aatomi mudelid

Keemia

2022

Selgitame, mis on aatomimudelid ja kuidas need on arenenud iidsetest aegadest tänapäevani.

Need mudelid püüavad põhimõtteliselt selgitada, millest mateeria koosneb.

Mis on aatomimudelid?

Aatomimudeleid tuntakse erinevate graafiliste esitustena struktuur ja toimimine aatomid. Aatomimudeleid on välja töötatud läbi ajaloo inimkond ideedest, mida igal ajastul käsitleti kompositsiooni osas asja.

Esimesed aatomimudelid pärinevad klassikalisest antiigist, mil filosoofid ja loodusteadlased julgesid mõelda ja tuletada olemasolevate asjade, see tähendab mateeria koostist.

Demokritose aatomimudel (450 eKr)

"Universumi aatomiteooria" lõi kreeka filosoof Demokritos koos oma mentori Leucippusega. Sel ajal teadmisi kaudu ei saavutatud eksperimenteerimine, kuid läbi arutluskäik loogiline, mis põhineb ideede sõnastamisel ja arutelul.

Demokritos väitis, et maailm koosneb väga väikestest ja jagamatutest osakestest olemasolu igavene, homogeenne ja kokkusurumatu, mille ainsad erinevused olid kujus ja suuruses, mitte kunagi sisemises toimimises. Are osakesed nad ristiti "aatomiteks", mis on kreeka keelest pärit sõna aémnein y tähendab "jagamatut".

Demokritose sõnul aine omadused need määrati aatomite rühmitamise viisi järgi. Hilisemad filosoofid, nagu Epikuros, lisasid teooriale liikumine juhuslikud aatomid.

Daltoni aatomimudel (1803 AD)

Esimene teaduslike alustega aatomimudel sündis aastal keemia, mille pakkus välja John Dalton oma "Atomic Postulates". Ta väitis, et kõik on tehtud aatomitest, jagamatud ja hävimatud, isegi nende abil keemilised reaktsioonid.

Dalton tegi ettepaneku, et sama keemilise elemendi aatomid on üksteisega võrdsed ja neil on sama mass ja võrdsed omadused. Teisest küljest pakkus ta välja suhtelise aatommassi kontseptsiooni (iga elemendi kaal vesiniku massi suhtes), võrreldes iga elemendi massi vesiniku massiga. Ta tegi ka ettepaneku, et aatomid võivad üksteisega ühineda, moodustades keemilisi ühendeid.

Daltoni teoorial oli mõningaid vigu. Ta väitis, et keemilised ühendid tekkisid, kasutades nende elementide võimalikult vähe aatomeid. Näiteks molekul VesiDaltoni sõnul oleks see HO, mitte H2O, mis on õige valem. Teisest küljest ütles ta, et elemendid sisse gaasiline olek Need olid alati monatoomilised (koosnesid ühest aatomist), see, mida me teame, pole reaalne.

Lewise aatomimudel (1902 AD)

Seda nimetatakse ka "kuubiku aatomi mudeliks", selles Lewise mudelis pakkus välja kuubiku kujul jaotatud aatomite struktuur, mille kaheksa tippu olid elektronid. See võimaldas edeneda selle uurimisel valentsid aatomi- ja keemilised sidemed, eriti pärast selle värskendamist Irving Langmuiri poolt 1919. aastal, kus ta tõstis "kuubiku okteti aatomi".

Need uuringud olid aluseks tänapäeval tuntud Lewise diagrammile, mis on väga kasulik tööriist kovalentse sideme selgitamiseks.

Thomsoni aatomimudel (1904 AD)

Thomson oletas, et aatomid on sfäärilised ja neisse on sisse ehitatud elektronid.

1897. aastal elektronide avastaja J. J. Thomsoni pakutud mudel on enne elektronide avastamist. prootonid Y neutronid, seega eeldas ta, et aatomid koosnevad positiivselt laetud sfäärist ja negatiivselt laetud elektronid olid sellesse põimitud nagu rosinad pudingis. Õndsus metafoor Ta andis modellile epiteedi "Rasinapudingi mudel".

See mudel ennustas aatomi positiivset laengut valesti, kuna väitis, et see jaotus kogu aatomi ulatuses. Hiljem parandati seda Rutherfordi mudelis, kus määratleti aatomituum.

Rutherfordi aatomimudel (1911 AD)

Ernest Rutherford tegi sarja katsed aastal 1911 kuldlehest. Nendes katsetes tegi ta kindlaks, et aatom koosneb positiivselt laetud aatomituumast (kus suurem osa selle massist on kontsentreeritud) ja elektronidest, mis selle tuuma ümber vabalt pöörlevad. Selles mudelis pakutakse esimest korda välja aatomituuma olemasolu.

Bohri aatomimudel (1913 AD)

Ühelt orbiidilt teisele hüpates kiirgavad elektronid footoni, mis eristab orbiitide vahelist energiat.

See mudel saab alguse maailmast füüsiline kvantpostulaatidele, seega peetakse seda üleminekuks klassikalise mehaanika ja kvant. Taani füüsik Niels Bohr pakkus selle mudeli välja, et selgitada, kuidas elektronidel võivad tuuma ümbritsevad stabiilsed orbiidid (või stabiilsed energiatasemed) olla. See selgitab ka, miks aatomitel on iseloomulikud emissioonispektrid.

Paljude aatomite jaoks läbiviidud spektrites täheldati, et sama energiatasemega elektronidel oli erinev energia. See näitas, et mudelis oli vigu ja igal energiatasemel peavad olema energia alamtasemed.

Bohri mudel on kokku võetud kolmes postulaadis:

  • Elektronid jälgivad ümmargusi orbiite ümber tuuma ilma kiiritamata Energia.
  • Elektronidele on lubatud orbiidid, mille nurkimpulss (L) (objekti pöörlemiskiirus) on selle väärtuse täisarv, kus h = 6,6260664 × 10-34 ja n = 1, 2, 3 ….
  • Elektronid kiirgavad või neelavad energiat ühelt orbiidilt teisele hüppamisel ja kiirgavad seda tehes footoni, mis esindab kahe orbiidi energia erinevust.

Sommerfeldi aatomimudel (1916 AD)

Sommerfeldi mudel põhines osaliselt Albert Einsteini relativistlikel postulaatidel.

Selle mudeli pakkus välja Arnold Sommerfield, et püüda katta Bohri mudeli puudusi.

See põhines osaliselt Albert Einsteini relativistlikel postulaatidel. Selle modifikatsioonide hulgas on väide, et elektronide orbiidid olid ringikujulised või elliptilised, et elektronidel oli elektriline vool väiketähtedega ja et alates teisest energiatasemest oli kaks või enam alamtasandit.

Schrödingeri aatomimudel (1926 AD)

Erwin Schrödingeri ettepanekul Bohri ja Sommerfeldi uuringute põhjal käsitles ta elektrone aine lainetusena, mis võimaldas hiljem formuleerida lainefunktsiooni tõenäosusliku tõlgenduse (suurusaste, mis kirjeldab tõenäosus osakese leidmine ruumis), autor Max Born.

See tähendab, et saate tõenäosuslikult uurida elektroni asukohta või selle kogust liikumine kuid mitte mõlemat korraga, Heisenbergi määramatuse printsiibi tõttu.

See on XXI sajandi alguses kehtinud aatomimudel koos mõningate hilisemate täiendustega. Seda tuntakse kui "kvant-undulatsioonimudelit".

!-- GDPR -->