Сучасна модель будови атома - Студопедія
В основі сучасної теорії будови атома лежать роботи Дж. Томсона (який у 1897 р. відкрив електрон, а в 1904 р. запропонував модель будови атома, згідно з якою атом – це заряджена сфера із вкрапленими електронами (модель «кекс із ізюмом»)), Е. Резерфорда (який у 1910 р. відкрив ядро і запропонував ядерну планетарну модель атома), М. Планка (який у 1900 р. висловив пропозицію, що речовини поглинають та пропускають енергію дискретними пропорціями, названими ним квантами), Н. Бора (який в 1910 р. запропонував модель будови атома водню), А. Ейнштейна (який у 1905 р. передбачив, що будь-яке випромінювання є потік квантів енергії, названими ним фотонами), Луї де Брайля (який у 1924 р. висунув пропозицію, що електрон характеризується також корпускулярно-хвильовим дуалізмом), В. Гейзенберга (який у 1927 р. постулював принцип невизначеності), Еге. Шредінгера (який у 1926 р. вивів математичний опис поведінки електрона в атомі) та багатьох інших. Роботи цих учених заклали основу квантової механіки, що вивчає рух та взаємодію мікрочастинок.
Сучасна модель будови атома базується на чотирьох положеннях:
1. У центрі атома знаходиться позитивно заряджене ядро, що займає мізерну частину простору всередині атома (наприклад, радіус атома водню сост. 0,046 нм, а радіус протона або ядра атома водню становить 6,5 . 10 -7 нм).
2. Позитивний заряд та майже вся маса атома зосереджені в ядрі атома.
3. Ядра атомів складаються з протонів і нейтронів (загальна названуклони ). Число протонів у ядрі дорівнює порядковому номеру елемента, а сума чисел протонів (p) та нейтронів (n) відповідає його масовому числу.
4. Навколо ядра поорбіталям обертаються електрони. Число електронів у незбудженому (основному) сост. дорівнює заряду ядра (табл. 1).
Різні види атомів мають загальну назву -нукліди.Нукліди з однаковим зарядом, різними масовими числами та числом нейтронів в ядрі називаєтьсяізотопами. Нукліди з однаковими масовими числами, але різними зарядами ядра та числа нейтронів в ядрі називаютьсяізобарами. Нукліди з однаковим числом нейтронів, але різним зарядом і масовим числом називаєтьсяізотонами.
Відповідно до уявлень квантової механіки, електрон має подвійну природу, тобто. корпускулярно-хвильовимдуалізмом : з одного боку електрон – це частка, яка має масу, заряд та швидкість руху; а з іншого боку електрон виявляє хвильові властивості, такі як здатність до дифракції, інтерференції та особливості руху. Відповідно до принципу невизначеності У. Гейзенберга неможливо точно визначити енергію і становище електрона, у квантовомеханической моделі атома використовують ймовірнісний підхід для характеристики становища електрона.Вірогідність знаходження електрона у певній області простору описується квадратом хвильової функції Ψ 2 (псі), яка характеризує амплітуду хвилі, як функцію координат електрона. Електрон може знаходитися в будь-якій частині навколоядерного простору, проте ймовірність його знаходження в різних частинах цього простору неоднакова.
Властивості електронних частинок утворюють атоми
| Частинки | Позна-чення | Маса спокою | Заряд | ||
| г | a. е м. | В одиницях маси електрона | Кл | В одиницях заряду електрона | |
| Електрон | - 0 e або е | 9,110 * 10 -28 | 0,000549 | -1,6 * 10 -19 | -1 |
| Протон | 1 p або р | 1,673 * 10 -24 | 1,007276 | 1,6 * 10 -19 | +1 |
| Нейтрон | 1 n або n | 1,675 * 10 -24 | 1,008665 |
Простір навколо ядра, в якому ймовірність знаходження електрона досить велика, називаєтьсяорбіталлю.
Орбіталь характеризує ймовірність знаходження електрона у певному просторі навколо ядра. Вона обмежена у тривимірному просторі поверхнями тієї чи іншої форми. Імовірність знаходження електрона в цій галузі простору становить не менше 95 %.
Хвильова функція входить у рівняння Шредінгера, рішення якого дозволяє описати поведінку електрона атомі. Точно це рівняння вирішено для атома H та іонів He+, Li2+, H2+. Воно має нескінченно велику кількість рішень, оскільки енергія електрона може приймати нескінченно велику кількість квантових значень, проте всі рішення можна розділити на три серії та обмежитися лише тими значеннями енергії, які один електрон може приймати в полі ядра атома водню (протону). Три серії рішення рівняння поєднуються значеннями пов'язаних між собою квантових чисел, тобто. положення електрона в атомі описується чотирма квантовими числами.
Чи не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком: