. Napríklad molekula VodaPodľa Daltona by to bola HO a nie H2O, čo je správny vzorec. Na druhej strane povedal, že prvky v plynné skupenstvo Boli vždy monatomické (tvorené jedným atómom), to, čo vieme, nie je skutočné.

Lewisov atómový model (1902 nl)

Tiež nazývaný "Model kubického atómu", v tomto Lewisovom modeli navrhol štruktúru atómov rozložených vo forme kocky, v ktorej osem vrcholov bolo elektróny. To umožnilo pokrok v štúdiu valencie atómové a chemické väzby, najmä po jeho aktualizácii Irvingom Langmuirom v roku 1919, kde zdvihol „atóm kubického okteta“.

Tieto štúdie boli základom toho, čo je dnes známe ako Lewisov diagram, veľmi užitočný nástroj na vysvetlenie kovalentných väzieb.

Thomsonov atómový model (1904 nl)

Thomson predpokladal, že atómy sú sférické a v nich sú uložené elektróny.

Tento model, ktorý navrhol J. J. Thomson, objaviteľ elektrónu v roku 1897, predchádza objaveniu protóny Y neutróny, takže predpokladal, že atómy pozostávajú z kladne nabitej gule a v nej sú vnorené záporne nabité elektróny, ako hrozienka v pudingu. Blaženosť metafora Modelke dal prívlastok „Model hrozienkového pudingu“.

Tento model urobil nesprávnu predpoveď kladného náboja na atóme, pretože uvádzal, že je distribuovaný v celom atóme. Neskôr to bolo opravené v Rutherfordovom modeli, kde bolo definované atómové jadro.

Rutherfordov atómový model (1911 nl)

Ernest Rutherford vytvoril sériu experimenty v roku 1911 z plátkového zlata. V týchto experimentoch zistil, že atóm sa skladá z kladne nabitého atómového jadra (kde je sústredená väčšina jeho hmoty) a elektrónov, ktoré sa voľne otáčajú okolo tohto jadra. V tomto modeli sa prvýkrát navrhuje existencia atómového jadra.

Bohrov atómový model (1913 nl)

Pri preskakovaní z jednej dráhy na druhú vyžarujú elektróny fotón, ktorý rozlišuje energiu medzi dráhami.

Tento model začína vo svete fyzické ku kvantovým postulátom, preto sa považuje za prechod medzi klasickou mechanikou a kvantový. Dánsky fyzik Niels Bohr navrhol tento model, aby vysvetlil, ako môžu mať elektróny stabilné orbity (alebo stabilné energetické hladiny) obklopujúce jadro. Vysvetľuje tiež, prečo majú atómy charakteristické emisné spektrá.

V spektrách uskutočnených pre mnoho atómov bolo pozorované, že elektróny s rovnakou energetickou úrovňou mali rôzne energie. To ukázalo, že v modeli boli chyby a že na každej energetickej úrovni musia existovať energetické podúrovne.

Bohrov model je zhrnutý do troch postulátov:

  • Elektróny sledujú kruhové dráhy okolo jadra bez ožarovania energie.
  • Povolené obežné dráhy pre elektróny sú tie, ktoré majú určitú hodnotu momentu hybnosti (L) (veľkosť rotácie objektu), ktorá je celočíselným násobkom hodnoty, kde h = 6,6260664 × 10-34 an = 1, 2, 3 ….
  • Elektróny vyžarujú alebo absorbujú energiu pri skoku z jednej obežnej dráhy na druhú a pritom vyžarujú fotón, ktorý predstavuje rozdiel v energii medzi týmito dvoma obežnými dráhami.

Sommerfeldov atómový model (1916 nl)

Sommerfeldov model bol čiastočne založený na relativistických postulátoch Alberta Einsteina.

Tento model navrhol Arnold Sommerfield, aby sa pokúsil pokryť nedostatky Bohrovho modelu.

Čiastočne vychádzal z relativistických postulátov Alberta Einsteina. Medzi jeho modifikácie patrí tvrdenie, že obežné dráhy elektrónov boli kruhové alebo eliptické, že elektróny mali elektrický prúd malé písmená a že od druhej energetickej úrovne existovali dve alebo viac podúrovní.

Schrödingerov atómový model (1926 n. l.)

Podľa návrhu Erwina Schrödingera zo štúdií Bohra a Sommerfelda koncipoval elektróny ako vlnenie hmoty, čo umožnilo následnú formuláciu pravdepodobnostnej interpretácie vlnovej funkcie (veľkosť, ktorá slúži na opis pravdepodobnosť nájdenie častice vo vesmíre) od Maxa Borna.

To znamená, že môžete pravdepodobnostne študovať polohu elektrónu alebo jeho množstvo pohyb ale nie oboje súčasne, kvôli Heisenbergovmu princípu neurčitosti.

Toto je atómový model platný na začiatku XXI storočia s niekoľkými neskoršími doplnkami. Je známy ako „kvantovo-undulačný model“.

!-- GDPR -->