Модели строения атомов
В 1898 году Томпсон предложил свою модель – «Пудинг с изюмом». Согласно этой модели атом – сфера состоит из положительной оболочки и погруженных в ней отрицательно заряженных электронов.
В 1914 году Резерфорд публикует работу, в которой выдвигает свою новую модель строения атома. Согласно модели Резерфорда, атом – это сфера с положительным ядром. Вокруг ядра вращаются электроны. Поэтому данную модель строения атома называют планетарной. Модель существует и по сей день. Однако предложенная модель не сопоставлялась с существующими фактами:
- Вращаясь вокруг ядра, электрон выделяет электромагнитную энергию, вводя дисбаланс между центробежной силой и притяжения к ядру. Таким образом по теории Резерфорда движение электрона вокруг ядра приводило к падению электрона, так как он двигался по спрали.
- В момент создания планетарной модели были открыты и описаны спектры испускания и спектры поглощения. Любое чистое вещество, нагретое до температуры плавления, начинает светится и начинает испускать спектры, которые строго специфичны для каждого вещества. Как доказывают многочисленные эксперименты, данный спектр прерывист и состоит из определенного набора излучения со своими длинами волн. По теории Резерфорда электрон, постоянно вращаясь вокруг ядра, выделяет электромагнитное излучение и спектр должен быть непрерывным.
Все это говорит о том, что классическая механика не подходит к объектам микромира Поэтому была создана квантовая механика, опирающаяся на три принципа:
- Принцип квантования энергии
- Корпускулярно – волновой дуализм
- Вероятность и характерные закономерности объектов микромира.
В 1900 году Макс Планк пришел к выводу, что излучение абсолютно черного тела является не непрерывным, а состоит из дискретных порций энергии – фотонов.
Опираясь на теорию Планка, Нильс Бор совершенствует планетарную модель строения атома. Согласно Бору, атом – это сфера с положительным ядром вокруг которого по стационарным орбитам вращаются электроны. Поэтому электроны не поглощают и не выделяют энергию. Переход электрона всегда сопровождается выбросом и поглощением кванта. В нормальном состоянии электрон находится на орбите ближайшей к атомному ядру.
Достоинства теории Бора
- Описал радиус атома водорода
- Определил энергию его ионизации
- Количественно описал спектр испускания электрона.
Корпускулярно-волновой дуализм. Любой объект микромира в обязательном порядке проявляет двойственность свойств. Крупс в своих опытах доказал существование корпускулярно-волнового дуализма, хотя и не знал о его существовании. В 1924 году Луи де Бройль предположил, что электроны подобно фотонам распространяются волнами. Если электрн движется по круговой орбите не как частица, а как волна, то на орбите должно быть целое число волн, то есть стоячая волна.
Это свидетельствует о том, что электрон размазан по атому и речь идет об электронном облаке.
Если электрон – это облако, то с большой долей вероятности нельзя точно определить его траекторию и импульс в данной точке облака. Это принцип неопределенности Гейзенберга. Этот принцип связан с теорией вероятности «Электрон находиться одновременно везде и нигде».
Место наиболее вероятного нахождения электрона называ5ется атомной орбиталью. Максимальная вероятность нахождения электрона на орбитали называется плотность вероятности.
Чтобы не пропустить новые интересные статьи – подпишитесь на или
Похожие статьи: