Представления о структуре атома - Развитие представлений о строении атома

Бланки резюме Бланки доверенности Бланки отчетности Бланки заявлений Бланк ЕГЭ Бланк ЕГЭ Инструкция по заполнению бланков ЕГЭ Порядок заполнения КУДИР. В дальнейшем представление об атомном строении вещества было заменено теорией элементов Аристотеля. Лишь в XVI веке Джордано Бруно вновь вернулся к понятию атома. Первую атомистическую теорию выдвинул Джон Дальтон г.

Он предположил, что каждый химический элемент состоит из атомов, одинаковых по размерам и массе. Эти частицы предполагались неделимыми и неизменными в ходе химической реакции. Экспериментальные факты, свидетельствующие о сложной структуре атома, были получены при исследовании электролиза, природы катодных и каналовых лучей, радиоактивности элементов и оптических спектров атомов.

Ряд открытий в конце XIX века показал, что атом вовсе не является неделимой частицей, а состоит из субатомных частиц. Субатомные частицы Электрон был первой из обнаруженных субатомных частиц. Однако приоритет открытия электрона признается за Дж. Томсоном, который определил заряд и относительную массу электрона. На этом основании Томсон заключил, что атомы всех элементов содержат электроны. Милликен определил заряд е электрона.

Второй по очередности открытия субатомных частиц был протон. Гольдштейн наблюдал положительно заряженные лучи, испускаемые перфорированным катодом, названные им каналовыми лучами. После этого Резерфорд предсказал существование протона и показал, что его масса более чем в раз должна превышать массу электрона.

Бериллий при этом испускал частицы с большой проникающей способностью, которые не отклонялись в электрическом и магнитном полях.

Поскольку эти частицы были нейтральными, они получили название нейтронов. Модели атома В период открытия первых трех фундаментальных частиц электрона, протона и нейтрона был выдвинут целый ряд моделей строения атома рис. Первые модели строения атома: Томсон предложил первую модель атома.

Подготовка к ЕГЭ по химии

Последующие исследования опровергли точку зрения Томсона. Резерфорд предложил планетарную модель атома, согласно которой в центре атома находится плотное тяжелое положительно заряженное ядро, которое окружено облаком легких отрицательно заряженных электронов. Но классическая физика не могла объяснить представленную модель, так как вращение электронов вокруг ядра как планет вокруг Солнца приводит к противоречиям.

По законам электродинамики, заряженная частица, двигаясь с ускорением, должна излучать энергию в виде электромагнитных волн. Электрон движется по круговой орбите, то есть с ускорением, следовательно, атом теряет энергию и электрон должен упасть на ядро. Нильс Бор предложил модель атома водорода, использовав при ее разработке планетарную модель атома Резерфорда и квантовую теорию Планка. Теория Бора основывается на двух постулатах.

Первый постулат утверждает, что электрон вращается вокруг ядра только по определенным стационарным орбитам. Если он находится на ближайшей к ядру орбите, атом обладает минимальной энергией, и такое состояние называется основным , или невозбужденным. При переходе электрона на следующую или более дальние орбиты его энергия увеличивается, а состояния атома называются возбужденными. Число n Бор назвал главным квантовым числом. Это выражение позволяет вычислить значения радиусов стационарных орбит, скорость движения и энергию электрона.

Приравнивая центростремительную силу притяжения электрона к ядру центростремительной силе: Подставив в данное уравнение выражение для скорости электрона, получим: Согласно второму постулату Бора, при переходе электрона с одной стационарной орбиты на другую происходит поглощение или выделение энергии. Каждому переходу соответствует своя частота, которая может быть вычислена по формуле. Излучаемая электроном энергия при его переходе из состояния с квантовым числом n 2 в более низкое состояние с n 1 равна разности между энергиями этих состояний: Нильс Бор рассчитал частоты линий спектра и некоторые другие характеристики атома водорода, которые хорошо согласовывались с экспериментальными данными.

Модель атома водорода Бора утвердила идеи Планка о квантовании энергии, доказала неприменимость законов классической механики к объяснению строения атома, доказала возможность стационарных состояний атома, объяснила дискретность спектра. Ею можно пользоваться, объясняя расположение элементов в периодической таблице и закономерности изменения энергий ионизации элементов. Однако вскоре оказалось, что теория Бора не универсальна и требует уточнения и развития.

Во-первых, она не давала возможности точно рассчитать энергию многоэлектронных атомов. Во-вторых, появились экспериментальные факты, которые не могли быть объяснения в рамках этой теории. Так, по мере развития спектрографической техники было показано, что спектральные линии имеют тонкую структуру, состоят из нескольких близко расположенных линий, а при помещении излучающего атома в магнитное или электрическое поле спектральные линии расщепляются на более тонкие, близко расположенные спектральные линии.

Дальнейшее развитие теории и экспериментальной техники способствовало совершенствованию представлений о строении атома. Современной теорией строения атома является квантовая механика разд. Поль Дирак предсказал существование античастиц, другие физики выдвинули предположение о существовании новых элементарных частиц. Эта элементарная частица необходима для удержания вместе протонов и нейтронов в атомном ядре. С этих пор было предсказано существование нескольких сотен элементарных частиц.

Античастицы обладают такой же массой, как и соответствующие обычные частицы если у них есть масса , но электрическим зарядом противоположного знака. Например, позитрон является античастицей по отношению к электрону. Он имеет положительный заряд. Антипротон имеет отрицательный электрический заряд. В настоящее время истинно фундаментальными, или элементарными, частицами считаются кварки и лептоны. В настоящее время предполагается существование по меньшей мере 18 типов кварков.

Фундаментальными частицами кроме кварков считаются еще шесть лептонов и десяток других частиц, которые являются переносчиками различных взаимодействий. Лептоны относятся к тому же классу неделимых частиц, к которому принадлежит электрон.

Общие сведения о современном состоянии знаний, касающихся строения атома и элементарных частиц вещества. Когда кварки связываются друг с другом, образуя протон либо нейтрон, между кварками происходит обмен глюонами. Это уравнение можно использовать для расчета длин волн любого движущегося с определенной скоростью тела. Применяя свою гипотезу для объяснения строения атома, де Бройль высказал мысль, что на устойчивых орбитах, рассчитанных по теории Бора, должно укладываться целое число электронных волн.

Двойственная природа микрочастиц атомов, электронов, протонов, нейтронов означает, что микрочастицы нельзя рассматривать на как обычную частицу, ни как обычную волну. Обычная частица движется по определенной траектории с определенной скоростью, а к волне понятие траектории неприменимо.

Развитие представлений о строении атома — xn--80aqfd7dbw.xn--80asehdb

Вторым основным принципом квантовой механики является принцип неопределенности Гейзенберга, согласно которому невозможно одновременно с одинаковой точностью определить импульс и положение микрочастицы. Математическим выражением принципа неопределенности является неравенство: Чем меньше одна из этих величин или , тем, соответственно, больше другая. Таким образом, чем точнее определяется импульс электрона, тем менее точно определяется его положение в пространстве, и наоборот.

Однако, несмотря на невозможность точного определения положения электрона, можно указать вероятность его нахождения в определенном положении в любой момент времени. Область пространства, в которой высока вероятность обнаружения электрона, называется орбиталью. Основным уравнением квантовой механики является волновое уравнение , предложенное австрийским ученым Эрвином Шредингером в г и использованное им в качестве модели для описания поведения электрона в атоме.

Познакомимся с математическим описанием волнового движения. Рассмотрим плоскую волну, изображенную на рис. Решая это уравнение для стоячей волны рис. Дифференциальное уравнение, описывающее трехмерную волну, имеет вид. Шредингер выбрал это уравнение как основу для описания строения атома.

Уравнение Шредингера позволяет рассчитать энергетические состояния электрона в атоме и, следовательно, описать строение электронных оболочек сложных атомов, объяснить тонкую структуру спектральных линий. Точное решение его можно получить только для наиболее простых атомов и простейших молекул, однако эта задача достаточно сложная и ее рассмотрение выходит за рамки данного курса. Квадрат волновой функции имеет определенный физический смысл. Он характеризует вероятность нахождения электрона в данном месте пространства.

Произведение квадрата волновой функции на элементарный объем определяет вероятность нахождения электрона в элементе объема dv.

Уравнение Шредингера, как любое дифференциальное уравнение второго порядка, имеет бесконечное множество решений. Выбрать решения, имеющие физический смысл, можно только при соблюдении определенных ограничений. Каждому решению соответствует атомная орбиталь , которая характеризуется определенной энергией, моментом количества движения и положением в пространстве.

Эти характеристики связаны с набором квантовых чисел, при использовании которых возможно получить корректные решения уравнения Шредингера. Закон и периодическая система д. Менделеева в свете современных Периодический закон и периодическая система д.

Менделеева в свете современных представлений о строении атома. Программа составлена с учетом требований нового базисного учебного Представленная работа над текстом включает в себя 3 этапа: Становление академической школы в европейской традиции Развитие представлений о профессиональной традиции от Ренессанса к Просвещению Пояснительная записка 2 2 Целевые ориентиры на этапе завершения дошкольного Перспективное планирование по образовательным областям: Строение атома и периодический закон Д.

Электронная структура атома Химия — наука, изучающая вещества, их строение, свойства и превращения.

Развитие представлений о строении атома — Студопедия

Превращения одних веществ в другие вещества называются химическими Урок Тема занятия Железо и его соединения Научатся на основе строения атома прослеживать взаимосвязь атома железа и его свойств и свойств его соединения. Развитие и совершенствование навыков чтения. Развитие и совершенствование умений Развитие конфликтологии как науки Эволюция научных представлений Дано краткое содержание изучаемых тем, планы семинарских и практических занятий, тематика контрольных и курсовых работ, примерные Методические рекомендации по оформлению представлений к награждению Приоритет в награждении государственными наградами отдается работникам предприятий, учреждений и организаций, внесшими