Atomski modeli su teorijske reprezentacije koje su znanstvenici razvili tijekom vremena kako bi pokušali razumjeti strukturu i ponašanje atoma, koji su temeljne jedinice koje čine materiju. Upravo zahvaljujući tim atomskim modelima imamo veliko znanje o znanosti. Međutim, mnogi ljudi ne znaju dobro što su atomski modeli.
Stoga ćemo u ovom članku objasniti što su atomski modeli, čemu služe, kako su nastali i koliko su korisni.
Što su atomski modeli
Različiti grafički prikazi atomske strukture i funkcije nazivaju se atomski modeli. Atomski model razvijao se kroz ljudsku povijest iz ideja o sastavu materije korištenih u svakoj eri.
Atom je najmanja jedinica kemijskog elementa koja zadržava svoja posebna svojstva. Kroz povijest su razni znanstvenici i filozofi predlagali različite atomske modele, svaki na temelju informacija i znanja dostupnih u to vrijeme. Jedan od prvih modela bio je onaj koji je predložio grčki filozof Demokrit, koji je sugerirao da je materija sastavljena od nedjeljivih čestica koje se nazivaju "atomi", što na grčkom znači "nedjeljivo".
Demokritov atomski model
"Kozmičku atomsku teoriju" suutemeljili su grčki filozof Demokrit i njegov mentor Leukip. U to vrijeme znanje se nije stjecalo eksperimentiranjem, već logičkim zaključivanjem, misaonim izlaganjem i raspravom.
Demokrit je tvrdio da je svijet sastavljen od vrlo malih i nedjeljivih čestica, vječno postojećih, homogenih i nestlačivih, koje razlikuju se samo po obliku i veličini, a ne po unutarnjoj funkciji.
Prema Demokritu, svojstva materije određena su načinom na koji su atomi sastavljeni. Kasniji filozofi, poput Epikura, dodali su teoriji nasumično kretanje atoma.
Daltonov atomski model
Prvi znanstveno utemeljen atomski model rođen je u polju kemije, a predložio ga je John Dalton u svom “Atomskom postulatu”. Vjerovao je da je sve sačinjeno od atoma, nedjeljivo i neuništivo, čak i kroz kemijske reakcije.
Dalton je predložio da su atomi istog kemijskog elementa međusobno jednaki, da imaju istu masu i ista svojstva. S druge strane, osmislio koncept relativne atomske težine (težina svakog elementa u odnosu na težinu vodika), usporedbom mase svakog elementa s masom vodika. Također je predložio da se atomi mogu međusobno kombinirati u spojeve.
Daltonova teorija imala je nekih nedostataka. Izjavio je da se spojevi formiraju korištenjem najmanjeg mogućeg broja atoma elementa. Na primjer, prema Daltonu, molekula vode bila bi H2O, a ne H2O, što je ispravna formula. S druge strane, kaže da su plinoviti elementi uvijek monoatomski, što znamo da nije točno.
Lewisov model atoma
Također poznat kao "kubični atomski model", u kojem je Lewis predložio raspodijeljenu atomsku strukturu u obliku kocke, s osam vrhova koji su elektroni. To je dovelo do napretka u proučavanju atomske valencije i kemijske veze, osobito nakon ažuriranja 1919. Irvinga Langmuira, koji je predložio "kubni oktet atom".
Te su studije bile osnova za ono što je danas poznato kao Lewisovi dijagrami, koji su vrlo korisni alati za objašnjenje kovalentnih veza.
Thomsonov atomski model
U drugoj polovici XNUMX. stoljeća, znanstvenik JJ Thomson izveo pokuse s katodnim zrakama i predložio model u kojem je atom bio pozitivno nabijena kugla, sličan kugli tijesta, a negativno nabijeni elektroni bili su raspršeni unutar njega, poput grožđica u pudingu. Ovaj je model postao poznat kao "model pudinga od grožđica" i bio je prvi prijedlog unutarnje strukture atoma.
Rutherfordov atomski model
Rutherfordov model nastao je početkom XNUMX. stoljeća. U poznatom eksperimentu, Rutherford je bombardirao zlatnu foliju alfa česticama i otkrio da je većina čestica prošla kroz foliju, ali nekoliko ih je značajno skrenulo. Ovo je dovelo Rutherforda da predloži da atom ima malu, gustu, pozitivno nabijenu jezgru u središtu, dok su elektroni kružili oko ove jezgre na znatnoj udaljenosti, poput planeta oko Sunca.
Bohrov atomski model
Na temelju Rutherfordovog modela, Niels Bohr je 1913. predložio da se elektroni kreću kružnim orbitama oko jezgre. Ove orbite su kvantizirane, što znači da su samo određene orbite bile dopuštene, dok druge nisu. Bohr je također ustanovio da elektroni mogu skakati između različitih orbita emitirajući ili apsorbirajući energiju u obliku fotona, čime je objasnio emisiju i apsorpciju svjetlosti od strane atoma.
Sommerfeldov atomski model (1916. godine)
Sommerfeldov model djelomično se temeljio na postulatima relativnosti Alberta Einsteina. Ovaj model predložio je Arnold Sommerfield u pokušaju da nadoknadi nedostatke Bohrovog modela.
Djelomično se temelji na postulatima relativnosti Alberta Einsteina. Njegove izmjene uključivale su potvrdu da je orbita elektrona kružna ili eliptična, tj elektron ima malu električnu struju i da postoje dva ili više podrazina počevši od druge energetske razine.
Schrödingerov model atoma
Nadovezujući se na rad Bohra i Sommerfelda, Erwin Schrödinger je predložio tretiranje elektrona kao valova materije, što je omogućilo kasniju probabilističku interpretaciju valne funkcije (koja opisuje veličinu vjerojatnosti pronalaska osobe). Svemir), Maxa Borna.
To znači da, zahvaljujući Heisenbergovom principu nesigurnosti, moguće je probabilistički proučavati položaj elektrona ili njegov moment, ali ne oboje. Ovo je trenutni atomski model iz ranih 2000-ih, s nekim dodacima koji su napravljeni kasnije. Zove se "kvantni valni model".
Kvantni atomski model
Kvantni model, razvijan kroz XNUMX. stoljeće, najsloženiji je i najaktualniji. Temelji se na teoriji kvantne mehanike i opisuje atom kao oblak vjerojatnosti u kojem elektroni ne slijede precizne orbite, već Nalaze se u područjima svemira s većom vjerojatnošću da će biti pronađeni. Ovaj je model omogućio dublje razumijevanje elektrona i njihovog ponašanja te otvorio vrata napretku u modernoj kemiji i fizici.
Nadam se da s ovim informacijama možete saznati više o tome što su atomski modeli i koje su vrste modela postojale kroz povijest.