A kémiai atom ... Az atom modellje. Az atom szerkezete

Gondolatok a természet a környéken kezdett látogatást az emberiség régen fénykorát a modern civilizáció. Először is, az emberek találgatnak, hogy létezik valamilyen magasabb hatalom, amely, azt hitték, előre az egész lény. De elég hamar, filozófusok és papok kezdett gondolkodni az a tény, hogy mi, sőt, a szövete létezését. Kerültek napvilágra, de egy történelmi szempontból vált dominánssá atomi.

Mi az atom a kémia? Ez, valamint az összes kapcsolódó témákról lesz szó ebben a cikkben. Reméljük, hogy benne megtalálhatja a választ minden kérdésre.

Az alapító az atom-elmélet

Amennyiben az első kémia leckét kezdődik? A szerkezet egy atom - a fő témája. Lehet, hogy emlékszik, hogy az „atom” fordították a görög nyelv, „oszthatatlan”. Most, sok történész úgy véli, hogy az első javasolta az elmélet, mely szerint néhány apró részecskék teszik ki mindent, ami létezik, Démokritosz. Élt az ie V. században.

Sajnos, a e kiváló gondolkodó gyakorlatilag semmit sem tudunk. Ez még nem érte el nekünk írott forrás azokat az időket. És mivel a legnagyobb tudósok korának, ötletek, meg kell tanulni csak a Aristoteles, Plato és más görög gondolkodók.

Így a téma - „A szerkezet az atom.” A kémiában nem minden magas volt értékelés, de sokan emlékeznek, hogy minden a következtetéseket a régi tudósok építettek kizárólag következtetések. Démokritosz nem volt kivétel.

Ahogy én indokolással Démokritosz?

Az ő logikája nagyon egyszerű, de ugyanakkor zseniális. Képzelje el, hogy a legélesebb kés a világon. Veszel egy almát, például majd elkezdik vágni: két félből négyfelé, ossza őket újra ... Egy szó, előbb-utóbb kap egy szerény szelet vastagsága továbbra is megosztja őket akkor már lesz lehetetlen. Itt lesz oszthatatlan atom. A kémiában ezt az állítást tekinthetők igazi majdnem a végén a 19. században.

Tól Démokritosz a modern elképzelések

Meg kell jegyezni, hogy az ókori görög fogalmak a mikrokozmosz maradt egyetlen „atom”. Most minden iskolás tudja, hogy a körülöttünk lévő világ épül fel, sokkal alapvetőbb és finom. Ezen túlmenően, a terv a modern tudomány, az elmélet a Démokritosz nem volt több, mint egy tisztán elméleti számítás nem támasztja alá semmi bizonyíték nincs arra. Azonban azokban a napokban nem volt elektronmikroszkóp, ezért bizonyítani, ha más módon a gondolkodó nem történt volna meg.

Az első gyanú, hogy Démokritosz valójában ott a vegyészek. Gyorsan rájöttek, hogy sok az anyagok lebontják egyszerűbb alkatrészek a reakció során. Ezen felül, akkor hozta súlyos kémiai törvényszerűségeit ezeket a folyamatokat. Tehát, amikor észrevették, hogy úgy nyolc tömegfrakciójának oxigén- és egy víz - hidrogén (Avogadro-törvény).

A középkorban, minden materialista tanítás, beleértve az elmélet Démokritosz, forgalmazása és fejlesztése nem tudott egyáltalán. És csak a XVIII században a tudósok ismét visszatért az atomelméletnek. Mire a kémikus Lavoisier, a mi nagy M. V. Lomonoszov és tehetséges angol fizikus D. Dalton (ami megbeszéljük külön-külön), meggyőzően bizonyította, hogy a kollégák a valóságot jelent. Hangsúlyozni kell, hogy még a felvilágosult 18. században atomelméleté sokáig számos kiemelkedő fejében az időben komolyan venni.

Bármi is volt, de még ezek a nagy tudósok még nem terjesztett elő az elmélet a szerkezet az atom, mint ő tekinthető egy és oszthatatlan részecske, mindennek az alapja.

Sajnos, a kémiai kísérleteket nem egyértelműen bizonyítják, a valóság az átalakítás néhány atomok egyéb anyagok. Mégis az alapvető tudományos tanulmányozásában atomok éppen kémia. Atomok és molekulák hatását vizsgálták a hosszú ideig, a ragyogó orosz tudósok, amely nélkül lehetetlen elképzelni, hogy a modern tudomány.

A tant D. I. Mendeleeva

Egy hatalmas szerepet a fejlesztés az atomi tan játszott D. I. Mengyelejev, aki 1869-ben alkotta meg a ragyogó periódusos rendszerben. Egy elmélet került be a tudományos közösség, amely nem csak hogy nem utasítja el, de ésszerű feltételezéseket kiegészíti minden materialisták. Már a 19. században, a tudósok képesek voltak annak bizonyítására, hogy az elektronok. Mindezek az eredmények alapján a legjobb elmék a 20. század komolyan tanulmányozza az atom. A kémiában ezúttal is jellemezték, sok felfedezést.

De a tanítás Mengyelejev értékes nemcsak ezekre. Még mindig nem világos, hogy pontosan hogyan formájában atomok különböző kémiai elemek. De a nagy orosz tudós volt képes bizonyítani, meggyőzően, hogy azok mindegyike, kivétel nélkül, szorosan kapcsolódnak egymáshoz.

Nyitva Dalton

De ahhoz, hogy képes legyen értelmezni a több különálló adatokat csak Dzhon Dalton, akinek a nevét örökre bevésődött a felfedezés maga a törvény. Jellemzően a tudósok tanulmányozták csak a gázok viselkedését, de a különböző érdekek, hogy sokkal szélesebb. 1808-ban kezdte kiadói új, alapvető munka.

Ez dalton feltételezzük, hogy mindegyik kémiai elem megfelel egy bizonyos atom. De a tudós, mint Démokritosz évszázadokon előtte, még mindig úgy gondolta, hogy azok teljesen elválaszthatatlanok. A számos huzat vázlatos rajzokra, ahol az atom formájában egyszerű pellet. Ez a gondolat, mely eredetileg több mint 2500 évvel ezelőtt tartott csaknem napjainkig! Azonban csak viszonylag újabban felfedezett igazán mély szerkezete az atom. Chemistry (9. évfolyam különösen) még ma is nagymértékben függhet az ötlet, hogy először adott hangot a 18. században.

Kísérleti igazolás az oszthatóság atomok

Azonban szinte minden tudós úgy vélte, hogy az atom végéig a 19. század - a határ, amelyen túl nincs semmi. Úgy gondolták, hogy az alapja minden teremtés pontosan azt. Ezt megkönnyítette a különböző kísérletek: bármit lehet mondani, de mi változik, csak a molekula, míg az arány az atomokkal az anyag nem fordul elő semmi, nem magyarázható pusztán a kémia. A szerkezet a szénatomok, például továbbra is teljesen változatlan akár különböző allotropic államokban.

Röviden, hosszú ideig, egyáltalán nem volt kísérleti adatok szerint legalább közvetve megerősítette gyanúját egyes tudósok, hogy van néhány alapvető részecskék. Csak a 19. században (nem utolsósorban köszönhetően a tapasztalatok a Curie-k) azt mutatták, hogy bizonyos feltételek mellett az atomok egyik eleme lehet alakítani a másik. Ezek a felfedezések képezik az alapját a modern elképzelések a világ körülöttünk.

Mazsola és pudingok

1897-ben, George. Thomson angol fizikus, azt találták, hogy minden atom van egy bizonyos mennyiségű negatív töltésű részecskék, amit más néven „elektronok”. Már 1904-ben, a tudós létrehozta az első atom modell, amely jobban ismert között „mazsolás puding”. A név elég pontosan tükrözi a lényeget. Alapján Thomson elméletét az atom a kémia - ez egy „edény” a egyenletesen eloszoljon az olvadékban töltés és elektronok.

Megjegyzendő, hogy ez a modell volt forgalomban még a 20. században. Később kiderült, hogy teljesen hibás volt. Mégis, ez volt az első tudatos törekvés, hogy az ember (és tudományos alapon), hogy újra a környező mikrokozmosz, mely atom modell, egészen egyszerű és világos.

kísérletek Curie

Úgy véljük, hogy a pár, Pierre és Mariya Kyuri alapkövét atomfizika. Természetesen a hozzájárulást ilyen zseni, sőt feláldozta élet és egészség nem lehet alábecsülni, de a tapasztalatok sokkal több alapvető fontosságú. Majdnem egyidejűleg Rutherford bizonyították, hogy atom - sokkal összetettebb és heterogén szerkezetű. A jelenséget a radioaktivitás általuk feltárt, ennyi és beszélni.

Elején 1898 Maria megjelent az első cikk szentelt sugárzás. Hamarosan Mária és Per Kyuri azt mutatták, hogy a keverék a klórozott vegyületek urán és a rádium kezdenek megjelenni egyéb anyagok, amelyek létezését kételkedett a hivatalos kémia. A szerkezet az atom azóta elkezdték felfedezni komolyan.

„Planetary” megközelítés

Végül Rutherford úgy döntött, hogy a nehézfém atom bombázásos α-részecskék (teljesen ionizált hélium). Egy tudós egyszer azt javasolta, hogy a fény az elektronok nem képesek megváltoztatni a pályáját részecske mozgás. Ennek megfelelően, a diszperzió okozhat csak néhány nehezebb komponenseket, hogy lehet jelen az atommag. Azonnal megjegyezzük, hogy az eredeti Rutherford nem állította, hogy változtassa meg a „puding” elmélet. Ez a modell az atom tartották kifogástalan.

Ezért azt eredményezheti, hogy csaknem valamennyi részecske gond nélkül áthaladt egy vékony ezüst, ez nem lep meg. Ez csak hamar világossá vált, hogy néhány, a hélium atomok eltérített csak 30 °. Nem volt mit mondani, abban az időben a kémia. Szerinti készítmény Thomson atom feltételezzük egyenletes eloszlását az elektronok. De ez nyilvánvalóan ellentétes a megfigyelt jelenségeket.

Ez rendkívül ritka, de néhány részecskék repült szögben, még 180 °. Rutherford a legmélyebb tanácstalanság. Végül is, ez élesen ellentmond a „puding”, olyan díjat, amely kellett volna, hogy (a Thomson elmélet) egyenletesen elosztva. Következésképpen az egyenetlen töltésű helyeket, amelyek taszítják az ionizált hélium, nem voltak jelen.

Milyen következtetések jönnek Rutherford?

Ezek a körülmények kéri a tudósok úgy vélik, hogy az atom többnyire üres, és csak a középső fókuszpontot néhány oktatás pozitív töltés - a kernel. És ott volt a bolygó atom modell, amely feltételezi a következők:

• Amint már említettük, ez található a központi része a mag, és annak térfogatát (méretéhez képest az atom is) elhanyagolható.
• Gyakorlatilag az összes atomtömegű, valamint az összes a pozitív töltés található a sejtmagban.
• Az elektronok körülötte forog. Fontos, hogy ezek száma megegyezik a pozitív töltés.

paradoxonok elmélet

Minden jó lenne, de az atom modell nem magyarázza a hihetetlen rugalmasságát. Emlékeztetni kell arra, hogy az elektronok mozognak pályák nagy gyorsulás. Ezzel a törvényi elektrodinamika egy tárgy idővel minden bizonnyal elveszti töltését. Ha figyelembe vesszük a posztulátumain Newton és Maxwell, az elektronok általában meg kell ledönteni, hogy a mag, mint jégeső a földön.

Természetesen nincs olyan dolog történik a valóságban. Bármely atom nemcsak nagyon ellenálló, de lehet egészen korlátlan ideig, ahol nincs sugárzás nem fog menni. Ez az eltérés azzal magyarázható, hogy a mikrovilág próbálunk alkalmazni törvények érvényesek csak az a klasszikus mechanika. Kiderült, hogy az atomi léptékű jelenségek nem kell alkalmazni egyáltalán. És mivel a szerkezet az atom (kémia Grade 11) tankönyv szerzők megpróbálják megmagyarázni, amennyire csak lehetséges, egyszerű szavakkal.

Bohr tan

Dán fizikus, Niels Bohr bebizonyosodott, hogy a mikrokozmosz nem vonatkoznak ugyanazok a törvények, rendelkezések, amelyek érvényesek makroszkopikus objektumok. Az ő ötlete volt, hogy a mikrokozmosz „irányított” kizárólag kvantum törvényeket. Persze, akkor nem volt kvantumelmélet, hanem Bor valójában kezdte őse, hogy kifejtsék gondolataikat formájában három feltételezi, hogy „megmentette” az atom, ez elkerülhetetlenül meghal, ha ő „élt” szerint Rutherford elmélete. Ez az elmélet Dane volt az alapja minden kvantummechanika.

Bohr posztulátumát

• Ezek közül az első így szól minden atomi rendszer lehet csak bizonyos atomi állapotok, és mindegyikük egy bizonyos tulajdonság értéke az energia (E). Ha stacionárius állapotban az atom (csendes), majd bocsátanak ki nem tud.
• A második tétel azt mondja, hogy a kibocsátott fényenergia akkor csak abban az esetben való átmenet állapotában több energiát egy mérsékeltebb. Ennek megfelelően a felszabaduló energia egyenlő a különbség az értékek között két stacionárius állapot.

Niels Bohr atom modell

tudós javasolta 1913-ban szemiklasszikus elmélet. Érdemes megjegyezni, hogy az egyik alapvető élelmét planetáris modellt Rutherford, aki röviddel azelőtt le az atom az anyag. Már mondta, hogy a klasszikus mechanika számítások Rutherford ellenkezőleg: az ez alapján azt feltételezték, hogy idővel az elektron biztos volt benne, hogy csökken a felszínen az atom.

Annak érdekében, hogy „megkerülni” az ellentmondás, a tudós bevezetett egy speciális felvételi. Ennek lényege abban rejlik, hogy sugárzik az energia (amely állítólag vezet bukásuk), az elektronok csak mozog egy adott pályára. Ha mozog, mint a többi pályák feltételezett kémiai atomok marad passzív állapotban. Szerint Bohr, mint pályája azok mennyiségi pont mozgását amely egyenlő volt Planck állandó.

A kvantumelmélet atomszerkezetre

Ahogy már mondtuk, a mai napig, a kurzus a kvantumelmélet atomi szerkezetét. Kémia elmúlt években vezetett kizárólag neki. Ez alapján négy alapvető axiómák.

1. Először, a kettősség (korpuszkuláris-hullám természete) az elektron magának. Egyszerűen fogalmazva, a részecske viselkedik és milyen anyagi tárgy (a részecske), és mint a hullám. Mivel a részecske fajlagos töltésű és tömege. Az, hogy az elektronok a diffrakciós közös klasszikus hullámok. Ez ugyanaz a hullámhossz (λ) és a részecske sebesség (v) kapcsolódhat egymáshoz speciális de Broglie kapcsolatban: λ = h / mv. Mint azt sejteni lehet, m - a elektron tömege.

2. koordináták és sebességek a részecskék mérésére abszolút precíz teljesen lehetetlen. Minél pontosabban határozza meg koordinálja, annál nagyobb a bizonytalanság a sebesség. Mivel azonban, és fordítva. Ezt a jelenséget nevezzük Heisenberg bizonytalansági, ami kifejezhető az alábbi összefüggés: Ax ∙ m ∙ Av> ž / 2. Delta X (Ah) kifejezett bizonytalanság koordinátáját a térben. Ennek megfelelően, delta, ppm: V (Av) képviseli a sebesség hibát.

3. Ellentétben az összes korábban közhiedelemmel az elektronok nem halad át egy szigorúan meghatározott kering a vonatok a síneken. Quantum elmélet szerint az elektron lehet a tér bármely pontján, de ennek a valószínűsége különbözik minden szegmensben.

Ez része a tér közvetlenül az atommag körül, ahol ez a valószínűség maximális, az úgynevezett orbitális. Modern kémia szerkezete az elektron pályák atomok tanulmányok ebből a szempontból. Természetesen az iskolák tanítják a helyes elosztása az elektronok a szintet, de a legvalószínűbb, a valóságban is különböznek egészen másképp.

4. A mag magában foglal egy atom nukleonok (protonok és neutronok). A sorszám az elem a periódusos számát jelzi protont tartalmazó atom, és az összeg a protonok és a neutronok egyenlő a atomtömeg. Itt van, hogy ismertesse a szerkezet az atom magja kémia ma.

Az alapítók a kvantummechanika

Megjegyzés: a tudósok, akik a legnagyobb mértékben járulnak hozzá a fejlesztés ezen fontos szektor: a francia fizikus Louis de Broglie, Heisenberg német, osztrák, Schrödinger, az angol Dirac. Ezek az emberek később Nobel-díjat.

Amennyire ez a terv ment kémia? Kémiai szerkezetét az atom, a legtöbb ilyen év tartották elég egyszerű: sokan csak 1947-ben végre felismerte a valóság a létezés elemi részecskék.

bizonyos következtetéseket

Általában, ha létrehoz egy kvantumelmélet nem volt mentes a matematikusok, mint az összes ezeket a folyamatokat lehet számítani csak a komplex számításokat. De a fő nehézséget nem ez a lényeg. A folyamatok által leírt ezt az elméletet, ne csak a mi érzékeink, annak ellenére, hogy minden modern tudományos technológia, hanem a képzelet.

Nincs ember, még néhány nem tudja elképzelni folyamatok mikrokozmosz, hogy nem szeretem a jelenségeket látjuk a makrokozmosz. Gondoljunk csak bele: a legújabb felfedezések alapján joggal feltételezhetjük, hogy a kvarkok, neutrínók és egyéb alapvető részecskék léteznek a kilenc dimenzió (!). Mint az a személy él egy háromdimenziós térben, akár mintegy leírni a viselkedést?

Abban a pillanatban, akkor csak azon múlik, a matematika és a hatalom a modern számítógépek, amelyek talán fogják használni mikro-világ szimuláció. Jelentősen segíti és kémia: atomi szerkezete minden bizonnyal felül kell vizsgálni, miután a közelmúltban a tudósok ezen a területen dolgozó, számolt be a felfedezés, egy új típusú kémiai kötés.

A modern fogalma a szerkezet az atom

Ha figyelmesen olvassa el az összes fenti, akkor valószínűleg maguk képesek lesznek megmondani, hogy mi a mai képet az anyag szerkezete tartalmaz. De mi magyarázza: ez némileg módosított elmélet Rutherford, kiegészítve felbecsülhetetlen előírásait Niels Bohr. Egyszerűen fogalmazva, ma úgy vélik, hogy az elektronok egy kaotikus, homályos utak a mag körül, amely álló neutronok és protonok. Ez része a tér körül, amelyben az elektron nagy valószínűséggel előforduló úgynevezett orbitális.

Bár nem lehet pontosan megmondani, hogy meg fogja változtatni a atomi szerkezete a jövőben. Minden nap, a tudósok dolgoznak a behatolás a titkait a mikrokozmosz: az LHC (Large Hadron Collider), a fizikai Nobel-díjat - mindez annak az eredménye, a felmérési adatok.

De még most sem tudja képzelni, és hozzávetőleges képet, amit még rejteni tartalmaz. Egyértelmű, csak az, hogy az atom maga a skála a mikrokozmosz - hatalmas épület, amelyben azt vizsgáltuk, kivéve az első emeleten, és akkor sem teljesen. Szinte minden évben vannak olyan jelentések a lehetőségét megnyitó egyre több új elemi részecskék. Amikor a folyamat tanulmányozása atomok lesz teljesen kész, nem vállalja megjósolni egy ma.

Elég annyit mondani, hogy elképzeléseinket őket változni kezdett csak 1947-ben, amikor az úgynevezett V-részecskéket fedeztek fel. Ezt megelőzően, az emberek csak kismértékben mélyült az elmélet, amely a 19. században épült kémia. Az atom szerkezete - egy lenyűgöző rejtvényfejtésben amelyek elfoglalták a legjobb elmék az emberiség.