atominiai modeliai

chemija

2022

Mes paaiškiname, kas yra atominiai modeliai ir kaip jie vystėsi nuo seniausių laikų iki šių dienų.

Šiais modeliais siekiama iš esmės paaiškinti, iš ko susideda materija.

Kas yra atominiai modeliai?

Atominiai modeliai yra žinomi kaip skirtingi grafiniai atvaizdai struktūra ir veikimas atomai. Atominiai modeliai buvo kuriami per visą istoriją žmogiškumas iš idėjų, kurios kiekvienoje epochoje buvo nagrinėjamos dėl kompozicijos reikalas.

Pirmieji atominiai modeliai datuojami klasikinėje senovėje, kai filosofai ir gamtininkai išdrįso mąstyti ir išvesti egzistuojančių dalykų, tai yra materijos, sudėtį.

Demokrito atominis modelis (450 m. pr. Kr.)

„Atominę Visatos teoriją“ sukūrė graikų filosofas Demokritas kartu su savo mentoriumi Leukipu. Tuo metu žinių nebuvo pasiekti per eksperimentavimas, bet per samprotavimus logiškas, pagrįstas idėjų formulavimu ir aptarimu.

Demokritas pasiūlė, kad pasaulis sudarytas iš labai mažų ir nedalomų dalelių egzistavimas amžinas, vienalytis ir nesuspaudžiamas, kurio vieninteliai skirtumai buvo forma ir dydis, o ne vidinis funkcionavimas. Yra dalelės jie buvo pakrikštyti kaip „atomai“ – žodis kilęs iš graikų kalbos atémnein y reiškia „nedalomas“.

Pasak Demokrito, materijos savybės juos nulėmė atomų sugrupavimo būdas. Vėliau filosofai, tokie kaip Epikūras, papildė teoriją judėjimas atsitiktiniai atomai.

Daltono atominis modelis (1803 m. po Kr.)

Pirmasis atominis modelis su moksliniais pagrindais gimė chemija, kurį pasiūlė Johnas Daltonas savo „Atominiuose postulatuose“. Jis tvirtino, kad viskas sudaryta iš atomų, nedaloma ir nesunaikinama, net ir naudojant cheminės reakcijos.

Daltonas pasiūlė, kad to paties cheminio elemento atomai būtų lygūs vienas kitam ir turi tą patį masė ir lygias savybes. Kita vertus, jis pasiūlė santykinio atominio svorio sampratą (kiekvieno elemento svoris vandenilio svorio atžvilgiu), palygindamas kiekvieno elemento mases su vandenilio mase. Jis taip pat pasiūlė, kad atomai galėtų jungtis vienas su kitu, sudarydami cheminius junginius.

Daltono teorija turėjo tam tikrų trūkumų. Jis teigė, kad cheminiai junginiai susidarė naudojant kuo mažiau jų elementų atomų. Pavyzdžiui, molekulė VanduoPasak Daltono, tai būtų HO, o ne H2O, kuri yra teisinga formulė. Kita vertus, jis sakė, kad elementai dujinė būsena Jie visada buvo monatominiai (sudaryti iš vieno atomo), tai, ką mes žinome, nėra tikra.

Lewiso atominis modelis (1902 m. po Kr.)

Taip pat vadinamas „kubinio atomo modeliu“, šiame Lewiso modelyje buvo pasiūlyta atomų struktūra, paskirstyta kubo pavidalu, kurio aštuoniose viršūnėse buvo elektronų. Tai leido pažangą tiriant valentiniai atominės ir cheminiai ryšiai, ypač po to, kai 1919 m. jį atnaujino Irvingas Langmuiras, kur jis iškėlė „kubinio okteto atomą“.

Šie tyrimai buvo pagrindas to, kas šiandien žinoma kaip Lewiso diagrama – labai naudinga priemonė kovalentiniam ryšiui paaiškinti.

Thomsono atominis modelis (1904 m. po Kr.)

Thomsonas manė, kad atomai yra sferiniai ir juose yra elektronų.

Šis modelis, kurį pasiūlė J. J. Thomsonas, elektrono atradėjas 1897 m., yra anksčiau nei buvo atrastas protonų Y neutronų, todėl jis manė, kad atomai sudaryti iš teigiamai įkrautos sferos ir joje yra įterpti neigiamo krūvio elektronai, kaip razinos pudinge. Palaima metafora Jis modeliui suteikė epitetą „Razin Pudding Model“.

Šis modelis neteisingai numatė teigiamą atomo krūvį, nes teigė, kad jis pasiskirstęs visame atome. Vėliau tai buvo pataisyta Rutherfordo modelyje, kuriame buvo apibrėžtas atomo branduolys.

Rutherfordo atominis modelis (1911 m. po Kr.)

Ernestas Rutherfordas sukūrė seriją eksperimentai 1911 m. iš aukso lapo. Šiais eksperimentais jis nustatė, kad atomas susideda iš teigiamai įkrauto atomo branduolio (kur yra sutelkta didžioji jo masės dalis) ir elektronų, kurie laisvai sukasi aplink šį branduolį. Šiame modelyje pirmą kartą siūlomas atomo branduolio egzistavimas.

Bohro atominis modelis (1913 m. po Kr.)

Peršokdami iš vienos orbitos į kitą, elektronai išskiria fotoną, skiriantį energiją tarp orbitų.

Šis modelis prasideda pasaulyje fizinis į kvantinius postulatus, todėl jis laikomas perėjimu tarp klasikinės mechanikos ir kvantinis. Danų fizikas Nielsas Bohras pasiūlė šį modelį, norėdamas paaiškinti, kaip elektronai gali turėti stabilias orbitas (arba stabilius energijos lygius) aplink branduolį. Tai taip pat paaiškina, kodėl atomai turi būdingus emisijos spektrus.

Spektruose, atliktuose daugeliui atomų, buvo pastebėta, kad to paties energijos lygio elektronai turėjo skirtingą energiją. Tai parodė, kad modelyje buvo klaidų ir kiekviename energijos lygyje turi būti energijos sublygiai.

Bohro modelis apibendrintas trimis postulatais:

  • Elektronai skrieja apskritomis orbitomis aplink branduolį neapšvitindami Energija.
  • Leidžiamos elektronų orbitos yra tos, kurių kampinis impulsas (L) (objekto sukimosi dydis) yra sveikasis šios vertės kartotinis, kur h = 6,6260664 × 10-34 ir n = 1, 2, 3 ….
  • Elektronai išspinduliuoja arba sugeria energiją, kai šokinėja iš vienos orbitos į kitą, o tai darydami išspinduliuoja fotoną, kuris parodo energijos skirtumą tarp dviejų orbitų.

Sommerfeldo atominis modelis (1916 m. po Kr.)

Sommerfeldo modelis iš dalies rėmėsi reliatyvistiniais Alberto Einšteino postulatais.

Šį modelį pasiūlė Arnoldas Sommerfieldas, siekdamas padengti Bohro modelio trūkumus.

Jis iš dalies buvo pagrįstas reliatyvistiniais Alberto Einšteino postulatais. Tarp jo modifikacijų yra teiginys, kad elektronų orbitos buvo apskritos arba elipsės, kad elektronai turėjo elektrinis srautas mažosiomis raidėmis ir kad nuo antrojo energijos lygio buvo du ar daugiau polygių.

Schrödingerio atominis modelis (1926 m. po Kr.)

Erwino Schrödingerio pasiūlytas iš Bohro ir Sommerfeldo tyrimų, jis suprato elektronus kaip materijos bangas, kurios leido vėliau suformuluoti tikimybinę bangos funkcijos interpretaciją (dydis, skirtas apibūdinti tikimybė dalelės radimas erdvėje) Maxas Bornas.

Tai reiškia, kad jūs galite tikimybiškai ištirti elektrono padėtį arba jo kiekį judėjimas bet ne abu vienu metu, dėl Heisenbergo neapibrėžtumo principo.

Tai XXI amžiaus pradžioje galiojęs atominis modelis su kai kuriais vėlesniais papildymais. Jis žinomas kaip „kvantinis bangų modelis“.

!-- GDPR -->