Atom kimia - a ... Model saka atom ing. struktur atom

Pikiran bab alam sakcedhake wiwit ngunjungi djalmo manungso dawa sadurunge rikala semana peradaban modern. First, wong wis spekulasi ngenani anané sawetara daya luwih, kang, padha pracaya, predetermined kabèh kang. Nanging cantik rauh, filsuf lan imam wiwit mikir bab kasunyatan saka apa, ing kasunyatan, iku banget kain orane. Teori wis disetel, nanging ing perspektif historis dadi dominan atom.

Apa atom ing kimia? Iki, uga kabeh related topics kita bakal ngrembug ing artikel iki. Kulo pengen sing ing sampeyan bakal nemokake jawaban kanggo kabeh pitakonan Panjenengan.

Ing ngedegaken saka teori atom

Where pawulangan kimia pisanan wiwit? Struktur atom - tema utama. Sampeyan bisa uga elinga yen tembung "atom" wis diterjemahaké saka basa Yunani minangka "bagéan". Saiki, akeh sejarawan percaya yen pisanan diajokaké ing teori, kang ngandika sawetara partikel cilik sing arupi kabeh sing ana, Democritus. Dheweke urip ing abad SM kaping lima.

Sayange, ing saka pamikir pinunjul prakteke boten dikenal. Iku wis ora ngrambah kita sembarang sumber ditulis sing kaping. Lan amarga saka sarjana paling kang wektu, gagasan, kita kudu sinau mung saka karya Aristoteles, Plato lan pamikir Yunani liyane.

Dadi tema kita - "Struktur atom ing." Ing kimia, ora kabeh wis ratings dhuwur, nanging akeh elinga kabeh Serat ilmuwan kuna padha dibangun namung ing inferences. Democritus ora istiméwa.

Nalika aku rerembugan Democritus?

logika kang banget prasaja, nanging ing wektu sing padha sarwa. Mbayangno sing duwe piso sharpest ing donya. Sampeyan njupuk apel, contone, banjur wiwiti Cut: loro halves menyang kwartal, dibagi mau maneh ... Ing tembung, cepet utawa mengko sampeyan bakal entuk irisan-irisan meager saka kekandelan sing terus dibagi mau bakal wis mokal. Kene bakal atom bagéan. Ing kimia, tuntutan iki dianggep bener meh menyang pungkasan abad ka-19.

Saka Democritus kanggo gagasan modern

Sampeyan kudu nyatet sing saka konsep Yunani kuna saka microcosm tetep mung siji tembung "atom". Saiki saben schoolchild mangerténi sing donya watara kita wis arupi luwih dhasar lan dendo. Kajaba iku, saka perspektif ilmu modern, téori Democritus ana apa-apa luwih saka komputasi sejatine sifate hipotesis, ora didhukung dening pancen ora ana bukti. Nanging, ing dina sing ora ana microscopes elektron, supaya mbuktèkaké kanthi cara liya ing pamikir kang ora wis kedaden.

Anggepan pisanan sing Democritus bener tengen ana ing kimiawan. Padha cepet sing ditemokake akeh bahan kimia break mudhun menyang komponen prasaja sak reaksi. Kajaba iku, iku nggawa regularities kimia abot saka prosès iki. Dadi, padha weruh iku njupuk wolung bagian sekedhik massa saka oksigen lan siji kanggo banyu - hidrogen (hukum Avogadro kang).

Ing abad tengahan, sembarang piwulang materialist, kalebu téori Democritus, distribusi lan pembangunan ora bisa ing kabeh. Lan mung ing abad XVIII, ilmuwan wis sepisan maneh bali menyang teori atom. Miturut wektu kimia Lavoisier, kita gedhe M. V. Lomonosov lan bakat fisikawan D. Dalton (kang bakal kita ngrembag dhewe), wis convincingly tontonan kanggo kolega sing kasunyatan saka atom. Iku kudu nandheske sing malah ing abad ka-18 teori atom enlightened kanggo dangu akeh pikiran pinunjul saka wektu sing dianggep akeh.

Punapa mawon iku, nanging malah iki ilmuwan gedhe durung sijine nerusake teori struktur atom, minangka wong iki dianggep salah siji lan partikel bagéan, ing basis saka kabeh.

Sayange, nyobi kimia ora bisa cetha mbuktekaken kasunyatan konversi sawetara atom menyang bahan kimia. Nanging ing ilmu dhasar ing sinau struktur atom ana sabenere kimia. Atom lan molekul wis sinau kanggo dangu, a ilmuwan Rusia sarwa, kang tanpa punika mokal kanggo mbayangno ilmu modern.

Doktrin D. I. Mendeleeva

A peran ageng ing pangembangan doktrin atom diputer D. I. Mendeleev, sing ing taun 1869 digawé sistem mesti sarwa. A teori wis presented kanggo masyarakat ilmiah, kang ora mung ora nampik, nanging pemanggih cukup nglengkapi kabeh materialists. Wis ing abad ka-19, ilmuwan padha bisa mbuktekaken wontenipun elektron. Kabeh iki temonan mimpin pikiran paling saka abad kaping-20 kanggo akeh sinau atom ing. Ing kimia wektu iki uga ditandhani akèh panemuan.

Nanging piwulangé Mendeleyev iku terkenal ora mung kanggo iki. Iku isih cetho persis carane atom wangun unsur kimia beda. Nanging ilmuwan Rusia gedhe bisa mbuktekaken conclusively sing lagi kabeh, tanpa istiméwa, sing rapet related kanggo saben liyane.

opening Dalton

Nanging bisa kokwaca ing macem-macem data disparate bisa mung Dzhon Dalton, kang jeneng punika selawase imprinted ing panemuan hukum dhewe. Biasane, ilmuwan wis sinau mung prilaku gas, nanging ing sawetara kapentingan iku akeh luwih akeh. Ing taun 1808, piyambakipun wiwit Publishing pekerjaan kang anyar.

Iku Dalton wiwit sing saben unsur kimia cocok karo atom tartamtu. Nanging ilmuwan, minangka Democritus akèh abad sadurunge wong, isih pracaya sing lagi rampung kapisah. Ing akeh daptar sawijining gambar diagrammatic, kang atom dituduhake ing wangun pelet prasaja. idea iki, kang asalé liyane saka 2,500 taun kepungkur, langgeng meh kanggo dina saiki! Nanging, mung relatif bubar wis ditemokaké struktur tenan jero atom. Kimia (Kelas 9 ing tartamtu) malah dina iki umumé dipandu dening gagasan sing padha pisanan voiced ing abad kaping-18.

konfirmasi eksperimen saka divisibility atom

Nanging, meh kabeh ilmuwan pitados bilih atom nganti pungkasan abad ka-19 - watesan ngluwihi kang ana apa-apa. Padha panginten sing basis kabeh nggawe persis iku. Iki difasilitasi dening macem-macem nyobi: apa siji bisa ngomong, nanging apa diganti mung molekul, nalika tingkat karo atom saka inti durung kelakon pancen apa-apa sing ora bisa diterangno mung kimia. Struktur atom karbon, contone, tetep rampung panggah malah ing negara allotropic beda.

Ing cendhak, kanggo dangu, ana pancen ora data eksperimen sing paling langsung dikonfirmasi Kasujanan saka sawetara ilmuwan sing ana sawetara partikel liyane dhasar. Mung ing abad ka-19 (paling ora thanks kanggo pengalaman saka Curies) iku ditampilake sing ing kahanan tartamtu ing atom saka siji unsur bisa rubah menyang liyane. panemon iki mbentuk basis saka gagasan modern ing donya watara kita.

Raisins lan puddings

Ing taun 1897, George. Thomson, Inggris fisikawan, iku ketemu sing ing atom sembarang ana jumlah tartamtu saka partikel positif, kang uga disebut "elektron". Wis ing 1904, ilmuwan digawe model atom kaping pisanan, kang luwih dikenal miturut sebutan "Plum pudding". Jeneng iki cukup kanthi nuduhake pet. Adhedhasar téori Thomson kang saka atom ing kimia - iku "prau" karo disebarake seragam kono daya lan elektron.

Elinga yen model iki ing circulation malah ing abad kaping-20. Mengko diaktifake metu sing ana pancen salah. Isih, iku nyoba sadar pisanan manungsa (lan ing basis ngelmu) kanggo nggawé ulang microcosm lingkungan, aturan model saka atom, cukup prasaja lan cetha.

nyobi Curie

Punika pitados bilih saperangan, Pierre lan Mariya Kyuri pondhasiné kanggo ing fisika atom. Mesthi, kontribusi wong-wong iku saka genius, ing kasunyatan kurban kesehatan lan urip, ora bisa disepelekake, nanging pengalaman sing padha adoh luwih dhasar. Meh bebarengan karo Rutherford padha mbuktekaken atom sing - akeh liyane Komplek lan struktur heterogen. Ing kedadean saka radioaktivitas kang padha nelik, sing babagan lan dhiskusi.

Ing awal taun 1898, Maria diterbitake artikel pisanan pengabdian kanggo radiation. Rauh Maria lan Per Kyuri wis ditampilake sing dicampur saka senyawa chlorinated saka uranium lan radium sing diwiwiti kanggo katon bahan kimia liyane, anane kang mangu-mangu bab kimia resmi. Struktur atom wiwit wis dipunwiwiti kanggo njelajah ing earnest.

pendekatan "planet"

Akhire Rutherford mutusaké kanggo nggawe logam abot atom bombardment α-partikel (rampung émisi helium). A ilmuwan sapisan ngusulaké menawa elektron cahya ora bisa ngganti ing lintasan gerakan partikel. Patut, sawur uga njalari mung sawetara komponen abot sing bisa sing ing inti atom ing. Langsung, kita Wigati sing Rutherford asli ora ngaku ngganti "pudding" teori. model iki saka atom iki dianggep impeccable.

Mulane kasil sing meh kabeh partikel tanpa masalah liwati liwat lapisan lancip saka perak, iku ora kaget. Sing mung iku enggal dadi cetha yen ing sawetara saka atom helium padha deflected mung 30 °. Iku ora apa ngomong ing wektu sing kimia. Komposisi miturut Thomson atom wiwit distribusi seragam saka elektron. Nanging iki cetha nalisir fenomena diamati.

Iku arang banget, nanging sawetara partikel miber ing lan amba, malah 180 °. Rutherford ing bingung paling jero. Sawise kabeh, iku banget mbantah ing "pudding", daya kang mestine dadi (miturut teori Thomson) mbagekke roto-roto. Akibate, Camping daya ora rata sing bisa ngusir helium ionized, padha absen.

Serat apa teka Rutherford?

kahanan iki dijaluk ilmuwan kanggo mikir sing atom iku biasane kosong lan mung tengah fokus sekolah karo daya positif - kernel ing. Lan ana ing model planet saka atom, kang postulat ing ngisor iki:

• Kita wis ngandika, iku dumunung ing sisih tengah inti, lan volume sawijining (relatif kanggo ukuran atom dhewe) iku dijarno.
• Sakbenere kabeh massa atom, uga kabeh daya positif sing ditemokaké ing inti sèl.
• Elektron revolve watara. Penting sing nomer witjaksono kanggo daya positif.

teori paradhoks

Kabeh bakal apik, nanging model atom ora nerangake mari luar biasa. Sampeyan kudu eling sing elektron pindhah ing orbit karo percepatan gedhe. Dening kabeh hukum elektrodinamika obyek liwat wektu, kudu kelangan daya sawijining. Yen kita njupuk menyang akun postulat saka Newton lan Maxwell, elektron ing umum kudu crumble kanggo inti, kaya udan ès ing lemah.

Mesthi, bab kuwi wis kedados ing kasunyatan. Sembarang atom ora mung cukup tahan, nanging ana uga wektu cukup Unlimited, endi ora radiation ora lunga. bedho iki diterangno dening kasunyatan sing microworld kita nyoba kanggo aplikasi hukum sing bener mung ing bab mekanika klasik. Padha diaktifake metu atom-ukuran fénoména ora ditrapake ing kabeh. Lan amarga struktur atom (Chemistry, Grade 11) penulis buku nyoba kanggo nerangake okehe ing tembung prasaja.

piwulang Bohr kang

Danish fisikawan Niels Bohr wis buktiaken sing ing microcosm ora bisa uga tundhuk ing hukum padha, pranata kang bener kanggo obyek macroscopic. Iku kang idea sing microcosm saka "dipandu" namung déning hukum kuantum. Mesthi, banjur ana teori kuantum dhewe, nanging Bor bener wiwit leluhur dheweke, tjara pikirane ing wangun telung postulat sing "disimpen" atom, iku bakal pesti matèni, yen "urip" miturut teori Rutherford kang. Punika teori iki Dane ana ing basis saka kabeh mekanika kuantum.

postulat Bohr kang

• Kang pertama maos sistem atom bisa mung ing negara atom tartamtu, lan kanggo saben wong sing nilai karakteristik tartamtu saka energi (E). Yen negara nulis saka atom ing (sepi), banjur emit iku ora bisa.
• The postulate liya ngandika yen emisi energi cahya ana mung ing cilik saka transisi saka negara karo liyane energi ing liyane Moderate. Patut, energi dirilis punika witjaksono menyang prabédan nilai antarane rong negara nulis.

model Niels Bohr atom

ilmuwan disaranake ing 1913 dening teori semiclassical. Punika ngremenaken sing ing madegé ditumpangi model planet saka Rutherford, sing mboten lami sadèrèngipun piyambakpipun diterangake ing atom saka inti. Kita wis ngandika sing petungan mekanika klasik Rutherford nalisir: ing basis saka iku, iki wiwit sing karo wektu èlèktron iki manawa tiba ing lumahing atom ing.

Supaya "njaluk watara" kosokwangsul iki, ilmuwan wis ngenalaken diakoni khusus. sawijining pet dumunung ing kasunyatan sing radiate energi (kang mestine kanggo mimpin kanggo ambruké sing), elektron mung bisa obah ing sembarang orbit tartamtu. Nalika obah minangka dalan sing liyane atom kimia miturut omongane uwong tetep ing negara pasif. Miturut teori Bohr kang, orbit kuwi sing gerakan titik jumlah kang padha kanggo Planck kang pancet.

Ing teori kuantum struktur atom

Kita wis ngandika, kanggo tanggal, ing Course saka teori kuantum struktur atom. Kimia taun anyar dipandu namung dening dheweke. Iku adhedhasar papat aksioma dhasar.

1. Pisanan, duality (corpuscular-gelombang alam) saka elektron dhewe. Cukup, partikel dumadakan lan carane obyek materi (corpuscle a), lan minangka gelombang. Minangka partikel wis daya lan massa tartamtu. Kemampuan saka elektron kanggo difraksi ing umum karo ombak klasik. iki dawa padha gelombang (λ) lan kecepatan partikel (v) bisa disambung kanggo saben liyane dening khusus de Broglie hubungan: λ = h / mv. Sing bisa mbedhek, m - massa èlèktron.

2. koordinat lan kecepatan partikel kanggo ngukur karo tliti Absolute pancen mokal. Sing liyane kanthi ditemtokake koordinasi, sing luwih kahanan sing durung mesthi ing kecepatan ing. Minangka, Nanging, lan kosok balene. fenomena iki disebut Heisenberg kahanan sing durung mesthi, kang bisa ditulis dening hubungan ing ngisor iki: duwé ∙ m ∙ Δv> ž / 2. Delta X (Δh) ditulis koordinat posisi kahanan sing durung mesthi ing papan. Patut, delta V (Δv) nggantosi kesalahan kacepetan.

3. Nalisir kabeh yakin sadurunge populer, elektron ora nembus orbit ditetepake strictly minangka sepur ing ril. teori kuantum ngandika lan elektron sing bisa dadi ing sembarang titik ing papan, nanging kemungkinan iki kanggo saben babagan.

Sing bagéan saka papan langsung sak inti atom kang kemungkinan iki maksimal, diarani orbit. struktur kimia modern saka kulit elektron atom pasinaon saka titik tampilan. Mesthi, sekolah sing memulang distribusi bener saka elektron liwat tingkat, nanging, paling kamungkinan, ing kasunyatan, padha beda-beda cukup beda.

4. inti kalebu atom nukleon (proton lan neutron). Nomer serial saka unsur ing tabel périodik nuduhake cacahing proton ing nukleus, lan jumlah proton lan neutron iku padha karo massa atom. Punika carane nerangake struktur kimia atom inti dina iki.

Ngedekke mekanika kuantum

Wigati ilmuwan sing digawe kontribusi paling kanggo pangembangan saka sektor penting iki: fisikawan Prancis Louis de Broglie, Heisenberg Jerman, Austria, Schrödinger, ing kebangsaané Inggris Dirac. Kabeh wong padha mengko dianugerahi Bebungah Nobel.

Minangka adoh minangka ing rencana tindak kimia? struktur kimia saka atom paling sing taun iki dianggep cukup prasaja: akeh mung ing 1947 pungkasanipun dikenali kasunyatan wontenipun unsur dhasar.

sawetara kesimpulan

Umumé, nalika nggawe teori kuantum ora tanpa matématikawan, kabeh pangolahan bisa diwilang mung kanthi nggunakake petungan Komplek. Nanging kangelan utama ora titik. Pangolahan sing diterangake dening teori iki, ana ora mung kanggo kita pikiran sehat, ing éwadéné kabeh teknologi ngelmu modern, nanging uga bayangan.

Ora ana wong, malah sawetara ora bisa mbayangno pangolahan ing microcosm, lagi ora kaya kabeh fénoména sing kita mirsani ing besar ing. Mung mikir: panemon anyar menehi alesan kanggo nganggep sing kuark, neutrino lan partikel dhasar liyane ana ing sangang-ukuran (!). Minangka wong urip ing papan telung dimensi, bisa malah kira-kira njlèntrèhaké prilaku?

Ing wayahe, kita mung bisa gumantung ing math lan daya saka komputer modern, kang, mbok menawa, bakal digunakake kanggo simulasi mikro-donya. Ngartekno mbantu lan kimia: atom struktur mesthi bakal diubah, sawise bubar ilmuwan sing makarya ing lapangan iki, nglapuraken panemuan jinis anyar saka jaminan kimia.

Konsep modern struktur atom ing

Yen sampeyan kanthi teliti maca kabeh saka ndhuwur, sampeyan mbokmenawa piyambak bakal bisa ngomong apa dina Gambar struktur atom prakara. Nanging kita bakal nerangake: kang Luwih dipunéwahi teori Rutherford, ditambah dening dhawuh-dhawuh invaluable saka Niels Bohr. Cukup, dina iki dianggep sing elektron pindhah ing semrawut, dalan burem sak inti, kang arupi neutron lan proton. Sing part saka papan ngendi iku, kang èlèktron iku paling kamungkinan dumadiné diarani orbit.

Nalika iku ora bisa ngomong persis carane bakal ngganti kita pangerten saka struktur atom ing mangsa. Saben dina, ilmuwan sing digunakake ing seng nembus menyang misteri saka microcosm: ing LHC (Large Hadron Collider), Bebungah Nobel ing fisika - kabeh iki asil saka data survey.

Nanging malah saiki kita ora bisa mbayangno lan Gambar kira-kira apa isih ndhelikake atom. Cetha mung sing atom dhewe ing ukuran saka microcosm - bangunan apartemen ageng, kang kita sinaoni kajaba lantai pisanan, lan malah banjur ora rampung. Meh saben taun ana lapuran bab kamungkinan saka opening liyane lan liyane unsur dhasar anyar. Nalika proses nyinaoni atom bakal rampung rampung, ora bakal nggarap kanggo mrédhiksi siji dina.

Suffice kanggo wong Konsèp kita mau wiwit ngganti mung ing 1947 nalika dadi-disebut V-partikel ditemokaké. Sadurungé, wong mung rada deepened teori kang abad 19 iki adhedhasar kimia. Struktur Atom - a kemampuan ngatasi teka-teki narik kang dikuwasani pikiran paling saka manungsa.