doma > metalurgija

Kdo je predlagal tablični modul strukture atoma. Planetarni model atoma

planetarni model atom

Planetarni model atoma: jedro (rdeče) in elektroni (zeleno)

Planetarni model atoma, oz Rutherfordov model, - zgodovinski model strukture atoma, ki ga je predlagal Ernest Rutherford kot rezultat poskusa z sipanjem alfa delcev. Po tem modelu je atom sestavljen iz majhnega pozitivno nabitega jedra, v katerem je skoncentrirana skoraj celotna masa atoma, okoli katerega se gibljejo elektroni, tako kot se planeti gibljejo okoli sonca. Planetarni model atoma ustreza sodobnim predstavam o zgradbi atoma, ob upoštevanju dejstva, da je gibanje elektronov kvantne narave in ga ne opisujejo zakoni klasične mehanike. Zgodovinsko gledano je Rutherfordov planetarni model nasledil "model slivovega pudinga" Josepha Johna Thomsona, ki domneva, da so negativno nabiti elektroni nameščeni v pozitivno nabit atom.

Rutherford je leta 1911 predlagal nov model strukture atoma kot zaključek eksperimenta sipanja alfa delcev na zlati foliji, ki je bil izveden pod njegovim vodstvom. S tem razprševanjem, nepričakovano veliko število alfa delci so bili razpršeni pod velikimi koti, kar je nakazovalo, da ima razpršilno središče majhna velikost in vsebuje pomembno električni naboj. Rutherfordovi izračuni so pokazali, da mora biti razpršilno središče, pozitivno ali negativno nabito vsaj 3000-kratno manjša velikost atom, ki je bil takrat že znan in ocenjen na približno 10 -10 m. Ker so bili takrat elektroni že znani, njihova masa in naboj sta bila določena, mora središče sipanja, ki so ga pozneje imenovali jedro, so imeli nasproten naboj elektronov. Rutherford količine naboja ni povezal z atomskim številom. Ta sklep je bil narejen pozneje. In sam Rutherford je predlagal, da je naboj sorazmeren z atomsko maso.

Pomanjkljivost planetarnega modela je bila njegova nezdružljivost z zakoni klasične fizike. Če se elektroni gibljejo okoli jedra kot planeti okoli Sonca, je njihovo gibanje pospešeno, zato bi po zakonih klasične elektrodinamike morali sevati elektromagnetnih valov, izgubijo energijo in padejo na jedro. Naslednji korak v razvoju planetarnega modela je bil Bohrov model, ki je postavil druge, drugačne od klasičnih, zakone gibanja elektronov. Popolnoma je protislovja elektrodinamike lahko rešila kvantna mehanika.


Fundacija Wikimedia. 2010 .

  • Planetarij Eise Eisingi
  • planetarna fantazija

Poglejte, kaj je "Planetarni model atoma" v drugih slovarjih:

    planetarni model atoma- planetinis atomo modelis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. model planetarnega atoma vok. Planetenmodell des Atoms, n rus. planetarni model atoma, f pranc. modele planétaire de l'atome, m … Fizikos terminų žodynas

    Bohrov model atoma- Bohrov model atoma, podobnega vodiku (naboj jedra Z), kjer je negativno nabit elektron zaprt v atomska lupina, ki obdaja majhno, pozitivno nabito atomsko jedro ... Wikipedia

    Model (v znanosti)- Model (francosko modèle, ital. modello, iz latinščine modulus meri, meri, vzorec, norma), 1) vzorec, ki služi kot standard (standard) za serijsko ali množično reprodukcijo (M. avto, M. oblačila itd. . ), pa tudi vrsto, blagovno znamko katerega koli ... ...

    Model- I Model (Model) Walter (24. januar 1891, Gentin, Vzhodna Prusija, 21. april 1945, blizu Duisburga), nacistični nemški general feldmaršal (1944). V vojski od leta 1909, sodeloval v 1. svetovni vojni 1914 18. Od novembra 1940 je poveljeval 3. tanku ... ... Velika sovjetska enciklopedija

    STRUKTURA ATOMA- (glej) zgrajen iz elementarni delci tri vrste (glej), (glej) in (glej), ki tvorijo stabilen sistem. Proton in nevtron sta del atoma (glej), elektroni tvorijo elektronsko lupino. V jedru delujejo sile (glej), zaradi česar ... ... Velika politehnična enciklopedija

    Atom- Ta izraz ima druge pomene, glej Atom (pomeni). Atom helija Atom (iz druge grščine ... Wikipedia

    Rutherford Ernest- (1871 1937), angleški fizik, eden od ustvarjalcev teorije radioaktivnosti in zgradbe atoma, ustanovitelj znanstvena šola, tuji dopisni član Ruske akademije znanosti (1922) in častni član Akademije znanosti ZSSR (1925). Rojen na Novi Zelandiji, po diplomi iz ... ... enciklopedični slovar

    Άτομο

    telesca- Atom helija Atom (še en grški ἄτομος nedeljiv) najmanjši del kemični element, ki je nosilec njegovih lastnosti. Atom je sestavljen iz atomsko jedro in okoliški elektronski oblak. Jedro atoma sestavljajo pozitivno nabiti protoni in ... ... Wikipedia

    telesca- Atom helija Atom (še en grški ἄτομος nedeljiv) je najmanjši del kemičnega elementa, ki je nosilec njegovih lastnosti. Atom je sestavljen iz atomskega jedra in elektronskega oblaka, ki ga obdaja. Jedro atoma sestavljajo pozitivno nabiti protoni in ... ... Wikipedia

knjige

predavanje: Planetarni model atoma

Struktura atoma


Najbolj natančen način za določitev strukture katere koli snovi je spektralna analiza. Sevanje vsakega atoma elementa je izključno individualno. Vendar preden razumemo, kako poteka spektralna analiza, ugotovimo, kakšno strukturo ima atom katerega koli elementa.


Prvo domnevo o zgradbi atoma je predstavil J. Thomson. Ta znanstvenik dolgo časa preučevali atome. Poleg tega je on lastnik odkritja elektrona - za katerega je prejel Nobelova nagrada. Model, ki ga je predlagal Thomson, ni imel nič opraviti z realnostjo, ampak je služil kot dovolj močna spodbuda za Rutherforda, da je preučil strukturo atoma. Model, ki ga je predlagal Thomson, se je imenoval "puding z rozinami".

Thomson je verjel, da je atom trdna krogla z negativnim električnim nabojem. Da bi to nadomestili, so elektroni vmešani v kroglo, kot rozine. Skratka, naboj elektronov sovpada z nabojem celotnega jedra, zaradi česar je atom nevtralen.

Med preučevanjem strukture atoma je bilo ugotovljeno, da so vsi atomi v trdne snovi zavezati oscilatorna gibanja. In kot veste, vsak premikajoči se delec oddaja valove. Zato ima vsak atom svoj spekter. Vendar se te izjave nikakor niso ujemale s Thomsonovim modelom.

Rutherfordove izkušnje


Da bi potrdil ali ovrgel Thomsonov model, je Rutherford predlagal poskus, ki je povzročil bombardiranje atoma nekega elementa z alfa delci. Kot rezultat tega poskusa je bilo pomembno videti, kako se bo delec obnašal.


Alfa delce so odkrili kot rezultat radioaktivnega razpada radija. Njihovi tokovi so bili alfa žarki, katerih vsak delec je imel pozitiven naboj. Kot rezultat številnih študij je bilo ugotovljeno, da je alfa delec podoben atomu helija, v katerem ni elektronov. Na podlagi trenutnega znanja vemo, da je alfa delec jedro helija, medtem ko je Rutherford verjel, da so to helijevi ioni.


Vsak alfa delec je imel ogromno energije, zaradi česar je lahko letel na zadevne atome visoka hitrost. Zato je bil glavni rezultat poskusa določitev kota odklona delcev.


Za poskus je Rutherford uporabil tanko zlato folijo. Vanjo je usmeril hitre alfa delce. Predvideval je, da bodo zaradi tega poskusa vsi delci leteli skozi folijo in z majhnimi odstopanji. Da pa bi to zagotovo ugotovil, je svojim učencem naročil, naj preverijo, ali so pri teh delcih kakšna velika odstopanja.


Rezultat poskusa je presenetil absolutno vse, saj številni delci niso odstopali le za dovolj velik kot - nekateri koti odklona so dosegli več kot 90 stopinj.


Ti rezultati so presenetili absolutno vse, Rutherford je dejal, da se je zdelo, kot da je bil na pot izstrelkov postavljen kos papirja, ki ni dovolil, da bi delček alfa prodrl v notranjost, zaradi česar se je obrnil nazaj.


Če bi bil atom res trden, bi ga moral imeti električno polje, kar je upočasnilo delec. Vendar moč polja ni bila dovolj, da bi jo povsem ustavila, kaj šele potisnila nazaj. To pomeni, da je bil Thomsonov model ovržen. Tako je Rutherford začel delati na novem modelu.


Rutherfordov model

Da bi dobili ta rezultat poskusa, je treba koncentrirati pozitiven naboj v manjši količini, kar ima za posledico večje električno polje. Glede na formulo potencialnega polja je mogoče določiti zahtevana velikost pozitiven delec, ki bi lahko odbil alfa delec v nasprotni smeri. Njegov polmer mora biti največjega reda 10 -15 m. Zato je Rutherford predlagal planetarni model atoma.


Ta model je tako imenovan z razlogom. Dejstvo je, da je znotraj atoma pozitivno nabito jedro, podobno Soncu v sončnem sistemu. Elektroni se vrtijo okoli jedra kot planeti. Osončje je zasnovano tako, da planete privlači Sonce s pomočjo gravitacijske sile, vendar ne padejo na površino Sonca zaradi razpoložljive hitrosti, ki jih drži v njihovi orbiti. Enako se dogaja z elektroni – Coulombove sile pritegnejo elektrone v jedro, ki pa zaradi vrtenja ne padejo na površino jedra.


Ena Thomsonova predpostavka se je izkazala za popolnoma pravilno - celoten naboj elektronov ustreza naboju jedra. Vendar pa se zaradi močne interakcije lahko elektroni izločijo iz svoje orbite, zaradi česar se naboj ne kompenzira in atom se spremeni v pozitivno nabit ion.


Zelo pomembna informacija glede strukture atoma je, da je skoraj vsa masa atoma koncentrirana v jedru. Na primer, atom vodika ima samo en elektron, katerega masa je več kot tisoč in pol manjša od mase jedra.

Prve informacije o kompleksu zgradba atoma so bili pridobljeni pri preučevanju procesov prehoda električnega toka skozi tekočine. V tridesetih letih XIX stoletja. izkušnje izjemen fizik M. Faradayja je pripeljala do ideje, da elektrika obstaja v obliki ločenih enotskih nabojev.

Odkritje spontanega razpada atomov nekaterih elementov, imenovanega radioaktivnost, je bilo neposreden dokaz kompleksnosti strukture atoma. Leta 1902 sta angleška znanstvenika Ernest Rutherford in Frederick Soddy dokazala, da se med radioaktivnim razpadom atom urana spremeni v dva atoma - atom torija in atom helija. To je pomenilo, da atomi niso nespremenljivi, neuničljivi delci.

Rutherfordov model atoma

Rutherford je pri raziskovanju prehoda ozkega snopa alfa delcev skozi tanke plasti snovi ugotovil, da večina alfa delcev prehaja skozi kovinsko folijo, ki je sestavljena iz več tisoč plasti atomov, ne da bi se oddaljila od prvotne smeri, ne da bi se razpršila, kot da bi obstajala brez ovir na njihovi poti, brez ovir. Vendar so se nekateri delci odklonili pod velikimi koti, saj so doživeli delovanje velikih sil.

Na podlagi rezultatov poskusov za opazovanje sipanja alfa delcev v snovi Rutherford je predlagal planetarni model strukture atoma. Po tem modelu struktura atoma je podobna zgradbi sončnega sistema. V središču vsakega atoma je pozitivno nabito jedro s polmerom ≈ 10 -10 m, tako kot planeti, krožijo negativno nabiti elektroni. Skoraj vsa masa je koncentrirana v atomskem jedru. Alfa delci lahko prehajajo skozi tisoče plasti atomov brez razprševanja, saj je večina prostora znotraj atomov prazna, trki z lahkimi elektroni pa skoraj ne vplivajo na gibanje težkega alfa delca. Razprševanje alfa delcev se pojavi pri trkih z atomskimi jedri.

Rutherfordov model atoma ni uspel razložiti vseh lastnosti atomov.

Po zakonih klasične fizike mora atom, sestavljen iz pozitivno nabitega jedra in elektronov v krožnih orbitah, sevati elektromagnetne valove. Sevanje elektromagnetnih valov bi moralo voditi do zmanjšanja potencialne energije v sistemu jedro-elektron, do postopnega zmanjševanja polmera elektronske orbite in padca elektrona na jedro. Vendar atomi običajno ne oddajajo elektromagnetnih valov, elektroni ne padejo na atomska jedra, torej so atomi stabilni.

Kvantni postulati N. Bohra

Razložiti stabilnost atomov Niels Bohr predlagal opustitev običajnih klasičnih idej in zakonov pri razlagi lastnosti atomov.

Osnovne lastnosti atomov dobijo dosledno kvalitativno razlago na podlagi sprejetja kvantni postulati N. Bohra.

1. Elektron se vrti okoli jedra le po strogo določenih (stacionarnih) krožnih orbitah.

2. Atomski sistem je lahko le v določenih stacionarnih ali kvantnih stanjih, od katerih vsako ustreza določeni energiji E. Atom v stacionarnih stanjih ne oddaja energije.

Stacionarno stanje atoma z minimalna zaloga energija se imenuje glavno stanje, se imenujejo vse druge države vzbujena (kvantna) stanja. V osnovnem stanju je atom lahko neskončno dolg, življenjska doba atoma v vzbujenem stanju traja 10 -9 -10 -7 sekund.

3. Emisija ali absorpcija energije se pojavi le, ko atom prehaja iz enega stacionarnega stanja v drugo. kvantna energija elektromagnetno sevanje ob prehodu iz stacionarnega stanja z energijo E m v stanje energije E n je enaka razliki med energijami atoma v dveh kvantnih stanjih:

∆E = E m – E n = hv,

kje v je frekvenca sevanja, h\u003d 2ph \u003d 6,62 ∙ 10 -34 J ∙ s.

Kvantni model strukture atoma

V prihodnosti so bile nekatere določbe teorije N. Bohra dopolnjene in premišljene. Najpomembnejša sprememba je bila uvedba koncepta elektronskega oblaka, ki je nadomestil koncept elektrona le kot delca. Kasneje je Bohrovo teorijo nadomestila kvantna teorija, ki upošteva valovne lastnosti elektrona in drugih elementarnih delcev, ki tvorijo atom.

osnova moderna teorija struktura atoma je planetarni model, dopolnjen in izboljšan. Po tej teoriji je jedro atoma sestavljeno iz protonov (pozitivno nabiti delci) in nevronov (nenabiti delci). In okoli jedra se elektroni (negativno nabiti delci) premikajo po neomejenih poteh.

Imaš kakšno vprašanje? Želite izvedeti več o modelih atomske strukture?
Če želite dobiti pomoč mentorja - registrirajte se.
Prva lekcija je brezplačna!

strani, s popolnim ali delnim kopiranjem gradiva, je potrebna povezava do vira.

Zgodovinski modeli1 atoma odražajo ravni znanja, ki ustrezajo določenemu obdobju v razvoju znanosti.

Za prvo stopnjo razvoja atomskih modelov je bilo značilno odsotnost eksperimentalnih podatkov o njegovi strukturi.

Znanstveniki so pri razlagi pojavov mikrokozmosa iskali analogije v makrokozmosu in se opirali na zakone klasične mehanike.

J. Dalton, ustvarjalec kemičnega atomizma (1803), je domneval, da so atomi istega kemičnega elementa enaki sferično najmanjši in zato nedeljivi delci.

Francoski fizik Jean Baptiste Perrin (1901) je predlagal model, ki je dejansko predvideval "planetarni" model. Po tem modelu se v središču atoma nahaja pozitivno nabito jedro, okoli katerega se po določenih orbitah gibljejo negativno nabiti elektroni, kot so planeti okoli Sonca. Perrinov model ni pritegnil pozornosti znanstvenikov, saj je dal le kvalitativno, ne pa tudi kvantitativno lastnost atoma (na sliki 7 je to prikazano z neskladjem med nabojem atomskega jedra in številom elektroni).

Leta 1902 je angleški fizik William Thomson (Kelvin) razvil idejo o atomu kot pozitivno nabitem sferičnem delcu, znotraj katerega negativno nabiti elektroni nihajo (sevajo in absorbirajo energijo). Kelvin je opozoril na dejstvo, da je število elektronov enako pozitivnemu naboju krogle, zato atom kot celota nima električnega naboja (slika 7).

Leto pozneje je nemški fizik Philipp Lenard predlagal model, po katerem je atom votla krogla, znotraj katere so električni dipoli (dinamidi). Prostornina, ki jo zasedajo ti dipoli, je veliko manjša od prostornine krogle, glavni del atoma pa je prazen.

Po zamisli japonskega fizika Gontaro (Hantaro) Nagaoka (1904) se v središču atoma nahaja pozitivno nabito jedro, elektroni pa se gibljejo v prostoru okoli jedra v ravnih obročkih, ki spominjajo na obroče planeta Saturn (ta model se je imenoval "saturnov" atom). Večina znanstvenikov ni posvečala pozornosti idejam Nagaoke, čeprav imajo do neke mere nekaj skupnega s sodobno idejo atomske orbite.

Noben od obravnavanih modelov (slika 7) ni pojasnil, kako so lastnosti kemičnih elementov povezane s strukturo njihovih atomov.

riž. 7. Nekateri zgodovinski modeli atoma

Leta 1907 je J. J. Thomson predlagal statični model strukture atoma, ki predstavlja atom kot sferični delec, nabit s pozitivno elektriko, v katerem so negativno nabiti elektroni enakomerno razporejeni ( model"puding«, slika 7).

Matematični izračuni so pokazali, da se morajo elektroni v atomu nahajati na koncentrično razporejenih obročkih. Thomsonu je uspelo zelo pomemben zaključek: razlog za periodično spreminjanje lastnosti kemičnih elementov je povezan z značilnostmi elektronske strukture njihovih atomov. Zahvaljujoč temu so Thomsonov model atoma zelo cenili njegovi sodobniki. Vendar pa ni pojasnil določenih pojavov, na primer sipanja α-delcev, ko prehajajo skozi kovinsko ploščo.

Thomson je na podlagi svojih idej o atomu izpeljal formulo za izračun povprečnega odstopanja α-delcev in ta izračun je pokazal, da je verjetnost razprševanja takšnih delcev pod velikimi koti blizu nič. Vendar je bilo eksperimentalno dokazano, da se približno eden od osmih tisoč alfa delcev, ki padejo na zlato folijo, odkloni za kot, večji od 90°. To je bilo v nasprotju s Thomsonovim modelom, ki je predvideval odstopanja le zaradi majhnih kotov.

Ernest Rutherford je leta 1911, ko je povzel eksperimentalne podatke, predlagal "planetarni" (včasih imenovan "jedrski") model strukture atoma, po katerem je 99,9% mase atoma in njegovega pozitivnega naboja koncentriranih v zelo majhnem jedru, in negativno nabiti elektroni, katerih število je enako naboju jedra, se vrtijo okoli njega, kot planeti solarni sistem 1 (slika 7).

Rutherford je skupaj s svojimi študenti postavil poskuse, ki so omogočili raziskovanje strukture atoma (slika 8). Na površino tanke kovinske (zlate) folije 2 smo iz vira radioaktivnega sevanja 1 usmerili tok pozitivno nabitih delcev (α-delcev). Na njihovi poti je bil nameščen fluorescenčni zaslon 3, ki je omogočal opazovanje smeri nadaljnjega gibanja α-delcev.

riž. 8. Rutherfordove izkušnje

Ugotovljeno je bilo, da je večina α-delcev prešla skozi folijo, praktično ne da bi spremenila svojo smer. Le posamezni delci (v povprečju eden od deset tisoč) so se odklonili in leteli skoraj v nasprotni smeri. Ugotovljeno je bilo, da je večina mase atoma koncentrirana v pozitivno nabitem jedru, zato so α-delci tako močno odklonjeni (slika 9).

riž. 9. Razpršitev α-delcev z atomskim jedrom

Elektroni, ki se gibljejo v atomu, morajo v skladu z zakoni elektromagnetizma oddajati energijo in se, ko jo izgubijo, pritegniti v nasprotno nabito jedro in zato "pasti" nanj. To bi moralo voditi do izginotja atoma, a ker se to ni zgodilo, je bilo ugotovljeno, da je ta model neustrezen.

Na začetku 20. stoletja sta nemški fizik Max Planck in teoretični fizik Albert Einstein ustvarila kvantno teorijo svetlobe. Po tej teoriji se sevalna energija, kot je svetloba, ne oddaja in absorbira neprekinjeno, temveč v ločenih delih (kvantih). Poleg tega vrednost kvanta energije ni enaka za različna sevanja in je sorazmerna s frekvenco nihanja elektromagnetnega valovanja: E = hν, kjer je h – Planckova konstanta je enaka 6,6266 10 -34 J s, ν je frekvenca sevanja. To energijo prenašajo delci svetlobe - fotonov.

V poskusu umetnega združevanja zakonov klasične mehanike in kvantne teorije je danski fizik Niels Bohr leta 1913 dopolnil Rutherfordov model atoma z dvema postulatoma o postopni (diskretni) spremembi energije elektronov v atomu. Bohr je verjel, da se elektron v atomu vodika lahko nahaja le na dobro definiranem stacionarne orbite, katerih polmeri so med seboj povezani kot kvadrati naravna števila (1 2: 2 2: 3 2: ... :p 2). Elektroni se gibljejo okoli atomskega jedra v stacionarnih orbitah. Atom je v stabilnem stanju, ne absorbira ali oddaja energije – to je prvi Bohrov postulat. Po drugem postulatu do emisije energije pride le, ko se elektron premakne na orbito, ki je bližje atomskemu jedru. Ko se elektron premakne na bolj oddaljeno orbito, atom absorbira energijo. Ta model je leta 1916 izboljšal nemški teoretični fizik Arnold Sommerfeld, ki je opozoril na gibanje elektronov vzdolž eliptične orbite.

Planetarni model zaradi svoje vidnosti in Bohrovih postulatov, dolgo časa uporablja se za razlago atomskih in molekularnih pojavov. Vendar se je izkazalo, da gibanja elektrona v atomu, stabilnosti in lastnosti atoma, v nasprotju z gibanjem planetov in stabilnostjo sončnega sistema, ni mogoče opisati z zakoni klasične mehanike. Ta mehanika temelji na Newtonovih zakonih, predmet njenega preučevanja pa je gibanje makroskopskih teles, ki se izvaja pri hitrostih, ki so majhne v primerjavi s svetlobno hitrostjo. Za opis strukture atoma je treba uporabiti koncepte kvantne (valovne) mehanike o dvojni korpuskularno-valovni naravi mikrodelcev, ki so jih v dvajsetih letih prejšnjega stoletja oblikovali teoretični fiziki: Francoz Louis de Broglie, Nemci Werner Heisenberg in Erwin Schrödinger, Anglež Paul Dirac in drugi.

Leta 1924 je Louis de Broglie postavil hipotezo, da ima elektron valovne lastnosti (prvo načelo kvantne mehanike) in predlagal formulo za izračun njegove valovne dolžine. Stabilnost atoma je razložena z dejstvom, da se elektroni v njem ne gibljejo po orbitah, ampak v določenih predelih prostora okoli jedra, imenovanih atomske orbitale. Elektron zaseda skoraj celotno prostornino atoma in ne more "pasti na jedro", ki se nahaja v njegovem središču.

Leta 1926 je Schrödinger, ki je nadaljeval razvoj zamisli L. de Broglieja o valovnih lastnostih elektrona, empirično izbral matematično enačbo, podobno enačbi nihanja strune, s katero je mogoče izračunati vezne energije elektrona v atomu pri različne energetske ravni. Ta enačba je postala osnovna enačba kvantne mehanike.

Odkritje valovnih lastnosti elektrona je pokazalo, da je širjenje znanja o makrokozmosu na objekte mikrokozmosa nezakonito. Leta 1927 je Heisenberg ugotovil, da je nemogoče določiti točen položaj elektrona v prostoru z določeno hitrostjo, zato so ideje o gibanju elektrona v atomu verjetnostne narave (drugo načelo kvantne mehanike).

Kvantno mehanski model atoma (1926) opisuje stanje atoma v smislu matematične funkcije in nima geometrijskega izraza (slika 10). Tak model ne upošteva dinamične narave strukture atoma in vprašanja velikosti elektrona kot delca. Verjame se, da elektroni zasedajo določene energetske ravni in oddajajo ali absorbirajo energijo med prehodi na druge ravni. Na sl. 10 energijskih nivojev je shematično prikazanih kot koncentrični obroči, ki se nahajajo na različnih razdaljah od atomskega jedra. Puščice prikazujejo prehode elektronov med ravni energije in oddajanje fotonov, ki spremljajo te prehode. Shema je prikazana kvalitativno in ne odraža resničnih razdalj med nivoji energije, ki se lahko med seboj razlikujejo več desetkrat.

Leta 1931 je ameriški znanstvenik Gilbert White prvič predlagal grafični prikaz atomskih orbital in »orbitalni« model atoma (slika 10). Modeli atomskih orbital se uporabljajo za odraz koncepta "elektronske gostote" in za prikaz porazdelitve negativnega naboja okoli jedra v atomu ali sistema atomskih jeder v molekuli.


riž. 10. Zgodovinski in sodobni modeli atom

Leta 1963 je ameriški umetnik, kipar in inženir Kenneth Snelson predlagal "obročasti model" elektronskih lupin atoma (slika 10), ki pojasnjuje kvantitativno porazdelitev elektronov v atomu po stabilnih elektronskih lupinah. Vsak elektron je modeliran z obročnim magnetom (ali zaprto zanko z električni šok ki imajo magnetni moment). Obročasti magneti se med seboj privlačijo in iz obročev tvorijo simetrične oblike - ringhedra. Prisotnost dveh polov v magnetih nalaga omejitev možne možnosti sklopi prstanov. Modeli stabilnih elektronskih lupin so najbolj simetrične figure obročev, sestavljene ob upoštevanju prisotnosti njihovih magnetnih lastnosti.

Prisotnost spina v elektronu (glej razdelek 5) je eden od glavnih razlogov za nastanek stabilnih elektronskih lupin v atomu. Elektroni tvorijo pare z nasprotnimi vrtljaji. Obročasti model elektronskega para ali napolnjena atomska orbitala sta dva obroča, ki se nahajata v vzporednih ravninah na nasprotnih straneh atomskega jedra. Ko se več kot en par elektronov nahaja v bližini jedra atoma, so obroči-elektroni prisiljeni, da se medsebojno orientirajo in tvorijo elektronsko lupino. V tem primeru imajo tesno razporejeni obroči različne smeri magneta črte sile, ki je označena drugačna barva obroči, ki predstavljajo elektrone.

Modelni eksperiment kaže, da je od vseh možnih obročastih modelov najbolj stabilen model z 8 obročki. Geometrijsko je model oblikovan tako, kot da bi atom v obliki krogle razdelili na 8 delov (trikrat prepolovljenih) in v vsak del postavili po en obročni elektron. V obročastih modelih se uporabljajo obroči dveh barv: rdeče in modre, ki odražajo pozitivno in negativni pomen spin elektrona.

»Valovni model« (slika 10) je podoben »obročastemu« s to razliko, da je vsak elektron atoma predstavljen z »valovnim« obročem, ki vsebuje celo število valov (npr. predlagal L. de Broglie).

Interakcija elektronov elektronske lupine na tem modelu atoma je prikazana s sovpadanjem kontaktnih točk modrega in rdečega "valovnega" obroča z vozlišči stoječih valov.

Modeli atoma imajo pravico do obstoja in meje uporabe. Vsak model atoma je približek, ki v poenostavljeni obliki odraža določen del znanja o atomu. Toda nobeden od modelov ne odraža v celoti lastnosti atoma ali njegovih sestavnih delcev.

Številni modeli so danes le zgodovinskega pomena. Pri gradnji modelov predmetov mikrosvetov so se znanstveniki zanašali na tisto, kar je mogoče neposredno opazovati. Tako so se pojavili modeli Perrina in Rutherforda (analogija s strukturo sončnega sistema), Nagaoke (nekakšen planet Saturn), Thomsona ("rozin puding"). Nekatere ideje so bile zavržene (Lenardov dinamični model), druge so bile čez nekaj časa obnovljene, vendar na novi, višji ravni. teoretični ravni: modeli Perrin in Kelvin so bili razviti v modelih Rutherforda in Thomsona. Ideje o zgradbi atoma se nenehno izboljšujejo. Kako natančen je sodobni – »kvantno-mehanski« model – bo pokazal čas. Zato je na vrhu spirale narisan vprašaj, ki simbolizira pot spoznavanja (slika 7).

Planetarni model atoma

Planetarni model atoma: jedro (rdeče) in elektroni (zeleno)

Planetarni model atoma, oz Rutherfordov model, - zgodovinski model strukture atoma, ki ga je predlagal Ernest Rutherford kot rezultat poskusa z sipanjem alfa delcev. Po tem modelu je atom sestavljen iz majhnega pozitivno nabitega jedra, v katerem je skoncentrirana skoraj celotna masa atoma, okoli katerega se gibljejo elektroni, tako kot se planeti gibljejo okoli sonca. Planetarni model atoma ustreza sodobnim predstavam o zgradbi atoma, ob upoštevanju dejstva, da je gibanje elektronov kvantne narave in ga ne opisujejo zakoni klasične mehanike. Zgodovinsko gledano je Rutherfordov planetarni model nasledil "model slivovega pudinga" Josepha Johna Thomsona, ki domneva, da so negativno nabiti elektroni nameščeni v pozitivno nabit atom.

Rutherford je leta 1911 predlagal nov model strukture atoma kot zaključek eksperimenta sipanja alfa delcev na zlati foliji, ki je bil izveden pod njegovim vodstvom. Med tem sipanjem se je pod velikimi koti razpršilo nepričakovano veliko število alfa delcev, kar je kazalo na to, da je razpršilno središče majhno in je bil v njem skoncentriran pomemben električni naboj. Rutherfordovi izračuni so pokazali, da mora biti razpršilno središče, pozitivno ali negativno nabito, vsaj 3000-krat manjše od velikosti atoma, ki je bila takrat že znana in ocenjena na približno 10 -10 m. Ker so bili elektroni že znani pri takrat, in sta določena njuna masa in naboj, potem je moralo imeti središče sipanja, ki so ga pozneje imenovali jedro, nasproten naboj kot elektroni. Rutherford količine naboja ni povezal z atomskim številom. Ta sklep je bil narejen pozneje. In sam Rutherford je predlagal, da je naboj sorazmeren z atomsko maso.

Pomanjkljivost planetarnega modela je bila njegova nezdružljivost z zakoni klasične fizike. Če se elektroni gibljejo okoli jedra kot planet okoli Sonca, je njihovo gibanje pospešeno, zato bi morali po zakonih klasične elektrodinamike sevati elektromagnetno valovanje, izgubiti energijo in pasti na jedro. Naslednji korak v razvoju planetarnega modela je bil Bohrov model, ki je postavil druge, drugačne od klasičnih, zakone gibanja elektronov. Popolnoma je protislovja elektrodinamike lahko rešila kvantna mehanika.


Fundacija Wikimedia. 2010 .

Poglejte, kaj je "Planetarni model atoma" v drugih slovarjih:

    planetarni model atoma- planetinis atomo modelis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. model planetarnega atoma vok. Planetenmodell des Atoms, n rus. planetarni model atoma, f pranc. modele planétaire de l'atome, m … Fizikos terminų žodynas

    Bohrov model vodiku podobnega atoma (Z jedrski naboj), kjer je negativno nabit elektron zaprt v atomsko lupino, ki obdaja majhno, pozitivno nabito atomsko jedro ... Wikipedia

    Model (francosko modèle, ital. modello, iz latinščine modulus mera, mera, vzorec, norma), 1) vzorec, ki služi kot standard (standard) za serijsko ali masovno reprodukcijo (M. avtomobila, M. oblačil itd. .). ), pa tudi vrsto, blagovno znamko katerega koli ... ...

    I Model (Model) Walter (24. januar 1891, Gentin, Vzhodna Prusija, 21. april 1945, blizu Duisburga), nacistični nemški general feldmaršal (1944). V vojski od leta 1909, sodeloval v 1. svetovni vojni 1914 18. Od novembra 1940 je poveljeval 3. tanku ... ... Velika sovjetska enciklopedija

    STRUKTURA ATOMA- (glej) je zgrajen iz elementarnih delcev treh vrst (glej), (glej) in (glej), ki tvorijo stabilen sistem. Proton in nevtron sta del atoma (glej), elektroni tvorijo elektronsko lupino. V jedru delujejo sile (glej), zaradi česar ... ... Velika politehnična enciklopedija

    Ta izraz ima druge pomene, glej Atom (pomeni). Atom helija Atom (iz druge grščine ... Wikipedia

    - (1871 1937), angleški fizik, eden od ustvarjalcev teorije radioaktivnosti in strukture atoma, ustanovitelj znanstvene šole, tuji dopisni član Ruske akademije znanosti (1922) in častni član Akademije ZSSR znanosti (1925). Rojen na Novi Zelandiji, po diplomi iz ... ... enciklopedični slovar

    Atom helija Atom (drugo grško ἄτομος nedeljiv) je najmanjši del kemičnega elementa, ki je nosilec njegovih lastnosti. Atom je sestavljen iz atomskega jedra in elektronskega oblaka, ki ga obdaja. Jedro atoma sestavljajo pozitivno nabiti protoni in ... ... Wikipedia

    Atom helija Atom (drugo grško ἄτομος nedeljiv) je najmanjši del kemičnega elementa, ki je nosilec njegovih lastnosti. Atom je sestavljen iz atomskega jedra in elektronskega oblaka, ki ga obdaja. Jedro atoma sestavljajo pozitivno nabiti protoni in ... ... Wikipedia

knjige

  • Komplet miz. fizika. 11. razred (15 tabel), . Izobraževalni album 15 listov. transformator. Elektromagnetna indukcija v sodobni tehnologiji. Elektronske svetilke. Katodna cev. Polprevodniki. polprevodniška dioda. Tranzistor.…

Priporočamo tudi

Nalaganje...Nalaganje...