atommodellek

Kémia

2022

Elmagyarázzuk, melyek az atommodellek, és hogyan fejlődtek, az ókortól a modern időkig.

Ezek a modellek alapvetően meg akarják magyarázni, miből áll az anyag.

Mik azok az atommodellek?

Az atomi modellek a különböző grafikus ábrázolások néven ismertek szerkezet és működése a atomok. Az atommodelleket a történelem során fejlesztették ki emberiség azokból az elképzelésekből, amelyeket az egyes korszakokban a kompozíciót illetően kezeltek ügy.

Az első atommodellek a klasszikus ókorba nyúlnak vissza, amikor a filozófusok és természettudósok megkockáztatták a létező dolgok, vagyis az anyag összetételének gondolkodását és levezetését.

Démokritosz atommodellje (i.e. 450)

Az "Univerzum atomelméletét" a görög filozófus, Démokritosz alkotta meg mentorával, Leucippusszal együtt. Abban az időben a tudás keresztül nem érték el kísérletezés, hanem a érvelés logikus, az ötletek megfogalmazásán és megbeszélésén alapul.

Démokritosz azt javasolta, hogy a világ nagyon kicsi és oszthatatlan részecskékből áll létezés örök, homogén és összenyomhatatlan, amelynek csak alakjában és méretében volt különbség, soha belső működésében. Vannak részecskék „atomoknak” keresztelték meg őket, ez a szó a görögből származik atémnein y jelentése "oszthatatlan".

Démokritosz szerint az anyag tulajdonságai az atomok csoportosításának módja határozta meg őket. A későbbi filozófusok, például Epikurosz hozzátették az elmélethez a mozgalom véletlenszerű atomok.

Dalton atommodellje (i.sz. 1803)

Az első tudományos alapokkal rendelkező atommodell a kémia, amelyet John Dalton javasolt "Atomic Postulates" című művében. Azt állította, hogy minden atomokból áll, oszthatatlanok és elpusztíthatatlanok, még azáltal is kémiai reakciók.

Dalton azt javasolta, hogy ugyanannak a kémiai elemnek az atomjai egyenlőek egymással, és azonosak legyenek tömeg és egyenlő tulajdonságokkal. Másrészt javasolta a relatív atomtömeg fogalmát (az egyes elemek tömege a hidrogén tömegéhez viszonyítva), összehasonlítva az egyes elemek tömegét a hidrogén tömegével. Azt is javasolta, hogy az atomok összekapcsolódjanak egymással kémiai vegyületekké.

Dalton elméletének volt néhány hibája. Azt állította, hogy a kémiai vegyületek az elemeik lehető legkevesebb atomjának felhasználásával jöttek létre. Például a molekula VízDalton szerint HO lenne, és nem H2O, ami a helyes képlet. Másrészt azt mondta, hogy az elemek be gáz halmazállapotú Mindig egyatomosak voltak (egyetlen atomból álltak), amiről tudjuk, az nem valós.

Lewis atommodellje (i.sz. 1902)

A "köbös atom modelljének" is nevezett Lewis-modellben a kocka formájában elosztott atomok szerkezetét javasolta, amelynek nyolc csúcsa volt a elektronok. Ez előrelépést tett lehetővé a tanulmányozásban vegyértékek atomi és kémiai kapcsolatok, különösen Irving Langmuir 1919-es frissítése után, ahol megemelte a "köbös oktett atomját".

Ezek a tanulmányok képezték az alapját a ma Lewis-diagramnak, amely egy nagyon hasznos eszköz a kovalens kötés magyarázatára.

Thomson atommodellje (i.sz. 1904)

Thomson feltételezte, hogy az atomok gömb alakúak, és elektronok vannak beléjük ágyazva.

J. J. Thomson, az elektron felfedezője 1897-ben javasolta, ez a modell megelőzi az elektron felfedezését. protonok Y neutronok, ezért azt feltételezte, hogy az atomok egy pozitív töltésű gömbből állnak, és negatív töltésű elektronok vannak beágyazva, mint a mazsola a pudingban. Boldogság metafora A modellnek a "mazsolapudingmodell" jelzőt adta.

Ez a modell helytelenül jósolta meg az atom pozitív töltését, mivel azt állította, hogy az az atomon belül eloszlik. Később ezt korrigálták Rutherford modelljében, ahol az atommagot határozták meg.

Rutherford atommodellje (i.sz. 1911)

Ernest Rutherford sorozatot készített kísérletek 1911-ben aranylevélből. Ezekben a kísérletekben megállapította, hogy az atom egy pozitív töltésű atommagból (ahol tömegének nagy része koncentrálódik) és elektronokból áll, amelyek szabadon forognak az atommag körül. Ebben a modellben először merül fel az atommag létezése.

Bohr atommodellje (i.sz. 1913)

Amikor egyik pályáról a másikra ugrálnak, az elektronok fotont bocsátanak ki, amely megkülönbözteti a pályák közötti energiát.

Ez a modell a világban kezdődik fizikai kvantum posztulátumokhoz, ezért átmenetnek tekintik a klasszikus mechanika és kvantum. Niels Bohr dán fizikus azért javasolta ezt a modellt, hogy megmagyarázza, hogyan lehet az elektronok stabil pályája (vagy stabil energiaszintje) az atommag körül. Ez azt is megmagyarázza, hogy az atomoknak miért van jellegzetes emissziós spektruma.

A sok atomra végzett spektrumban megfigyelték, hogy az azonos energiaszintű elektronok eltérő energiájúak. Ez azt mutatta, hogy a modellben hibák vannak, és minden energiaszinten energia-alszinteknek kell lenniük.

Bohr modellje három posztulátumban foglalható össze:

  • Az elektronok körkörös pályát követnek az atommag körül anélkül, hogy besugárzást tennének Energia.
  • Az elektronok számára megengedett pályák azok a szögimpulzus (L) (egy objektum elfordulásának mértéke), amely az érték egész számú többszöröse, ahol h = 6,6260664 × 10-34 és n = 1, 2, 3 ….
  • Az elektronok energiát bocsátanak ki vagy nyelnek el, amikor egyik pályáról a másikra ugrálnak, és ennek során fotont bocsátanak ki, amely a két pálya közötti energiakülönbséget reprezentálja.

Sommerfeld atommodellje (i.sz. 1916)

Sommerfeld modellje részben Albert Einstein relativisztikus posztulátumain alapult.

Ezt a modellt Arnold Sommerfield javasolta, hogy megpróbálja fedezni a Bohr-modell hiányosságait.

Részben Albert Einstein relativisztikus posztulátumain alapult. Módosításai közé tartozik az az állítás, hogy az elektronok pályája körkörös vagy ellipszis alakú volt, és hogy az elektronok elektromos áramlás kisbetűvel, és hogy a második energiaszinttől két vagy több alszint volt.

Schrödinger atommodellje (i.sz. 1926)

Erwin Schrödinger javaslata alapján Bohr és Sommerfeld tanulmányai alapján az elektronokat az anyag hullámzásaként fogta fel, ami lehetővé tette a hullámfüggvény valószínűségi értelmezésének későbbi megfogalmazását (ez a nagyság, amely a valószínűség részecske megtalálása a térben) Max Born.

Ez azt jelenti, hogy valószínűségi módszerrel tanulmányozhatja egy elektron helyzetét vagy mennyiségét mozgalom de nem mindkettő egyszerre, a Heisenberg-féle bizonytalansági elv miatt.

Ez a XXI. század elején érvényben lévő atommodell, néhány későbbi kiegészítéssel. Ez a "kvantum-undulációs modell" néven ismert.

!-- GDPR -->