/ / Atomets struktur. Kvantemekanisk model af atomet

Atomets struktur. Kvantemekanisk model af atomet

Nedenstående artikel taler om atometog dens struktur: hvordan den blev opdaget, hvordan teorien blev udviklet i deres sind og under eksperimenter, tænkere og videnskabsfolk. Den kvantemekaniske model af atomet som den mest moderne i dag beskriver mest fuldt ud dens opførsel og de partikler, der udgør sammensætningen. Læs om hende og hendes funktioner nedenfor.

Atom koncept

kvantemekanisk model af atomet

Kemisk udelelig minimumsdelEt kemisk element med et sæt karakteristiske egenskaber er et atom. Det inkluderer elektroner og en kerne, som igen indeholder positivt ladede protoner og uladede neutroner. Hvis det indeholder det samme antal protoner og elektroner, vil selve atomet være elektrisk neutralt. Ellers har han et gebyr: positivt eller negativt. Derefter kaldes atomet en ion. Deres klassificering udføres således: et kemisk element bestemmes af antallet af protoner, og dets isotop af neutroner. Binding til hinanden baseret på interatomiske bindinger danner atomer molekyler.

Lidt historie

modeller for atomstruktur

For første gang, gamle indiske oggamle græske filosofer. Og i perioden fra det syttende og det attende århundrede bekræftede kemikere ideen, hvilket eksperimentelt beviser, at nogle stoffer ikke kan opdeles i deres bestanddele gennem kemiske eksperimenter. Fra slutningen af ​​det nittende til begyndelsen af ​​det tyvende århundrede opdagede fysikere imidlertid subatomære partikler, hvilket gjorde det klart, at atomet ikke er udelelig. I 1860 formulerede kemikere begreberne atom og molekyle, hvor atomet blev den mindste partikel af elementet, som var en del af både enkle og komplekse stoffer.

Atomstrukturmodeller

  1. Stykker af stof.Democritus mente, at stoffernes egenskaber kan bestemmes af massen, formen og andre parametre, der karakteriserer atomer. For eksempel har brand skarpe atomer, på grund af hvilken den har evnen til at brænde; faste stoffer indeholder ru partikler, på grund af hvilke de klæber til hinanden meget tæt; de er glatte i vand, så det kan flyde. Ifølge Democritus består selv menneskets sjæl af atomer.
  2. Thomson modeller. Forskeren betragtede atomet som et positivt ladet legeme, hvori der findes elektroner. Rutherford tilbageviste disse modeller ved at udføre sin berømte oplevelse.
  3. Tidlige planetariske modeller af Nagaoka.I det tidlige tyvende århundrede foreslog Hantaro Nagaoka atomkernemodeller svarende til planeten Saturn. I dem omkring den lille kerne, ladet positivt, drejede elektronerne, der var forenet i ringerne. Disse versioner, som de foregående, viste sig at være forkerte.
  4. Planetariske modeller af Bohr-Rutherford.Efter at have udført adskillige eksperimenter foreslog Ernest Rutherford, at atomet er som et planetarisk system. I det bevæger elektroner sig i kredsløb rundt om kernen, som er positivt ladet og placeret i midten. Men klassisk elektrodynamik modsatte sig dette, fordi elektronet gennem det udsender elektromagnetiske bølger og derfor mister energi. Bohr introducerede specielle postulater, hvorefter elektronerne ikke udstrålte energi, mens de var i nogle specifikke tilstande. Det viste sig, at klassisk mekanik ikke var i stand til at beskrive disse modeller af atomets struktur. Dette førte derefter til udseendet af kvantemekanik, som gør det muligt at forklare både dette fænomen og mange andre.

Kvantemekanisk model af atomet

kvantemekanisk model for atomstruktur

Denne model er en udvikling af den foregående.Den kvantemekaniske model af et atom antyder, at der ikke er neutroner og positivt ladede protoner i atomens kerne. Omkring det er negativt ladede elektroner. Men i kvantemekanikken bevæger elektroner sig ikke på forudbestemte definerede stier. I 1927 annoncerede W. Heisenberg princippet om usikkerhed, hvilket gør det umuligt at nøjagtigt bestemme en partikles koordinat og dens hastighed eller fart.

Химические свойства электронов определены их skal. I den periodiske tabel er atomer arrangeret i henhold til de elektriske ladninger i kernerne (vi taler om antallet af protoner), mens neutroner ikke påvirker de kemiske egenskaber. Atomets kvantemekaniske model viste, at dens hoveddel befinder sig i kernen, mens fraktionen af ​​elektroner forbliver ubetydelig. Det måles i atomiske masseenheder, hvilket er lig med 1/12 af massen af ​​carbonisotopatomet i C12.

Bølgefunktion og orbital

kvantemekanisk model af hydrogenatomet

I henhold til V.-princippetHeisentberg, man kan ikke tale med absolut sikkerhed om, at et elektron, der har en bestemt hastighed, er placeret på et bestemt sted i rummet. For at beskrive elektronernes egenskaber anvendes psi-bølgefunktionen.

Sandsynligheden for at detektere en partikel i et bestemttiden er direkte proportional med kvadratet af dens modul, der beregnes for en bestemt tid. Psi kvadrat kaldes sandsynlighedstætheden, som karakteriserer elektronerne omkring kernen i form af en elektronsky. Jo større det er, jo højere er sandsynligheden for en elektron i et bestemt atomrum.

For en bedre forståelse kan du forestille digoverlejrede fotografier oven på hinanden, hvor elektronens positioner er faste på forskellige tidspunkter. På det sted, hvor der er flere punkter, og skyen bliver den tætteste, og sandsynligheden for at finde en elektron er den højeste.

Det beregnes for eksempel, at den kvantemekaniske model af hydrogenatomet inkluderer den højeste tæthed af elektronskyen, der er placeret i en afstand på 0,053 nanometer fra kernen.

Bane fra klassisk mekanik erstattet meden kvanteelektronsky. Bølgefunktionen for psi-elektronen kaldes her orbital, som er karakteriseret ved elektronskyens form og energi i rummet. Når det påføres et atom, mener vi rummet omkring kernen, hvor elektronen mest sandsynligt findes.

Umuligt er muligt?

atomkernemodeller

Ligesom resten af ​​teorien, den kvantemekaniske modelAtomstrukturen har gjort en virkelig revolution i den videnskabelige verden og blandt indbyggerne. Når alt kommer til alt er det til i dag vanskeligt at forestille sig, at den samme partikel på samme tidspunkt kan være samtidigt ikke på et, men på forskellige steder! For at forsvare de etablerede strukturer siger de, at begivenheder forekommer i mikrokosmos, der er utænkelige og ikke er sådanne i makrokosmos. Men er det virkelig sådan? Eller er folk simpelthen bange for overhovedet at indrømme muligheden for, at "en dråbe er som et hav og et hav er som en dråbe"?

ønsket:
0
Populære indlæg
Åndelig udvikling
mad
y