Модели атома | Атом | Siyavula

1. 4.2 Модели атома (ESAAN) Важно понимать, что многое из того, что мы знаем о структуре атомов, было...
2. Модель атома Томсона (ESAAP)
3. Модель атома Резерфорда (ESAAQ)
4. Модель атома Бора (ESAAR)
5. Джеймс Чедвик (ESAAS)
6. Другие модели атома (ESAAT)
7. Модели атома

4.2 Модели атома (ESAAN)

Важно понимать, что многое из того, что мы знаем о структуре атомов, было разработано в течение длительного периода времени. Это часто, как развиваются научные знания, когда один человек опирается на идеи другого. Мы собираемся посмотреть, как наше современное понимание атома развивалось с течением времени.

Идея об атомах была изобретена двумя греческими философами, Демокритом и Левкиппом в пятом веке до нашей эры. Греческое слово ατoμoν (атом) означает неделимое, потому что они считали, что атомы не могут быть разбиты на более мелкие части.

В настоящее время мы знаем, что атомы состоят из положительно заряженного ядра в центре, окруженного отрицательно заряженными электронами . Однако в прошлом, прежде чем структура атома была должным образом понята, ученые придумали множество различных моделей или изображений, чтобы описать, как выглядят атомы.

модель

Модель - это представление системы в реальном мире. Модели помогают нам понять системы и их свойства.

Например, атомная модель представляет, как могла бы выглядеть структура атома, основываясь на том, что мы знаем о поведении атомов. Это не обязательно истинная картина точного строения атома.

Модели часто упрощаются. Маленькие игрушечные машинки, с которыми вы, возможно, играли в детстве, являются моделями. Они дают вам хорошее представление о том, как выглядит настоящая машина, но они намного меньше и намного проще. Модель не всегда может быть абсолютно точной, и важно, чтобы мы осознавали это, чтобы не создавать неправильное представление о чем-либо.

Модель атома Далтона (ESAAO)

Джон Далтон предположил, что вся материя состоит из очень маленьких вещей, которые он назвал атомами. Это не было совершенно новым понятием, поскольку древние греки (особенно Демокрит) предположили, что вся материя состоит из маленьких неделимых (не разделяемых) объектов. Когда Далтон предложил свою модель, электроны и ядро ​​были неизвестны.

Рисунок 4.2: Атом по Далтону.

Модель атома Томсона (ESAAP)

После того, как электрон был обнаружен Дж. Дж. Томсоном в 1897 году, люди поняли, что атомы состоят из частиц даже меньшего размера, чем они думали ранее. Однако атомное ядро ​​еще не было обнаружено, и поэтому «модель сливового пудинга» была выдвинута в 1904 году. В этой модели атом состоит из отрицательных электронов, которые плавают в «супе» с положительным зарядом, очень похожим на сливы. в пудинг или изюм в фруктовый торт ( Рисунок 4.3 ). В 1906 году Томсон был удостоен Нобелевской премии за свою работу в этой области. Однако даже при использовании модели сливового пудинга до сих пор не было понимания того, как эти электроны расположены в атоме.

Рисунок 4.3: Атом по модели сливового пудинга.

Открытие излучения было следующим шагом на пути к построению точной картины строения атома. В начале двадцатого века Мари и Пьер Кюри обнаружили, что некоторые элементы ( радиоактивные элементы) испускают частицы, которые способны проходить сквозь вещество подобно рентгеновским лучам (подробнее об этом в 11 классе). Именно Эрнест Резерфорд в 1911 году использовал это открытие для пересмотра модели атома.

Две другие модели, предложенные для атома, были кубической моделью и моделью Сатурна. В кубической модели предполагалось, что электроны лежат по углам куба. В сатурнианской модели предполагалось, что электроны вращаются вокруг очень большого и тяжелого ядра.

Модель атома Резерфорда (ESAAQ)

Резерфорд провел несколько экспериментов, которые привели к изменению представлений об атоме. Его новая модель описывала атом как крошечное, плотное, положительно заряженное ядро, называемое ядром, окруженным более легкими, отрицательно заряженными электронами. Другой способ думать об этой модели заключался в том, что атом был похож на мини-солнечную систему, где электроны вращаются вокруг ядра, как планеты, вращающиеся вокруг Солнца. Упрощенная картина этого показана рядом. Эта модель иногда известна как планетарная модель атома.

Рисунок 4.4. Модель атома Резерфорда.

Модель атома Бора (ESAAR)

Однако были некоторые проблемы с моделью Резерфорда: например, она не могла объяснить очень интересное наблюдение, что атомы излучают свет только на определенных длинах волн или частотах. Нильс Бор решил эту проблему, предложив, чтобы электроны могли вращаться вокруг ядра только на определенных специальных орбитах на разных уровнях энергии вокруг ядра.

Рисунок 4.5. Модель атома Бора.

Джеймс Чедвик (ESAAS)

Резерфорд предсказал (в 1920 г.), что в ядре должен присутствовать другой тип частиц наряду с протоном. Он предсказал это, потому что, если бы в ядре были только положительно заряженные протоны, то оно должно распасться на кусочки из-за отталкивающих сил между протонами, заряженными одинаково! Чтобы атом оставался электрически нейтральным, эта частица сама должна быть нейтральной. В 1932 году Джеймс Чедвик открыл нейтрон и измерил его массу.

Другие модели атома (ESAAT)

Хотя наиболее часто используемой моделью атома является модель Бора, ученые все еще разрабатывают новые и улучшенные теории о том, как выглядит атом. Одним из наиболее важных вкладов в атомную теорию (область науки, которая смотрит на атомы) было развитие квантовой теории. Шредингер, Гейзенберг, Борн и многие другие сыграли свою роль в развитии квантовой теории.

Присоединяйтесь к тысячам учеников, улучшающих свои научные оценки в Интернете с помощью практики Siyavula.

Подпишите здесь

Модели атома

Упражнение 4.1

Сопоставьте информацию в столбце A с ключом первооткрывателя в столбце B.

Столбец А

Колонка Б

1. Открытие электронов и модель сливового пудинга

А. Нильс Бор

2. Расположение электронов

Б. Мари и Пьер Кюри

3. Атомы как наименьший строительный блок материи

C. древние греки и далтон

4. Открытие ядра

Д. Дж. Томсон

5. Открытие радиации

Э. Резерфорд

Решение еще не доступно.