Атомні моделі — це теоретичні уявлення, які вчені розробили з часом, щоб спробувати зрозуміти структуру та поведінку атомів, які є фундаментальними одиницями, з яких складається матерія. Саме завдяки цим атомним моделям ми маємо великі знання про науку. Однак багато людей не знають добре що таке атомні моделі.
Тому в цій статті ми збираємося пояснити, що таке атомні моделі, для чого вони потрібні, як вони виникли та наскільки вони корисні.
Що таке атомні моделі
Різні графічні зображення будови і функції атома називаються моделями атома. Атомна модель розвивалася впродовж історії людства на основі уявлень про склад матерії, які використовувалися в кожну епоху.
Атом — це найменша одиниця хімічного елемента, яка зберігає свої відмінні властивості. Протягом історії різні вчені та філософи пропонували різні атомні моделі, кожен на основі інформації та знань, доступних на той час. Однією з перших моделей була запропонована грецьким філософом Демокрітом, який припустив, що матерія складається з неподільних частинок, які називаються «атомами», що грецькою означає «неподільний».
Атомна модель Демокріта
«Космічна атомна теорія» була заснована грецьким філософом Демокрітом і його наставником Левкіппом. У той час знання здобувалися не шляхом експерименту, а шляхом логічного міркування, викладу на основі думки та дискусії.
Демокріт припустив, що світ складається з дуже малих і неподільних частинок, вічно існуючих, однорідних і нестисливих, які вони відрізняються лише формою та розміром, а не внутрішньою функцією.
За Демокрітом, властивості матерії визначаються тим, як атоми поєднані разом. Пізніші філософи, такі як Епікур, додали до цієї теорії безладний рух атомів.
Атомна модель Дальтона
Перша науково обґрунтована модель атома народилася в галузі хімії, запропонована Джоном Дальтоном у його «Атомному постулаті». Він вважав, що все складається з атомів, неподільних і незнищенних навіть за допомогою хімічних реакцій.
Дальтон припустив, що атоми одного хімічного елемента рівні між собою, мають однакову масу та однакові властивості. З іншого боку, розробив концепцію відносної атомної ваги (вага кожного елемента відносно ваги водню), шляхом порівняння маси кожного елемента з масою водню. Він також припустив, що атоми можуть поєднуватися один з одним, утворюючи сполуки.
Теорія Дальтона мала деякі недоліки. Він заявив, що сполуки утворюються з використанням найменшої можливої кількості атомів елемента. Наприклад, згідно з Дальтоном, молекула води буде H2O, а не H2O, що є правильною формулою. З іншого боку, це говорить, що газоподібні елементи завжди одноатомні, що, як ми знаємо, не відповідає дійсності.
Модель атома Льюїса
Також відома як «модель кубічного атома», в якій Льюїс запропонував розподілену атомну структуру у формі куба, вісім вершин якої є електронами. Це призвело до прогресу у вивченні атомної валентності та хімічного зв’язку, особливо після оновлення в 1919 році Ірвінгом Ленгмюром, який запропонував «кубічний октетний атом».
Ці дослідження були основою для того, що зараз відомо як діаграми Льюїса, які є дуже корисними інструментами для пояснення ковалентних зв’язків.
Атомна модель Томсона
У другій половині XNUMX століття вчений Дж. Дж. Томсон провів експерименти з катодними променями і запропонував модель, у якій атом був позитивно зарядженою кулею, схожий на кульку з тіста, а негативно заряджені електрони були розсіяні всередині нього, як родзинки в пудингу. Ця модель стала відомою як «модель пудингу з родзинками» і була першим припущенням внутрішньої структури атома.
Атомна модель Резерфорда
Модель Резерфорда виникла на початку XNUMX століття. У відомому експерименті Резерфорд бомбардував золоту фольгу альфа-частинками і виявив, що більшість частинок пройшли крізь фольгу, але деякі були значно відхилені. Це призвело Резерфорд припустив, що в центрі атома розташоване маленьке щільне позитивно заряджене ядро, тоді як електрони оберталися навколо цього ядра на значній відстані, як планети навколо Сонця.
Атомна модель Бора
Спираючись на модель Резерфорда, Нільс Бор у 1913 році припустив, що електрони рухаються навколо ядра по кругових орбітах. Ці орбіти були квантовані, це означає, що лише певні орбіти були дозволені, а інші ні. Бор також встановив, що електрони можуть стрибати між різними орбітами, випромінюючи або поглинаючи енергію у формі фотонів, тим самим пояснюючи випромінювання та поглинання світла атомами.
Атомна модель Зоммерфельда (1916 рік нашої ери)
Модель Зоммерфельда частково базувалася на постулатах відносності Альберта Ейнштейна. Цю модель запропонував Арнольд Зоммерфілд, намагаючись компенсувати недоліки моделі Бора.
Він частково базується на постулатах відносності Альберта Ейнштейна. Його модифікації включали підтвердження того, що орбіта електрона є круговою або еліптичною електрон має невеликий електричний струм і що є два або більше підрівнів, починаючи з другого рівня енергії.
Атомна модель Шредінгера
Спираючись на роботу Бора та Зоммерфельда, Ервін Шредінгер запропонував розглядати електрони як хвилі матерії, що дозволило пізнішу імовірнісну інтерпретацію хвильової функції (яка описує величину ймовірності знайти людину). Космос), Макс Борн.
Це означає, що завдяки принципу невизначеності Гейзенберга можна досліджувати ймовірнісно положення електрона або його імпульс, але не те й інше. Це поточна модель атома на початку 2000-х з деякими доповненнями, внесеними пізніше. Її називають «квантовою хвильовою моделлю».
Квантова модель атома
Квантова модель, яка розвивалася протягом XNUMX-го століття, є найбільш складною та актуальною. Він заснований на теорії квантової механіки і описує атом як хмару ймовірностей, де електрони не рухаються по точних орбітах, а скоріше Вони знаходяться в областях космосу з більшою ймовірністю бути знайденими. Ця модель дозволила глибше зрозуміти електрони та їх поведінку, а також відкрила двері для прогресу в сучасній хімії та фізиці.
Я сподіваюся, що завдяки цій інформації ви зможете дізнатися більше про те, що таке атомні моделі та які типи моделей існували в історії.