El átomo en química,... el Modelo del átomo. Estructura de un átomo

Pensamientos sobre la esencia de todo el entorno comenzaron a asistir a la humanidad mucho antes de que el momento de apogeo de la civilización moderna. Al principio, las personas han especulado sobre la existencia de alguna de las fuerzas superiores, que, como ellos creían, предопределяли todo el génesis. Pero ya muy pronto los filósofos y líderes de la iglesia comenzaron a reflexionar sobre el hecho de que, en realidad, es el propio tejido de la existencia de este. Teorías eran muchos, pero en una perspectiva histórica dominante fue atómica de una.

¿Qué es el átomo en la química? Esto, además de todos los temas a discutir en el marco de este artículo. Es de esperar que en ella encontrarás las respuestas a todas sus preguntas.

El Fundador de la teoría atómica de

Con lo cual comienza la primera lección de la química? Estructura de un átomo – he aquí el tema principal. Usted seguramente recuerda que la palabra de «el átomo» traducido de la lengua griega antigua como la  personal». Ahora, muchos historiadores creen que el primer lanzó la teoría de гласившую de alguna forma de pequeñas partículas que componen todas las cosas, demócrito. Él vivió en el siglo quinto antes de nuestra era.

La mayor desgracia de aquella aventura мыслителе prácticamente no se sabe nada. Hasta que no nos ha llegado ningún escrito el origen de los tiempos. Y ya sobre las ideas de la más grande científico de su tiempo, tenemos que conocer exclusivamente de las obras de aristóteles, platón y otros griegos antiguos pensadores.

Por lo tanto, nuestro tema "la Estructura del átomo. De química no tenían puntuaciones más altas, pero muchos recuerdan que todas las conclusiones científicos antiguos fueron construidos exclusivamente en el razonamiento. Demócrito no fue.

Como juzgaba demócrito?

La Lógica era sencilla, pero al mismo tiempo es genial. Imagine que usted tiene la más agudo cuchillo en todo el mundo. Se toma una manzana, por ejemplo, y luego comienzan a cortar: en dos mitades, en cuartos de nuevo comparta... de la Palabra, tarde o temprano, usted recibirá ломти tal мизерной de espesor, lo que se viene a compartir ya no es posible. Aquí es y será la indivisibilidad de los átomos. En la química de esta afirmación se consideraba el verdadero casi hasta finales del siglo 19.

De demócrito a las concepciones contemporáneas

Cabe señalar, que de los antiguos vistas sobre el micromundo se ha conservado una palabra «el átomo». Ahora, cada estudiante sabe que el mundo que nos rodea se compone de mucho más fundamentales y las partículas más pequeñas. Además, desde el punto de vista de la ciencia moderna teoría de demócrito no era más que el puramente hipotético, выкладкой, no respaldada por la cuenta igual no hay pruebas. Sin embargo, en aquellos tiempos no había microscopios de electrones, de modo que demostrar su inocencia en otras formas de el pensador, aun así, no ha resultado.

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Las Primeras sospechas de que demócrito en la realidad de los derechos, aparecieron químicos. Ellos descubrieron rápidamente que muchas de las sustancias en el curso de las reacciones se clasifican en componentes más pequeños. Además, los químicos han sacado estrictos patrones de datos de los procesos. Así, han prestado la atención que para obtener el agua necesaria ocho fracciones masivas de oxígeno y uno de hidrógeno (ley de avogadro).

En la edad Media, cualquier materialista de la enseñanza, incluyendo la teoría de demócrito, difusión y desarrollo de obtener, no podría, en principio. Y sólo en el siglo XVIII los científicos regresan de nuevo a la атомистической de la teoría. Para entonces, el químico a. lavuaze, nuestro gran M. S. lomonosov y más talentoso físico inglés D. dalton (de la que hablaremos por separado), ya han demostrado convincentemente a sus colegas de la realidad de la existencia de los átomos. Cabe destacar que incluso ilustrada en el siglo 18 durante mucho tiempo atómica de una teoría de muchos eminentes mentes del tiempo en serio, no era una posibilidad.

Sea Como sea, pero incluso estos grandes científicos aún no han presentado teorías sobre la estructura del átomo, ya que él se consideraba indivisible de la partícula, es la base de todo.

Por desgracia, los experimentos no puedan demostrar la realidad de la transformación de los átomos de algunas sustancias en otras. Pero fundamental de la ciencia en el estudio de la estructura de los átomos es la química. Los átomos y las moléculas durante mucho tiempo se han estudiado un genio de científicos rusos, sin la cual no se puede imaginar la ciencia moderna.

La Doctrina de D. I. mendeleiev

Un Gran papel en el establecimiento de las atómico de la doctrina ha jugado D. I. mendeleev, quien en 1869 creó su ingenioso periódica del sistema. La primera vez que la comunidad científica se presentó la teoría de que no sólo rechazaba, sino que razonablemente debería complementar todos los supuestos materialistas. Ya en el siglo 19, los científicos fueron capaces de demostrar la existencia de los electrones. Todas estas conclusiones obligaron a las mejores mentes del siglo 20 seriamente estudiar átomos. En la química de este tiempo, también se ha caracterizado por la multitud de descubrimientos.

Pero la doctrina periódica valioso no sólo por esto. No está claro exactamente cómo se formaron los átomos de diferentes elementos químicos. Pero el gran científico ruso fue capaz de demostrar que todos ellos, sin excepción, están en estrecha proximidad entre sí.

La Apertura de dalton

Pero ser capaz de interpretar múltiples de los datos aislados sólo pudo john dalton, cuyo nombre para siempre grabado en abierto él mismo la ley. Normalmente el científico investigó el comportamiento de los gases, pero el círculo de interés de el de él era mucho más amplia. En 1808 se procedió a la publicación de su nuevo fundamental de trabajo.

El daltón sugirió que cada elemento químico corresponde un determinado átomo. Pero el científico,como demócrito muchos siglos antes de él, creía que fueran totalmente indivisibles. En sus borradores mucho схематичных de los dibujos, en los cuales los átomos se presentan como simples bolas. Esta idea, nacida de más de 2.500 años atrás, duró casi hasta nuestro tiempo! Sin embargo, sólo recientemente se ha abierto realmente profundo de la estructura de un átomo. Química (9 clase en particular), incluso hoy en gran parte se rige por todas las ideas que se han anunciado por primera vez en el siglo 18.

Experimentales de la confirmación de la divisibilidad de los átomos

Sin Embargo, hasta finales del siglo 19 en casi todos los científicos consideraban que el átomo - de ese límite, por que no hay nada. Ellos pensaban que la base de todo el universo es precisamente él. A ello contribuyeron varios experimentos: hagas lo que hagas, pero cambian sólo las moléculas, mientras que los átomos de las sustancias no hubo impugnaciones, de que no podía explicar el sencillo química. Estructura de un átomo de carbono, por ejemplo, permanece sin cambios, incluso en diferentes аллотропных estados.

La Palabra, durante mucho tiempo no se ha secuenciado hay datos experimentales que, aunque sea indirectamente confirmaban las sospechas de algunos científicos sobre lo que hay más partículas fundamentales. Sólo en el siglo 19 (no en último lugar, gracias a los experimentos de los esposos curie) se ha demostrado que en determinadas condiciones los átomos de algunos elementos pueden transformarse en otros. Estos descubrimientos sirvieron de base a las representaciones modernas sobre el mundo que nos rodea.

Pasas y budines

En 1897 j. Томсоном, inglés físico, se encontró que en cualquier átomo hay un cierto número de partículas cargadas negativamente, que él mismo calificó de  los electrones». Ya en 1904, el científico creó la primera atómica modelo que más se conoce bajo la denominación de «budín con pasas de uva». El nombre es precisamente refleja la esencia. A juzgar por la teoría de thomson el átomo en la química – es una especie de «el vaso» distribuido uniformemente en él la carga y de los electrones.

Tenga en cuenta que este modelo tenía un caminar, incluso en el siglo 20. Posteriormente, resultó que ella era totalmente incorrecto. Pero todo esto fue el primer intento consciente de la persona (y con base científica) de recrear el paisaje de su microcosmos, propuso un modelo de átomo, bastante simple y visible.

Experiencias de curie

Se cree que los esposos pierre y maria curie dieron inicio a la física atómica. Por supuesto, la contribución de estos geniales de la gente, en realidad (ya sea su salud y su vida, no se puede subestimar, pero sus experiencias han tenido y mucho más fundamental. Casi simultáneamente con el Резерфордом han demostrado que el átomo – es mucho más compleja y heterogénea estructura. El propio fenómeno de la radiactividad, que se investigaban, de eso hablaba.

Ya a principios de 1898, maría publica el primer artículo sobre la radiación. Pronto maría y pierre curie han demostrado que en la mezcla de хлористых compuestos de uranio y el radio, comienzan a aparecer otras sustancias, en la existencia de la que dudaba oficial de la química. Estructura de un átomo, desde entonces, comenzaron a investigar más de cerca.

 Un» enfoque

Por Último rutherford decidió realizar un bombardeo de átomos de metales pesados α-partículas (totalmente ionizado helio). El científico de inmediato sugirió que los ligeros, los electrones no pueden cambiar la trayectoria de movimiento de las partículas. En consecuencia, la dispersión pueden causar sólo algunos elementos más pesados, que pueden estar contenidos en el núcleo de un átomo. Inmediatamente tenga en cuenta que inicialmente rutherford no reclamó el cambio de la teoría de la  budín». Este modelo del átomo se consideraba correcto.

Y por eso el resultado de que casi todas las partículas sin problemas pasaban a través de una capa delgada de plata, no la sorprendió. Aquí solamente pronto se hizo evidente que algunos de los átomos de helio se desplacen de 30°. Esto no era lo que decía en ese momento la química. La composición de un átomo de Томсону suponía una distribución uniforme de electrones. Pero esto claramente opuestas a los fenómenos observados.

Es Muy raro, pero aún así, algunas de las partículas salían en un ángulo, incluso 180°. Rutherford estaba en el más profundo de la incredulidad. Después de todo ello se opongan a la  пудингу», cargo en el que tuvo que ser (según la teoría de thomson) se distribuye de manera uniforme. Por lo tanto, desigual cargadas las áreas que podrían repeler el helio ionizado, debían faltar.

¿cuáles fueron las conclusiones de banks?

Estas circunstancias y натолкнули científico a la idea de que el átomo está prácticamente vacío y sólo en el centro se concentra algo de la educación con la carga positiva del núcleo. Así surgió el modelo planetario del átomo, los postulados que los siguientes:

• Como ya hemos dicho, en la parte central se encuentra el núcleo, y su volumen (en relación al tamaño del átomo) es insignificante.
• Casi toda la masa atómica de una, y toda la carga positiva se encuentran exactamente en el núcleo.
• Alrededor de él giran los electrones. Es importante que su número es igual al valor de la carga positiva.

Las Paradojas de la teoría de

Todo estaría bien, pero este modelo de átomo no explica su increíble resistencia. Se debe recordar que los electrones se mueven en sus órbitas con una gran aceleración. Según todas las leyes de la electrodinámica tal objeto, con el tiempo, debe perder su carga. Si se toma en cuenta los postulados de newton y de maxwell, los electrones en general deben de caer en el núcleo, como granizo sobre la tierra.

Por Supuesto, nada en la realidad no sucede. Cualquier átomo muy resistente, pero también puede existir perfectamente sin límite de tiempo, y ninguna radiación ir no se. Esta discrepancia se explica por el hecho de que a микромиру tratamos de aplicar las leyes, que sólo son válidas en relación con la mecánica clásica. Y ellos, como se ha demostrado, a los fenómenos atómicos de la escala no se aplican completamente. Y debido a la estructura del átomo (la química, la clase 11) los autores de los libros de texto tratan de explicar de la manera más palabras simples. el

La Doctrina de Boro

El físico Danés Нильсом de Fresa se ha demostrado que en el microcosmos no se pueden compartir las mismas leyes, las disposiciones que se aplican a objetos macroscópicos. Eso le pertenece la idea de que una especie de microcosmos de la  se rige por» exclusivamente cuánticos de las leyes. Por supuesto, entonces no existía la teoría cuántica, pero el Boro, de hecho se convirtió en el antepasado, expresando sus pensamientos en forma de tres postulados que «rescatan» átomos, inevitablemente habría perdido si hubiera  vivía» según la teoría de rutherford. Esta teoría el danés ha sido la base de toda la mecánica cuántica.

Los Postulados de Boro

• El Primero de ellos establece: toda la planta nuclear, el sistema solo puede estar en especiales atómicos de los estados, y para cada uno de ellos es característico de un cierto valor de la energía (E). Si el estado de un átomo de pacientes hospitalizados (la calma), irradiar él no puede.
• Segundo postulado dice que la radiación de energía de la luz se produce sólo en el caso de una transición desde un estado de mayor energía en el más moderado. En consecuencia, se libera la energía es igual a la diferencia entre los valores de dos fijos de ellos.

El Modelo del átomo de niels bohr

Este полуклассическую la teoría de un científico propuso en 1913. Es de destacar que en su base se puso planetaria modelo de rutherford, que poco antes de que él describió el átomo de la sustancia. Ya hemos dicho que la mecánica clásica se contradecía выкладкам de rutherford: en base a ella, se suponía que con el tiempo el electrón debía necesariamente caer en la superficie de un átomo.

 evitar» es decir, la contradicción, el científico introdujo especial de la hipótesis. Su esencia consiste en que irradiar energía de la que debía conducir a su caída) los electrones pueden, sólo moviéndose por algún ciertas órbitas. Al movimiento de los otros trayectorias supuestamente químicas de los átomos permanezcan en reposo. Según la teoría de Boro tales órbitas eran aquellos cuantitativo en el momento del movimiento que es igual a la constante de Planck.

La teoría de la estructura del átomo

Como ya hemos dicho, hoy en día, en el curso de teoría cuántica de la estructura del átomo. La química de los últimos años, se rige exclusivamente por ella. En su base se basa en cuatro fundamentales de los axiomas.

1. En primer lugar, la dualidad (корпускулярно-la naturaleza de onda) del electrón. En pocas palabras, se comporta de esta partícula y como un objeto material (корпускула), y como una ola. Como la partícula tiene una cierta carga y la masa. La capacidad de la misma a la difracción de la lengua materna, los electrones con las olas. La longitud de la onda (λ) y la velocidad de la partícula (v) pueden ser conectados el uno con el otro especial de la relación de de broglie: λ = h / mv. Como se puede adivinar, m – la masa del electrón.

2. La coordenada y de la velocidad de las partículas de medir con una precisión absoluta, es totalmente imposible. Cuanto más se define la coordenada, mayor es la incertidumbre en la velocidad. Como, además, y al contrario. Este fenómeno ha recibido el nombre de incertidumbre de heisenberg, que se puede expresar en la forma siguiente relación: ∆x∙m∙∆v > modulares * /2. Delta X (∆x) expresa la incertidumbre de la posición de las coordenadas en el espacio. En consecuencia, el delta V (∆v) muestra la velocidad de margen de error.

3. En contra de todos los anteriormente común de las opiniones, los electrones no se realizan rigurosamente ciertas órbitas, como un tren sobre raíles. La teoría dice que el electrón puede estar en cualquier punto del espacio, pero la probabilidad es diferente para cada segmento.

La parte del espacio que rodea directamente del núcleo atómico, en el que esta probabilidad es mayor, se llama орбиталью. La quimica moderna estructura de las capas electrónicas de los átomos estudia precisamente desde este punto de vista. Por supuesto, en las escuelas se enseña la correcta distribución de los electrones en niveles, pero es probable que, en realidad, no están de otra manera.

4. El núcleo de un átomo se compone de los nucleones (protones y neutrones). El ordinal de un elemento en la tabla periódica de indica el número de protones en su núcleo, y la suma de protones y neutrones es igual a la masa atómica. He aquí cómo explica la estructura del núcleo de un átomo de química de la modernidad.

Los Fundadores de la mecánica cuántica

Observe los científicos, que han causado mayor impacto en el desarrollo de tan importante rama de la economía: el físico francés L. de Бройль, el alemán del Siglo heisenberg, el austríaco C. schroedinger, el inglés P. dirac. Todas estas personas fueron galardonados con el premio nobel.

Como muy lejos en este sentido se ha ido química? Estructura de un átomo, la mayoría de químicos de aquellos años se consideraban bastante simple: muchos sólo en 1947, finalmente han reconocido la realidad de la existencia de partículas elementales.

Algunas de las conclusiones

En General, la creación de la teoría cuántica no estuvo exenta de matemáticos, ya que todos estos procesos se puede calcular sólo con el uso dede los más complejos cálculos. Pero la dificultad principal no es ese. Los procesos que se describen con esta teoría, no están disponibles no sólo a nuestros órganos de los sentidos, a pesar de toda la moderna científico técnica, sino de la imaginación.

Ningún hombre ni siquiera aproximadamente, no puede imaginar los procesos, en el microcosmos, ya que son muy parecidas en todos los fenómenos que observamos en el macrocosmos. Piensen en ello: los últimos descubrimientos dan razón para suponer que los quarks, neutrinos y otras partículas fundamentales existen en девятимерном (!) la dimensión. Como persona que vive en un espacio tridimensional, puede incluso unas describir su comportamiento?

Actualmente, sólo nos queda confiar en las matemáticas y la potencia de las computadoras modernas que, quizás, se utiliza para modelar el microcosmos. Ayuda sensiblemente y química: estructura de un átomo seguramente será revisada después de que recientemente, los científicos que trabajan en este campo, reportó el descubrimiento de un nuevo tipo de enlace químico.

El punto de vista actual sobre la estructura del átomo

Si has leído todo lo anterior, entonces seguro y capaz de decir, ¿cuál es hoy la idea de la estructura de los átomos de las sustancias. Pero todavía estamos a explicar: esto es ligeramente diferente de la teoría de rutherford, y se complementa con la valiosísima los postulados de niels bohr. En pocas palabras, hoy en día se considera que los electrones se mueven de una caótica, borrosa trayectorias cerca del núcleo, que está compuesto de neutrones y protones. La parte del espacio alrededor de él, que la aparición de un electrón más probable, se llama орбиталью.

Aún no es posible decir exactamente cómo van a cambiar nuestras ideas sobre la estructura del átomo en el futuro. Todos los días los científicos trabajan para la penetración en los misterios del micromundo: el TANQUE (Grande андронный de hadrones), premios nobel de la paz en el ámbito de la física – todo esto es el resultado de los datos de investigación.

Pero hasta ahora no nos presentamos y visión aproximada de lo que ocultan los átomos. Claro, sólo que el mismo átomo en una escala del micromundo – la enorme casa de apartamentos en el que nosotros objeto de reconocimiento, si acaso, en el primer piso, sí, y no por completo. Casi todos los años aparecen mensajes acerca de la posibilidad de la apertura de nuevas partículas elementales. Cuando el proceso de investigación de los átomos estará completamente terminado, hoy predecir no va nadie.

Basta de decir que nuestra visión de lo que ellos han comenzado a cambiar sólo desde 1947, cuando se abrieron los llamados V-partícula. Antes de esto, la gente sólo un poco de engrosamiento de la teoría, en la que desde el siglo 19 se basó la química. Estructura de un átomo – el fascinante misterio, разгадыванием que están ocupados por las mejores mentes de la humanidad.