Az atomi modellek olyan elméleti ábrázolások, amelyeket a tudósok idővel azért dolgoztak ki, hogy megpróbálják megérteni az atomok szerkezetét és viselkedését, amelyek az anyagot alkotó alapvető egységek. Ezeknek az atommodelleknek köszönhetjük, hogy nagy tudásunk van a tudományról. Sokan azonban nem tudják jól mik azok az atommodellek.
Ezért ebben a cikkben elmagyarázzuk, mik azok az atommodellek, mire valók, hogyan keletkeztek és mennyire hasznosak.
Mik azok az atommodellek
Az atomi szerkezet és funkció különböző grafikus ábrázolásait atomi modelleknek nevezzük. Az atomi modellt az emberi történelem során az egyes korszakokban használt anyagösszetételre vonatkozó elképzelésekből fejlesztették ki.
Az atom a kémiai elem legkisebb egysége, amely megőrzi jellegzetes tulajdonságait. A történelem során különböző tudósok és filozófusok különböző atomi modelleket javasoltak, mindegyik az adott időben rendelkezésre álló információk és ismeretek alapján. Az egyik első modell a görög filozófus, Démokritosz javasolta, aki azt javasolta, hogy az anyag oszthatatlan részecskékből áll, amelyeket "atomoknak" neveznek, ami görögül "oszthatatlant" jelent.
Démokritosz atommodellje
A "kozmikus atomelméletet" a görög filozófus, Démokritosz és mentora, Leucippus alapította meg. A tudást akkoriban nem kísérletezéssel, hanem logikus érveléssel, gondolati alapú előadásmóddal, vitával sajátították el.
Démokritosz azt javasolta, hogy a világ nagyon kicsi és oszthatatlan részecskékből áll, amelyek örökké léteznek, homogének és összenyomhatatlanok. csak alakjukban és méretükben különböznek, nem pedig belső funkciójukban.
Démokritosz szerint az anyag tulajdonságait az atomok összeállításának módja határozza meg. A későbbi filozófusok, mint például Epikurosz, hozzáadták az elmélethez az atomok véletlenszerű mozgását.
Dalton atommodell
A kémia területén született meg az első tudományosan megalapozott atomi modell, amelyet John Dalton javasolt „Atomic Postulate” című művében. Úgy gondolta, hogy minden atomokból áll, oszthatatlanok és elpusztíthatatlanok, még kémiai reakciók révén is.
Dalton azt javasolta, hogy ugyanazon kémiai elem atomjai egyenlőek egymással, azonos tömeggel és azonos tulajdonságokkal rendelkeznek. Másrészről, kidolgozta 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, hogy vegyületeket képezzenek.
Dalton elméletének volt néhány hibája. Kijelentette, hogy a vegyületek a lehető legkevesebb elemi atom felhasználásával jönnek létre. Például Dalton szerint a vízmolekula H2O lenne, nem pedig H2O, ami a helyes képlet. Másrészt azt mondja, hogy a gáznemű elemek mindig egyatomosak, amiről tudjuk, hogy ez nem igaz.
Lewis-modell az atomról
Más néven "köbös atommodell", amelyben Lewis egy kocka alakú elosztott atomi szerkezetet javasolt, amelynek nyolc csúcsa elektronok. Ez előrelépéshez vezetett az atomi vegyérték és a kémiai kötések tanulmányozásában, különösen Irving Langmuir 1919-es frissítése után, aki a „köbös oktett atomot” javasolta.
Ezek a tanulmányok képezték az alapját az úgynevezett Lewis-diagramoknak, amelyek nagyon hasznos eszközök a kovalens kötések magyarázatához.
Thomson Atommodell
A XNUMX. század második felében a tudós JJ Thomson kísérleteket végzett katódsugarakkal, és olyan modellt javasolt, amelyben az atom pozitív töltésű gömb, tésztagolyóhoz hasonló, és a negatív töltésű elektronok szétszóródtak benne, mint a mazsola a pudingban. Ez a modell „mazsolapuding-modellként” vált ismertté, és ez volt az első javaslat az atom belső szerkezetére.
Rutherford Atommodell
Rutherford modellje a XNUMX. század elején jelent meg. Egy híres kísérletben Rutherford alfa-részecskékkel bombázta az aranyfóliát, és azt találta, hogy a részecskék többsége áthaladt a fólián, de néhányuk jelentősen elhajlott. Ez vezetett Rutherford azt javasolta, hogy az atomnak egy kicsi, sűrű, pozitív töltésű magja van a központjában, miközben az elektronok jelentős távolságra keringenek e mag körül, mint a bolygók a Nap körül.
Bohr Atomic Model
Rutherford modellje alapján Niels Bohr 1913-ban azt javasolta, hogy az elektronok körpályán mozogjanak az atommag körül. Ezeket a pályákat kvantáltuk, ami azt jelenti, hogy csak bizonyos pályák voltak engedélyezettek, míg mások nem. Bohr azt is megállapította, hogy az elektronok a különböző pályák között ugrálhatnak azáltal, hogy energiát bocsátanak ki vagy abszorbeálnak fotonok formájában, ezzel magyarázva a fény atomok általi kibocsátását és elnyelését.
Sommerfeld atommodellje (i.sz. 1916)
Sommerfeld modellje részben Albert Einstein relativitáselméleti posztulátumain alapult. Ezt a modellt Arnold Sommerfield javasolta, hogy kompenzálja a Bohr-modell hiányosságait.
Részben Albert Einstein relativitáselméletein alapul. Módosításai közé tartozott annak megerősítése, hogy az elektron pályája kör vagy ellipszis alakú az elektronnak kis elektromos árama van, és hogy a második energiaszinttől kezdve két vagy több alszint van.
Schrödinger atommodellje
Erwin Schrödinger Bohr és Sommerfeld munkáira építve az elektronok anyaghullámként való kezelését javasolta, ami lehetővé tette a hullámfüggvény későbbi valószínűségi értelmezését (amely leírja az ember megtalálásának valószínűségének nagyságát). Space), írta Max Born.
Ez azt jelenti, hogy a Heisenberg-féle bizonytalansági elvnek köszönhetően Valószínűleg meg lehet vizsgálni az elektron helyzetét vagy impulzusát, de mindkettőt nem. Ez a jelenlegi atommodell a 2000-es évek elején, néhány későbbi kiegészítéssel. Ezt "kvantumhullám-modellnek" hívják.
Kvantum Atommodell
A XNUMX. század során kifejlesztett kvantummodell a legösszetettebb és legaktuálisabb. A kvantummechanika elméletén alapul, és az atomot valószínűségi felhőként írja le, ahol az elektronok nem pontos pályát követnek, hanem inkább Az űr azon részein találhatók meg, ahol nagyobb a valószínűsége, hogy megtalálják. Ez a modell lehetővé tette az elektronok és viselkedésük mélyebb megértését, és megnyitotta az ajtót a modern kémia és fizika fejlődése előtt.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat arról, hogy melyek az atommodellek, és milyen típusú modellek léteztek a történelem során.