Атомные модели — это теоретические представления, которые ученые разработали с течением времени, чтобы попытаться понять структуру и поведение атомов, которые являются фундаментальными единицами, составляющими материю. Именно благодаря этим атомным моделям у нас есть большие знания о науке. Однако многие плохо знают что такое атомные модели.
Поэтому в этой статье мы собираемся объяснить, что такое атомарные модели, для чего они нужны, как они возникли и насколько они полезны.
Что такое атомные модели
Различные графические представления атомной структуры и функции называются атомными моделями. Модель атома развивалась на протяжении всей истории человечества из представлений о составе материи, использовавшихся в каждую эпоху.
Атом — это наименьшая единица химического элемента, сохраняющая свои отличительные свойства. На протяжении всей истории разные ученые и философы предлагали разные модели атома. каждый основан на информации и знаниях, доступных в то время. Одной из первых моделей была модель, предложенная греческим философом Демокритом, который предположил, что материя состоит из неделимых частиц, называемых «атомами», что в переводе с греческого означает «неделимый».
Модель атома Демокрита
«Космическая атомная теория» была основана греческим философом Демокритом и его наставником Левкиппом. В то время знания приобретались не путем экспериментов, а посредством логических рассуждений, мысленных представлений и дискуссий.
Демокрит предположил, что мир состоит из мельчайших и неделимых частиц, вечно существующих, однородных и несжимаемых, которые они различаются только по форме и размеру, а не по своей внутренней функции.
Согласно Демокриту, свойства материи определяются способом соединения атомов. Более поздние философы, такие как Эпикур, добавили к теории случайное движение атомов.
Атомная модель Дальтона
В области химии родилась первая научно обоснованная модель атома, предложенная Джоном Дальтоном в его «Атомном постулате». Он считал, что все состоит из атомов, неделимых и неразрушимых даже в результате химических реакций.
Дальтон предположил, что атомы одного и того же химического элемента равны между собой, имеют одинаковую массу и одинаковые свойства. С другой стороны, ввел понятие относительного атомного веса (вес каждого элемента по отношению к весу водорода), сравнивая массу каждого элемента с массой водорода. Он также предположил, что атомы могут соединяться друг с другом, образуя соединения.
Теория Дальтона имела некоторые недостатки. Он заявил, что соединения образуются с использованием наименьшего возможного числа атомов элементов. Например, согласно Дальтону, молекула воды будет H2O, а не H2O, что является правильной формулой. С другой стороны, он говорит, что газообразные элементы всегда одноатомны, что, как мы знаем, неверно.
Модель атома Льюиса
Также известная как «кубическая атомная модель», в которой Льюис предложил кубическую распределенную атомную структуру с восемью вершинами, являющимися электронами. Это привело к прогрессу в изучении атомной валентности и химической связи. особенно после обновления в 1919 году Ирвингом Ленгмюром, который предложил «кубический октетный атом».
Эти исследования легли в основу того, что теперь известно как диаграммы Льюиса, которые являются очень полезными инструментами для объяснения ковалентных связей.
Атомная модель Томсона
Во второй половине XIX века ученый Дж. Дж. Томсон провел эксперименты с катодными лучами и предложил модель, в которой атом представлял собой положительно заряженную сферу, похожей на шарик теста, и отрицательно заряженные электроны были рассеяны внутри него, как изюм в пудинге. Эта модель стала известна как «модель пудинга с изюмом» и была первым предположением о внутренней структуре атома.
Атомная модель Резерфорда
Модель Резерфорда возникла в начале XNUMX века. В известном эксперименте Резерфорд бомбардировал золотую фольгу альфа-частицами и обнаружил, что большинство частиц проходят сквозь фольгу, но некоторые значительно отклоняются. Это привело Резерфорд предположил, что в центре атома находится маленькое плотное положительно заряженное ядро., а электроны вращались вокруг этого ядра на значительном расстоянии, как планеты вокруг Солнца.
Атомная модель Бора
Основываясь на модели Резерфорда, Нильс Бор в 1913 году предположил, что электроны движутся по круговым орбитам вокруг ядра. Эти орбиты были квантованы, это означает, что были разрешены только определенные орбиты, а другие - нет. Бор также установил, что электроны могут прыгать между разными орбитами, излучая или поглощая энергию в виде фотонов, что объясняет испускание и поглощение света атомами.
Атомная модель Зоммерфельда (1916 г. н.э.)
Модель Зоммерфельда частично основывалась на постулатах теории относительности Альберта Эйнштейна. Эта модель была предложена Арнольдом Зоммерфилдом в попытке компенсировать недостатки модели Бора.
Он частично основан на постулатах теории относительности Альберта Эйнштейна. Его модификации включали подтверждение того, что орбита электрона является круговой или эллиптической, что электрон имеет небольшой электрический ток и что есть два или более подуровня, начиная со второго энергетического уровня.
Атомная модель Шредингера
Основываясь на работах Бора и Зоммерфельда, Эрвин Шредингер предложил рассматривать электроны как волны материи, что позволило более позднюю вероятностную интерпретацию волновой функции (которая описывает величину вероятности найти человека). Космос) Макса Борна.
Это означает, что благодаря принципу неопределенности Гейзенберга можно изучать вероятностно положение электрона или его импульс, но не то и другое одновременно.. Это текущая модель атома на начало 2000-х годов с некоторыми дополнениями, сделанными позже. Это называется «квантово-волновая модель».
Квантовая атомная модель
Квантовая модель, разрабатывавшаяся на протяжении XNUMX века, является наиболее сложной и актуальной. Он основан на теории квантовой механики и описывает атом как вероятностное облако, в котором электроны не следуют точным орбитам, а скорее Они находятся в областях космоса с более высокой вероятностью обнаружения. Эта модель позволила глубже понять электроны и их поведение и открыла двери для достижений современной химии и физики.
Я надеюсь, что с помощью этой информации вы сможете узнать больше о том, что такое атомные модели и какие типы моделей существовали на протяжении всей истории.