atomski modeli

Kemija

2022

Pojasnimo, kaj so atomski modeli in kako so se razvijali od antičnih časov do sodobnega časa.

Ti modeli poskušajo v bistvu razložiti, iz česa je sestavljena snov.

Kaj so atomski modeli?

Atomski modeli so znani kot različni grafični prikazi strukturo in delovanje atomi. Atomski modeli so se razvijali skozi zgodovino človeštvo iz idej, ki so bile obravnavane v vsaki dobi glede sestave zadeva.

Prvi atomski modeli segajo v klasično antiko, ko so si filozofi in naravoslovci drznili razmišljati in sklepati o sestavi stvari, ki obstajajo, torej o materiji.

Atomski model Demokrita (450 pr.n.št.)

"Atomsko teorijo vesolja" je ustvaril grški filozof Demokrit skupaj s svojim mentorjem Leucippom. Takrat je znanje niso bili doseženi skozi eksperimentiranje, ampak skozi sklepanje logično, ki temelji na oblikovanju in razpravi idej.

Demokrit je predlagal, da je svet sestavljen iz zelo majhnih in nedeljivih delcev obstoj večna, homogena in nestisljiva, katere razlike so bile le v obliki in velikosti, nikoli v notranjem delovanju. so delci bili so krščeni kot "atomi", beseda, ki prihaja iz grščine atémnein y pomeni "nedeljivo".

Po Demokritu, lastnosti snovi so bili določeni z načinom, kako so bili atomi združeni skupaj. Kasnejši filozofi, kot je Epikur, so teoriji dodali premikanje naključni atomi.

Daltonov atomski model (1803 AD)

Prvi atomski model z znanstvenimi podlagami se je rodil v kemija, ki ga je predlagal John Dalton v svojih "Atomskih postulatih". Trdil je, da je vse narejeno iz atomov, nedeljivih in neuničljivih, tudi s pomočjo kemične reakcije.

Dalton je predlagal, da so atomi istega kemičnega elementa med seboj enaki in imajo enake maso in enake lastnosti. Po drugi strani pa je predlagal koncept relativne atomske teže (teža vsakega elementa glede na težo vodika), pri čemer je primerjal maso vsakega elementa z maso vodika. Predlagal je tudi, da se atomi lahko kombinirajo med seboj in tvorijo kemične spojine.

Daltonova teorija je imela nekaj pomanjkljivosti. Trdil je, da so kemične spojine nastale z uporabo najmanjšega možnega števila atomov njihovih elementov. Na primer, molekula VodaPo Daltonu bi bil HO in ne H2O, kar je pravilna formula. Po drugi strani pa je dejal, da so elementi v plinasto stanje Vedno so bili enoatomski (sestavljeni iz enega samega atoma), kar vemo, ni resnično.

Lewisov atomski model (1902 AD)

Imenuje se tudi "model kubičnega atoma", v tem modelu je Lewis predlagal strukturo atomov, razporejenih v obliki kocke, v katerih je bilo osem oglišč elektronov. To je omogočilo napredek pri študiju valence atomsko in kemične povezave, zlasti po posodobitvi Irvinga Langmuirja leta 1919, kjer je dvignil "atom kubičnega okteta".

Te študije so bile osnova tega, kar je danes znano kot Lewisov diagram, zelo uporabno orodje za razlago kovalentne vezi.

Thomsonov atomski model (1904 AD)

Thomson je domneval, da so atomi sferični z vgrajenimi elektroni.

Ta model, ki ga je predlagal J. J. Thomson, odkritelj elektrona leta 1897, je pred odkritjem elektrona. protoni Y nevtroni, zato je domneval, da so atomi sestavljeni iz pozitivno nabiti krogle in so bili vanjo vgrajeni negativno nabiti elektroni, kot rozine v pudingu. blaženost metafora Modelu je dal epitet "Model pudinga z rozinami".

Ta model je naredil napačno napoved pozitivnega naboja na atomu, saj je navedel, da je porazdeljen po atomu. Kasneje je bilo to popravljeno v Rutherfordovem modelu, kjer je bilo definirano atomsko jedro.

Rutherfordov atomski model (1911 AD)

Ernest Rutherford je naredil serijo poskusi leta 1911 iz zlatih lističev. V teh poskusih je ugotovil, da je atom sestavljen iz pozitivno nabitega atomskega jedra (kjer je koncentrirana večina njegove mase) in elektronov, ki se prosto vrtijo okoli tega jedra. V tem modelu je prvič predlagan obstoj atomskega jedra.

Bohrov atomski model (1913 AD)

Ko skačejo iz ene orbite v drugo, elektroni oddajajo foton, ki razlikuje energijo med orbitami.

Ta model se začne v svetu fizično na kvantne postulate, zato velja za prehod med klasično mehaniko in kvantna. Danski fizik Niels Bohr je predlagal ta model, da bi pojasnil, kako imajo elektroni stabilne orbite (ali stabilne energetske ravni), ki obkrožajo jedro. Pojasnjuje tudi, zakaj imajo atomi značilne emisijske spektre.

V spektrih, izvedenih za številne atome, je bilo opaženo, da imajo elektroni iste energetske ravni različno energijo. To je pokazalo, da so bile v modelu napake in da morajo biti energijske podravni na vsaki energetski ravni.

Bohrov model je povzet v treh postulatih:

  • Elektroni sledijo krožnim orbitam okoli jedra brez obsevanja Energija.
  • Dovoljene orbite za elektrone so tiste z določeno vrednostjo kotnega momenta (L) (količina vrtenja predmeta), ki je celoštevilski večkratnik vrednosti, kjer je h = 6,6260664 × 10-34 in n = 1, 2, 3 ….
  • Elektroni pri skakanju iz ene orbite v drugo oddajajo ali absorbirajo energijo in pri tem oddajajo foton, ki predstavlja razliko v energiji med obema orbitama.

Sommerfeldov atomski model (1916 AD)

Sommerfeldov model je deloma temeljil na relativističnih postulatih Alberta Einsteina.

Ta model je predlagal Arnold Sommerfield, da bi poskušal pokriti pomanjkljivosti Bohrovega modela.

Delno je temeljil na relativističnih postulatih Alberta Einsteina. Med njenimi modifikacijami je trditev, da so bile orbite elektronov krožne ali eliptične, da so elektroni imeli električni tok male črke in da sta iz druge energetske ravni obstajali dve ali več podravni.

Schrödingerjev atomski model (1926 AD)

Erwin Schrödinger, ki ga je predlagal iz študij Bohra in Sommerfelda, si je zamislil elektrone kot valovanje snovi, kar je omogočilo kasnejšo formulacijo verjetnostne interpretacije valovne funkcije (velikosti, ki služi za opis verjetnost iskanje delca v vesolju) Maxa Borna.

To pomeni, da lahko verjetnostno preučujete položaj elektrona ali njegovo količino premikanje vendar ne oboje hkrati, zaradi Heisenbergovega načela negotovosti.

To je atomski model, ki je veljal na začetku XXI stoletja, z nekaterimi kasnejšimi dodatki. Znan je kot "kvantno-undulacijski model".

!-- GDPR -->