Ваша корзина пуста

Купить

Количество: 0

Всего: 0,00

0

Развитие атомных моделей

Развитие атомных моделей

Исторический обзор основных этапов и подходов в теории строения атома.

Химия

Этикетки

Модель атома, Демокрит, Дальтон, Томсон, Резерфорд, Бор, Зоммерфельд, Гейзенберг, Шрёдингер, ядро, электронное облако, атомная структура, протон, электрон, нейтрон, элементарные частицы, атомос, возбуждение, спектр, квантовая механика, химия

Связанные экстра

Сцены

Демокрит

Согласно Демокриту и его учителю Левкиппу, материя состоит из неделимых частиц, называемых атомами. Согласно их учению, существуют только атомы в пустоте: не разрушающиеся и не возникающие; обладающие бесконечно разнообразной формой, при этом атомы способны сцепляться между собой небольшими крючками.
Свойства атомов определяют особенности каждой материи (вещества). Например, показанные в анимации вещества, состоящие из округлённых атомов с крючками, имеют горький вкус и являются липкими. Атомы сладкой материи - мелкие и круглой формы, поэтому они способны проникать в различные вещества и менять их вкус.
Сегодня мы знаем, что эта наивная модель атома не является правильной, однако данная теория имеет важное значение с точки зрения истории науки, так как в 5-4 веке до Р.Х. серьезно стали задумываться над понятием о не непрерывности квантовой природы вещества.

Дальтон

По мнению английского учёного Джона Дальтона, разные химические соединения состоят из различной смеси атомов. Согласно учёному, смесь атомов представляет собой крошечные, неделимые частицы. Атомная модель Дальтона, по сути, является улучшенной версией теории атома Демокрита.
Согласно учёному, агрегатное состояние веществ зависит от расстояния между атомами. Хотя позже оказалось, что атомы в действительности не являются неделимыми: Дальтон предположил их существование и этим внёс значительный вклад в развитие науки.

Томсон

В конце 19 века стало ясно, что теория неделимости атома не имела научной поддержки. На рубеже веков английский физик Джозеф Джон Томсон заметил, что лучи катода состоят из отрицательно заряженных частиц, доказав этим существование электронов.
В результате проведения нескольких опытов он пришёл к заключению, что электроны могут быть извлечены из атомов любого элемента, таким образом все атомы содержат электроны. Поскольку атомы электрически нейтральны, учёный предположил, что отрицательно заряженные электроны вкраплены в положительно заряженное вещество. Модель Томсона называется "пудинг с изюмом", так как атом напоминал учёному пудинг, на поверхности которого рассыпаны изюминки.

Резерфорд

В своих опытах Эрнест Резерфорд использовал золотую фольгу, которую бомбардировали положительно заряженные альфа-частицы, то есть ядра гелия. Большинство альфа-частиц беспрепятственно прошло сквозь тонкую золотую фольгу, некоторые из них резко отклонились от первоначального направления, некоторые вообще отлетели назад.

Если модель атома Томсона была бы правильной, тогда альфа-частицы, замедляя своё движение, прошли через металл без изменения своего направления. Полученный результат эксперимента возможен только в том случае, если подавляющее большинство массы атомов золота скапливается в достаточно небольшом отрезке пространства.
Основываясь на полученных результатах, Резерфорд в 1911 году опубликовал свою модель атома, в которой вокруг положительно заряженного ядра вращаются по круговой орбите электроны. Ядро же занимает примерно только десятитысячную часть от полного объёма атома.

Бор

Разработка новой Боровской модели атома была необходимой, так как рассчёты показали, что электроны, вращающиеся вокруг ядра в модели Резерфорда, должны непрерывно излучать энергию, в результате чего они замедляют своё движение и в спиральной траектории падают на ядро. Опыт показал, что атомы не разрушаются, поэтому надо было изменить модель атома Резерфорда. Следующий шаг в развитии представлений об устройстве атома сделал в 1913 году датский физик Нильс Бор, выдвинув следующее предположение: электроны вращаются по стационарным орбитам вокруг неподвижного ядра. Поэтому в спиральной траектории электроны не могут упасть на ядро, а могут перескакивать с одной орбиты на другую.
При поглощении фотона в виде энергии электрон перескакивает на более высокую энергетическую орбиту дальше от ядра, при излучении фотона электрон перескакивает на более низкую энергетическую орбиту. Так как каждый скачок обязательно сопровождается испусканием или поглощением энергии фотона, спектры излучения и поглощения атомов не являются непрерывными. Именно это соответствует результатам эксперимента с водородными атомами.

Зоммерфельд

Арнольд Зоммерфельд в 1920 году опубликовал обновлённую версию теории атомной модели Бора, которую также называют моделью Бора - Зоммерфельда. В этой модели атома электроны способны вращаться вокруг ядра по определённым (стационарным) орбитам, которые могут иметь и эллиптическую форму.

Гейзенберг,
Шрёдингер

  • X
  • Y
  • Z

Модель Гейзенберга-Шрёдингера называется квантово-механической моделью атома. Согласно квантовой механике, частицы нельзя изображать в качестве маленьких шариков с точным местоположением, поэтому более реалистично можно представить электронную оболочку атома в виде электронного облака. Электронное облако рисуется более плотным в областях наиболее вероятного обнаружения электрона.
В атоме присутствуют орбитали атома, в пределах которых имеются особой формы подоболочки: s, p, d, f. Согласно полученным знаниям о структуре и устройстве Вселенной, именно современная модель атома даёт нам точное описание действительности.

Речевое сопровождение

Связанные экстра

Образование молекулы водорода

В молекуле водорода атомы удерживаются вместе ковалентной связью.

Связи молекулы азота

Анимация демонстрирует одну сигма- и две пи-связи, соединяющих два атома азота.

Атомные орбитали кальция

В анимации представлено строение s и p орбиталей атома кальция.

Связи в молекуле бензола

Между атомами углерода действуют сигма-связи и делокализованные пи-связи.

Элементарные частицы

Кварки и лептоны - строительная основа материи, бозоны - переносчики взаимодействия частиц.

Прозрачность

В анимации представлено объяснение явлений прозрачности и непрозрачности, принципа...

Цепная реакция

Энергия, высвобождаемая в процессе расщепления атомных ядер, может быть использована как...

Как работает электронный микроскоп?

При помощи анимации мы можем познакомиться с устройством и работой электронного микроскопа.

Эксперимент Резерфорда

Опыт Резерфорда позволил обнаружить существование положительно заряженных атомных ядер.

Радиоактивность

Спонтанный процесс изменения состава нестабильных атомных ядер называется радиоактивным...

Развитие небесной механики

Эта сцена посвящена достижениям знаменитых астрономов и физиков, определивших наши...

Лаборатория Марии Кюри

Мария Кюри, которая получила Нобелевские премии по физике и по химии, является самой...

Физики, которые изменили мир

Эти великие учёные своими открытиями оказали большое влияние на развитие физики как науки.

Сахароза (свекловичный сахар) (C₁₂H₂₂O₁₁)

Белое вещество со сладким вкусом, хорошо растворимое в воде, известное в быту как сахар.

Взаимодействие сил

Анимация демонстрирует взаимодействие сил на колёсную и саночную тележку.

Added to your cart.