| Назва: | Сучасна модель атома |
| Тип: | Реферати |
| Мова: | Українська |
| Розмiр: | 13,97 KB |
| Скачувань: | 56 |
Бор, як і Томсон до нього, шукав таке розташування електронів в атомі, що пояснило б його фізичні і хімічні властивості. Бор бере за основу модель Резерфорда. Йому також відомо, що заряд ядра і число електронів у ньому, дорівнює числу одиниць заряду, визначається місцем елемента в періодичній системі елементів Менделєєва. Таким чином, це важливий крок у розумінні фізико-хімічних властивостей елемента. Але залишаються незрозумілими дві речі: надзвичайна стійкість атомів, несумісна з уявленнями про рух електронів по замкнутих орбітах, і походження їхніх спектрів, що складаються з цілком визначених ліній. Така визначеність спектра, його яскраво виражена хімічна індивідуальність, мабуть, якось зв'язана зі структурою атома. Усе це важко пов'язати з універсальністю електрона, заряд і маса якого не залежать від природи атома, до складу якого вони входять. Стійкість атома в цілому суперечить законам електродинаміки, згідно яким електрони, роблячи періодичні рухи, повинні безупинно випромінювати енергію і, втрачаючи її, “падати” на ядро. До того ж і характер руху електрона, що пояснюється законами електродинаміки, не може приводити до таких характерних лінійчатих спектрів, що спостерігаються насправді.
1.3. Радіоактивність.
Велике значення для розуміння будови атома мало відкриття радіоактивності. Антуан Анрі Беккерель (лауреат Нобелівської премії 1903 року) відкрив явище радіоактивності в 1896 році на солях урану. Радіоактивністю називають випускання деякими елементами проміння, здатного проходити крізь речовини, іонізувати повітря, обумовлене розпадом атомних ядер.
В 1898 році Марія Склодовська-Кюрі (лауреат Нобелівської премії 1903 і 1911 років) виділила з уранової руди елементи полоній і радій.
Марія Склодовська-Кюрі допустила, що радіоактивність радію зумовлена розпадом його атомів. Вона відкрила a- та b-промені. В 1900 році її чоловік П'єр Кюрі відкрив g-промені. Було встановлено, що :
a- промені є потоком ядер гелію, які мають велику швидкість. Не або Не2+. Утворюються при радіоактивному розпаді.
Наприклад: 88226Ra Ú 86222 Rn + 24He
b- промені є потоком електронів, що рухаються з швидкістю, спів вимірною з швидкістю світла. Ці електрони випромінюються в результаті розпаду нейтронів.
Наприклад: 01 n Ú 11p + -10e
g-промені є електромагнітним випроміненням з високою енергією, але меншою довжиною хвилі, що обумовлює його високу проникну здатність.
Ці та інші дослідження дозволили створити сучасні уявлення про будову атому.
2. Сучасні уявлення науки про будову атома
2.1. Уявлення квантової механіки про стан електронів в атомі.
В 1900 р. Макс Планк допустив, що поглинання або випромінення енергії може здійснюватись тільки певними порціями, які він назвав квантами. Енергію кванта Планк математично описав рівнянням:
Е=hn,
n - частота випромінення,де Е - величина порції енергії,
h - постійна Планка (h=6,626*10-34 Дж*с).
В 1905 р. Альберт Ейнштейн доказав, що будь-яке випромінення складається з дискретних частинок - квантів випромінення, які називаються фотонами. В результаті цих досліджень виникло уявлення про подвійну природу світла. А в 1924 р. Луі де Бройль розповсюдив це уявлення на електрони і пояснив корпускулярно-хвильовий дуалізм поведінки електрона.
Сучасна квантова механіка базується на планетарній моделі Бора, а також на принципі заборони Паулі. (Докладно розглядається далі). Цей принцип точно визначив розташування електронів на дискретних енергетичних рівнях навколо ядра. В 1926 р. Ервін Шредінгер запропонував математичне рівняння для опису руху субатомних частинок. Кульмінацією розвитку квантової механіки є дослідження Поля Дірака, який зміг теоретично пояснити корпускулярно-хвильовий дуалізм елементарних частинок.
Розглянуті вище дослідження дозволили сформулювати ряд положень, що складають сучасні уявлення науки про будову атома :
2.2. Електронна Будова Атома
Обґрунтувати теорію електронної будови дозволяють сучасні методи дослідження атомних спектрів та енергій іонізації атомів. Будь-який спектр є розкладом випромінення на компоненти. Відповідно до моделі Бора електрони в атомах обертаються навколо ядра по кругових орбітах, чи оболонках. Кожна оболонка має строго визначений енергетичний рівень і характеризується деяким квантовим числом N. Чим більше N , тим вище енергетичний рівень оболонки. Оболонки одержали літерне позначення K, L, M, N і далі в порядку латинського алфавіту, кожній оболонці відповідає своє квантове число N. Для K оболонки N = 1, для L - N = 2, для M - N=3 і т.д. На кожній оболонці може знаходитися не більше визначеного числа електронів, і їхнє максимальне число індивідуальне для кожної оболонки.
Оболонка квантове число N макс. число електронів
K 1 2
L 2 8
M 3 18
1.3. Радіоактивність.
Велике значення для розуміння будови атома мало відкриття радіоактивності. Антуан Анрі Беккерель (лауреат Нобелівської премії 1903 року) відкрив явище радіоактивності в 1896 році на солях урану. Радіоактивністю називають випускання деякими елементами проміння, здатного проходити крізь речовини, іонізувати повітря, обумовлене розпадом атомних ядер.
В 1898 році Марія Склодовська-Кюрі (лауреат Нобелівської премії 1903 і 1911 років) виділила з уранової руди елементи полоній і радій.
Марія Склодовська-Кюрі допустила, що радіоактивність радію зумовлена розпадом його атомів. Вона відкрила a- та b-промені. В 1900 році її чоловік П'єр Кюрі відкрив g-промені. Було встановлено, що :
a- промені є потоком ядер гелію, які мають велику швидкість. Не або Не2+. Утворюються при радіоактивному розпаді.
Наприклад: 88226Ra Ú 86222 Rn + 24He
b- промені є потоком електронів, що рухаються з швидкістю, спів вимірною з швидкістю світла. Ці електрони випромінюються в результаті розпаду нейтронів.
Наприклад: 01 n Ú 11p + -10e
g-промені є електромагнітним випроміненням з високою енергією, але меншою довжиною хвилі, що обумовлює його високу проникну здатність.
Ці та інші дослідження дозволили створити сучасні уявлення про будову атому.
2. Сучасні уявлення науки про будову атома
2.1. Уявлення квантової механіки про стан електронів в атомі.
В 1900 р. Макс Планк допустив, що поглинання або випромінення енергії може здійснюватись тільки певними порціями, які він назвав квантами. Енергію кванта Планк математично описав рівнянням:
Е=hn,
n - частота випромінення,де Е - величина порції енергії,
h - постійна Планка (h=6,626*10-34 Дж*с).
В 1905 р. Альберт Ейнштейн доказав, що будь-яке випромінення складається з дискретних частинок - квантів випромінення, які називаються фотонами. В результаті цих досліджень виникло уявлення про подвійну природу світла. А в 1924 р. Луі де Бройль розповсюдив це уявлення на електрони і пояснив корпускулярно-хвильовий дуалізм поведінки електрона.
Сучасна квантова механіка базується на планетарній моделі Бора, а також на принципі заборони Паулі. (Докладно розглядається далі). Цей принцип точно визначив розташування електронів на дискретних енергетичних рівнях навколо ядра. В 1926 р. Ервін Шредінгер запропонував математичне рівняння для опису руху субатомних частинок. Кульмінацією розвитку квантової механіки є дослідження Поля Дірака, який зміг теоретично пояснити корпускулярно-хвильовий дуалізм елементарних частинок.
Розглянуті вище дослідження дозволили сформулювати ряд положень, що складають сучасні уявлення науки про будову атома :
2.2. Електронна Будова Атома
Обґрунтувати теорію електронної будови дозволяють сучасні методи дослідження атомних спектрів та енергій іонізації атомів. Будь-який спектр є розкладом випромінення на компоненти. Відповідно до моделі Бора електрони в атомах обертаються навколо ядра по кругових орбітах, чи оболонках. Кожна оболонка має строго визначений енергетичний рівень і характеризується деяким квантовим числом N. Чим більше N , тим вище енергетичний рівень оболонки. Оболонки одержали літерне позначення K, L, M, N і далі в порядку латинського алфавіту, кожній оболонці відповідає своє квантове число N. Для K оболонки N = 1, для L - N = 2, для M - N=3 і т.д. На кожній оболонці може знаходитися не більше визначеного числа електронів, і їхнє максимальне число індивідуальне для кожної оболонки.
Оболонка квантове число N макс. число електронів
K 1 2
L 2 8
M 3 18