Atomski modeli so teoretične predstavitve, ki so jih znanstveniki razvili skozi čas, da bi poskušali razumeti strukturo in obnašanje atomov, ki so temeljne enote, ki sestavljajo snov. Zahvaljujoč tem atomskim modelom imamo veliko znanja o znanosti. Vendar marsikdo ne ve dobro kaj so atomski modeli.
Zato bomo v tem članku razložili, kaj so atomski modeli, čemu so namenjeni, kako so nastali in kako uporabni so.
Kaj so atomski modeli
Različne grafične predstavitve atomske strukture in delovanja imenujemo atomski modeli. Atomski model se je skozi človeško zgodovino razvijal iz idej o sestavi snovi, ki so se uporabljale v vsaki dobi.
Atom je najmanjša enota kemičnega elementa, ki ohranja svoje posebne lastnosti. Skozi zgodovino so različni znanstveniki in filozofi predlagali različne atomske modele, vsak na podlagi informacij in znanja, ki so bili takrat na voljo. Eden prvih modelov je bil tisti, ki ga je predlagal grški filozof Demokrit, ki je predlagal, da je snov sestavljena iz nedeljivih delcev, imenovanih "atomi", kar v grščini pomeni "nedeljivo".
Demokritov atomski model
"Kozmično atomsko teorijo" sta soustanovila grški filozof Demokrit in njegov mentor Levkip. Takrat znanja niso pridobivali z eksperimentiranjem, ampak z logičnim sklepanjem, miselnim predstavljanjem in diskusijo.
Demokrit je trdil, da je svet sestavljen iz zelo majhnih in nedeljivih delcev, večno obstoječih, homogenih in nestisljivih, ki razlikujejo se le po obliki in velikosti, ne pa po notranji funkciji.
Po Demokritu so lastnosti snovi določene z načinom sestavljanja atomov. Kasnejši filozofi, kot je Epikur, so teoriji dodali naključno gibanje atomov.
Daltonov atomski model
Prvi znanstveno utemeljen atomski model se je rodil na področju kemije, predlagal pa ga je John Dalton v svojem »Atomskem postulatu«. Verjel je, da je vse sestavljeno iz atomov, nedeljivih in neuničljivih, tudi s kemičnimi reakcijami.
Dalton je predlagal, da so atomi istega kemičnega elementa enaki drug drugemu, imajo enako maso in enake lastnosti. Po drugi strani, razvil koncept relativne atomske teže (teža vsakega elementa glede na težo vodika), s primerjavo mase vsakega elementa z maso vodika. Predlagal je tudi, da se lahko atomi med seboj združujejo v spojine.
Daltonova teorija je imela nekaj pomanjkljivosti. Izjavil je, da se spojine oblikujejo z najmanjšim možnim številom atomov elementov. Na primer, po Daltonu bi bila molekula vode H2O, ne H2O, kar je pravilna formula. Po drugi strani pa pravi, da so plinasti elementi vedno monoatomski, kar vemo, da ni res.
Lewisov model atoma
Znan tudi kot "kubični atomski model", v katerem je Lewis predlagal porazdeljeno atomsko strukturo v obliki kocke, z osmimi oglišči elektronov. To je pripeljalo do napredka pri študiju atomske valence in kemijske vezi, zlasti po posodobitvi leta 1919, ki jo je izvedel Irving Langmuir, ki je predlagal "kubični oktetni atom".
Te študije so bile osnova za tisto, kar je danes znano kot Lewisovi diagrami, ki so zelo uporabno orodje za razlago kovalentnih vezi.
Atomski model Thomson
V drugi polovici XNUMX. stoletja je znanstvenik JJ Thomson izvedel poskuse s katodnimi žarki in predlagal model, v katerem je bil atom pozitivno nabita krogla, podobno krogli testa, negativno nabiti elektroni pa so bili razpršeni v njej, kot rozine v pudingu. Ta model je postal znan kot "model pudinga z rozinami" in je bil prvi predlog notranje zgradbe atoma.
Rutherfordov atomski model
Rutherfordov model je nastal v začetku XNUMX. stoletja. V znamenitem eksperimentu je Rutherford bombardiral zlato folijo z delci alfa in ugotovil, da je večina delcev prešla skozi folijo, nekaj pa se jih je znatno odvrnilo. To je vodilo Rutherfordu predlagati, da ima atom majhno, gosto, pozitivno nabito jedro v svojem središču, medtem ko so se elektroni vrteli okoli tega jedra na precejšnji razdalji, kot planeti okoli sonca.
Bohrov atomski model
Na podlagi Rutherfordovega modela je Niels Bohr leta 1913 predlagal, da se elektroni gibljejo po krožnih orbitah okoli jedra. Te orbite so bile kvantizirane, kar pomeni, da so bile dovoljene le nekatere orbite, druge pa ne. Bohr je tudi ugotovil, da lahko elektroni skačejo med različnimi orbitami z oddajanjem ali absorbiranjem energije v obliki fotonov, s čimer je pojasnil oddajanje in absorpcijo svetlobe s strani atomov.
Sommerfeldov atomski model (1916 AD)
Sommerfeldov model je deloma temeljil na postulatih relativnosti Alberta Einsteina. Ta model je predlagal Arnold Sommerfield, da bi nadomestil pomanjkljivosti Bohrovega modela.
Delno temelji na relativnostnih postulatih Alberta Einsteina. Njegove spremembe so vključevale potrditev, da je orbita elektrona krožna ali eliptična, tj ima elektron majhen električni tok in da obstajata dva ali več podravni, ki se začnejo od druge energijske ravni.
Schrödingerjev atomski model
Na podlagi dela Bohra in Sommerfelda je Erwin Schrödinger predlagal obravnavanje elektronov kot valov snovi, kar je omogočilo kasnejšo verjetnostno interpretacijo valovne funkcije (ki opisuje velikost verjetnosti, da najdemo osebo). Vesolje), Maxa Borna.
To pomeni, da zaradi Heisenbergovega načela negotovosti možno je verjetnostno proučevati položaj elektrona ali njegov moment, ne pa obojega. To je trenutni atomski model iz zgodnjih 2000-ih, z nekaterimi dodatki, narejenimi pozneje. Imenuje se "kvantni valovni model."
Kvantni atomski model
Kvantni model, ki se je razvijal skozi XNUMX. stoletje, je najbolj zapleten in aktualen. Temelji na teoriji kvantne mehanike in opisuje atom kot oblak verjetnosti, kjer elektroni ne sledijo natančnim orbitam, temveč Najdemo jih v regijah vesolja z večjo verjetnostjo, da jih najdemo. Ta model je omogočil globlje razumevanje elektronov in njihovega obnašanja ter odprl vrata napredku v sodobni kemiji in fiziki.
Upam, da boste s temi informacijami izvedeli več o tem, kaj so atomski modeli in kakšne vrste modelov so obstajale skozi zgodovino.