O átomo em química - é... o Modelo do átomo. Estrutura do átomo

Pensamentos sobre a essência de tudo o que o rodeia começou a frequentar a humanidade muito antes do momento de apogeu da civilização moderna. Primeiro, as pessoas têm especulado sobre a existência de alguma das forças superiores, que, como eles acreditavam предопределяли toda a existência. Mas já muito em breve, os filósofos e sacerdotes começaram a se perguntar sobre o que, na verdade, é o próprio tecido, sendo este. Teorias foi definido, mas, em perspectiva histórica superior tornou-se атомарная.

O Que é o átomo em química? É, bem como todos os relacionados os temas que discutimos no âmbito deste artigo. Esperamos que aqui você encontrará respostas para todas as perguntas de vocês.

Родоначальник atômica teoria

Com o início da primeira aula de química? Estrutura atômica – é o principal tema. Você provavelmente se lembra que a palavra "átomo» traduzido do grego como língua ão indivisível". Agora, muitos historiadores acreditam que o primeiro apresentou a teoria, гласившую sobre alguns de minúsculas partículas que compõem todas as coisas; Demócrito. Ele viveu no século v antes de nossa era.

A maior, infelizmente, sobre este excelente мыслителе quase nada se sabe. A nós não chegou a nenhum uma fonte de aqueles tempos. Portanto, sobre as ideias do maior cientista de seu tempo, temos que reconhecer, exclusivamente, dos escritos de Aristóteles, Platão e outros pensadores gregos antigos.

Então, o nosso tema - "a Estrutura do átomo". A química nem todos tiveram notas altas, mas muitos esqueceram-se de que todas as conclusões dos antigos cientistas foram construídos exclusivamente para o raciocínio. Demócrito não foi.

Mente de Demócrito?

A Lógica era simples, mas engenhosa. Imagine que você tem mais uma faca afiada em todo o mundo. Você pega uma maçã, por exemplo, e em seguida, começar a sua corte: em duas metades, quartos, novamente compartilhe... a Palavra, mais cedo ou mais tarde você vai ter pedaços tão miserável de espessura, que, quanto mais compartilhar, já não será possível. É isso que será indivisível o átomo. A química é a afirmação foi considerado um verdadeiro quase até o final do século 19.

Демокрита às modernas concepções

Observe que a partir de antigos conceitos sobre a microcosmo sobreviveu uma só palavra "átomo". Agora, cada aluno sabe que o mundo que nos rodeia é composto por muito mais fundamentais e partículas pequenas. Além disso, do ponto de vista da ciência moderna teoria Демокрита não era mais do que puramente hipotético выкладкой, não подкрепленной absolutamente nenhuma evidência. No entanto, naqueles tempos, não havia microscópios eletrônicos, de modo que provar o seu caso de outras formas, você pensador ainda não aconteceu.

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As Primeiras suspeitas sobre o que Demócrito realmente certo, apareceu no químicos. Eles rapidamente descobriram que muitas substâncias durante as reações, se dividem em componentes mais pequenos. Além disso, é de químicos tiraram rigorosos padrões de dados de processos. Assim, eles perceberam que para a obtenção de água são necessários oito massa de partes de oxigênio e um de hidrogênio (lei Авогадро).

Na idade Média, a qualquer materialista doutrina, incluindo a teoria Демокрита, a distribuição e o desenvolvimento de obter não possa, em princípio. E somente no século XVIII, os cientistas novamente voltam a атомистической teoria. Pelo tempo que o químico А. Lavoisier, nosso grande М. В. Lomonosov e талантливейший inglês físico Д. Dalton (sobre o qual falaremos em separado), já tem provado seus colegas a realidade da existência dos átomos. Deve-se ressaltar que, mesmo em enlightened século 18 por muito tempo атомарная teoria pendentes muitos mentes da época a sério não foi considerado.

Como quer que seja, mas mesmo esses grandes cientistas ainda não avançamos teorias sobre a construção de mais de um átomo, assim como ele foi considerado único e indivisível partícula, a base de tudo.

Infelizmente, químicos experiências não podiam claramente provar a realidade de transformar átomos de algumas substâncias em outras. Mas ainda assim fundamental a ciência no estudo da estrutura dos átomos foi precisamente o de química. Os átomos e as moléculas muito tempo foram estudados um brilhante cientista russo, sem a qual é impossível imaginar a ciência moderna.

A Doutrina Д. И. Periódica

Um grande papel no surgimento da atômico ensinamentos jogou Д. И. de Mendeleev, que, no ano de 1869 criou a sua brilhante periódica. Pela primeira vez, a comunidade científica foi apresentada uma teoria que não só não negava, mas razoável дополняла de todos os pressupostos материалистов. Já no século 19, os cientistas foram capazes de provar a existência dos elétrons. Todas essas conclusões obrigou as melhores mentes do século 20 a estudar seriamente o átomo. A química é hora também foi anunciada pela infinidade de descobertas.

Mas a doutrina Periódica é valioso não apenas isso. Ainda não está claro exatamente como foram formados os átomos de diferentes elementos químicos. Mas o grande cientista russo foi capaz de provar conclusivamente que todos eles, sem exceção, são intimamente ligados uns com os outros.

A Abertura de Дальтона

Mas ser capaz de interpretar múltiplos silos de dados foi capaz apenas de John Dalton, em nome de quem, para sempre, no exterior, eles próprios lei. Normalmente, o cientista pesquisou o comportamento dos gases, mas a gama de interesses que ele era muito mais amplo. Em 1808, ele começou a publicar sua nova fundamental do trabalho.

Esta É a Dalton sugeriu que cada produto químico elemento corresponde a um determinado átomo. Mas o cientista,como Demócrito muitos séculos antes dele, todos mesmo, acreditava que eles são completamente quanto indivisíveis. Em seu esboço muito схематичных de desenhos, onde os átomos são representados na forma de bolas. Essa idéia, iniciado há mais de 2.500 anos atrás, durou quase até o nosso tempo! No entanto, só recentemente foi aberto muito profundo a estrutura de um átomo. Química (9 classe em particular) ainda hoje, em grande parte, guiado por essas idéias, que foram anunciados pela primeira vez no século 18.

Experimentais confirmação делимости átomos

No Entanto, até o final do século 19, praticamente todos os cientistas acreditavam que o átomo - o limite além do qual não há nada. Eles pensaram que a base de todo o universo é exatamente o que. Isso contribuiu para uma variedade de experimentos: como qualquer um pode dizer, mas mudou, apenas as moléculas, enquanto que com os próprios átomos de substâncias não aconteceu absolutamente nada que não pudesse explicar o mais simples de química. A estrutura de um átomo de carbono, por exemplo, permanece absolutamente inalterada mesmo em diferentes аллотропных estados.

A Palavra, há muito tempo não fazia absolutamente nenhum dos dados experimentais, o que é mesmo que indiretamente, confirmaram as suspeitas de alguns estudiosos de que existem alguns mais fundamentais da partícula. Apenas no século 19 (e não menos importante, graças a experiências esposos Curie), foi comprovado que, em certas condições, os átomos de alguns elementos podem transformar-se em outros. Estas descobertas formaram a base da moderna representações sobre o mundo.

Passas e pudins

Em 1897, j. J. Thomson, o físico inglês, descobriu-se que em todo átomo existe um determinado número de partículas carregadas negativamente, que ele mesmo chamou de “os elétrons". Já em 1904, o cientista criou o primeiro атомарную modelo, que é mais conhecida sob a designação ão pudim com passas". O nome é bastante reflete a essência. A julgar pela teoria de Thomson, o átomo em química – é uma espécie de "o vaso» a partir uniformemente distribuída nele a energia e elétrons.

Note que esse modelo teve de caminhar, mesmo no século 20. Posteriormente, descobriu-se que ela estava totalmente errada. Mas esta foi a primeira percebida a tentativa do homem (e científica) para recriar ambiental de seu microcosmo, sugerindo um modelo para o átomo, bastante simples e imediatas.

Experiências de Curie

Considera-se que o casal Pierre e marie Curie, marcou o início da física atômica. Claro, a contribuição dessas pessoas brilhantes, realmente пожертвовавших a sua saúde e a vida, não deve ser subestimado, mas as experiências que tiveram e onde mais fundamental. Quase simultaneamente com o Резерфордом eles provaram que o átomo – muito mais complexa e heterogênea estrutura. O próprio fenômeno da radioatividade, que eles exploraram, e é sobre isso, e disse.

Já no início de 1898, Maria publica o primeiro artigo dedicado a radiação. Logo, a Maria e Pierre Curie provou que a mistura хлористых compostos de urânio e rádio começam a aparecer outras substâncias, da existência de um ser que perdeu a fé oficial química. A estrutura do átomo, desde então, começaram a explorar de perto.

ão Planetário» abordagem

Finalmente Rutherford decidiu produzir o bombardeio de átomos de metais pesados α-partículas (totalmente ionizado hélio). O cientista imediatamente sugeriu que os elétrons não podem mudar a trajetória do movimento das partículas. Consequentemente, a dissipação pode causar apenas alguns elementos mais pesados, que podem estar contidos no núcleo do átomo. Imediatamente note-se que, inicialmente, Rutherford não pretendia alterar teoria ão do pudim". Este modelo de átomo era considerado como a interação.

Portanto, o resultado, em que quase todas as partículas sem problemas e que passaram por uma fina camada de prata, não o surpreendeu. Isso é só logo descobriu-se que alguns átomos de hélio desviou de 30°. Isso não era de todo o que dizia na época química. A composição de um átomo de Томсону imaginava uma distribuição uniforme de elétrons. Mas isso é claramente contrariada observados fenômenos.

é Extremamente raro, mas ainda assim algumas partículas para irem embora sob um ângulo de até 180°. Rutherford foi em profunda confusão. Porque isto está em conflito com a çпудингу", a carga que era para ser (segundo a teoria de Thomson) distribuído uniformemente. Portanto, uniformemente carregada áreas, o que poderia afastar hélio ionizado, deve ter sido falta.

A quais conclusões chegou Rutherford?

Estas circunstâncias e deu um cientista na idéia de que o átomo é praticamente vazio e apenas no centro focada algum tipo de educação com carga positiva do núcleo. Assim surgiu a planetária modelo para o átomo, os postulados de que as seguintes:

• Como nós já dissemos, na parte central localizado o núcleo, e o seu volume (em relação ao tamanho do próprio átomo) é extremamente pequeno.
• Praticamente toda a атомарная de massa, bem como toda a carga positiva estão exatamente no núcleo.
• Em Torno dele giram os elétrons. É importante que o seu número é igual ao valor positivo de carga.

Paradoxos da teoria

Tudo estaria bem, mas este modelo de átomo não explica a sua incrível resistência. Deve-se lembrar que os elétrons se movem em suas órbitas com uma enorme aceleração. De todos os princípios da rfm tal objeto, com o tempo, deve perder o seu cargo. Se levar em conta os postulados de Newton e Maxwell, os elétrons devem rolar no núcleo, como granizo sobre a terra.

Claro, nada na realidade não acontece. Qualquer átomo não só é muito resistente, mas pode existir completamente tempo ilimitado, e nenhuma radiação de ele ir, não vai. Essa discrepância, devido ao fato de que a микромиру tentamos aplicar as leis, que só são válidos para o da mecânica clássica. Eles, pois, como se viu, ao fenômeno atômico de escala não se aplicam perfeitamente. Mas porque a estrutura de um átomo (química, de 11 de classe), autores de livros didáticos tentar explicar o mais simples possível de palavras.

A Doutrina de Boro

O físico Dinamarquês Nils Broca, foi comprovado que no microcosmo não é possível distribuir as mesmas leis do estado que são verdadeiras para objetos macroscópicos. Que ele é a idéia de que um microcosmo ão é guiado» excepcionalmente bem as leis. É claro, naquela época não existia mais a teoria quântica, mas o Boro tornou-se realmente de seu ancestral, expressando seus pensamentos na forma de três postulados, que ão salvouç o átomo, inevitavelmente, seria morto, se ele "viveu» de acordo com a teoria de Rutherford. É esta a teoria dinamarqueses formou a base de toda a mecânica quântica.

Postulados Bora

• Primeiro deles diz o seguinte: qualquer nuclear, o sistema pode estar apenas em alguns estados atômicos, sendo que para cada um deles é característico de um determinado valor de energia (E). Se o estado de um átomo de internação (calmo), então irradiar ele não pode.
• O Segundo postulado diz que a emissão de luz de energia só ocorre em caso de transição de um estado de maior energia em mais moderada. Respectivamente, a energia liberada é igual à diferença entre dois estados estacionários.

Modelo do átomo de Niels Bora

Este полуклассическую a teoria de um cientista propôs no ano de 1913. Vale ressaltar que, em sua base, ele colocou planetária modelo de Rutherford, que pouco antes ele descreveu o átomo da substância. Já dissemos que a mecânica clássica entram em conflito com выкладкам de Rutherford: de acordo com ela, imaginava que com o tempo, o elétron deveria, necessariamente, cair sobre a superfície de um átomo.

A çcontornar» esta é uma contradição, um cientista introduziu especial de admissão. A sua essência reside no fato de que irradiar energia (que é o que deveria causar sua queda) os elétrons podem, apenas movendo-se por algum determinadas órbitas. Quando o movimento de mesmo outras trajectórias supostamente químicas, os átomos, permaneceram em um estado passivo. De acordo com a teoria de Boro tal орбитами eram aqueles quantitativa momento, o movimento que foi igual a constante de Planck.

A teoria Quântica estrutura dos átomos

Como já dissemos, hoje em dia, o movimento, a teoria quântica estrutura dos átomos. Química últimos anos é guiado exclusivamente por ela. Na sua base são as quatro axiomas fundamentais.

1. Em primeiro lugar, a dualidade (dualidade onda natureza) mais de um elétron. Simplificando, se comporta esta partícula e como o objeto material (корпускула), e como uma onda. Como a partícula tem uma certa carga e massa. A capacidade é a mesma para difração em comum elétrons com clássicos das ondas. O comprimento desta onda (λ) e a velocidade da partícula (v) podem ser conectados uns com os outros especial a relação de de Broglie: λ a = h / mv. Como você pode imaginar, m – uma massa de mais de um elétron.

2. A coordenada e a velocidade da partícula medir com precisão absoluta é impossível. Quanto mais determinada coordenada, quanto maior a incerteza na velocidade. Como, no entanto, e vice-versa. Este fenômeno recebeu o nome de incerteza de Heisenberg, que pode ser expressa na forma seguinte relação: ∆x∙m∙∆v > "/2. Delta X (∆x) expressa a incerteza do estado de coordenadas no espaço. Respectivamente, delta V (∆v) exibe a velocidade de margem de erro.

3. Ao contrário de todos os anteriormente comum de opiniões, os elétrons não são estritamente determinadas órbitas, como um trem sobre os trilhos. A teoria quântica, que afirma que o elétron pode estar em qualquer lugar do espaço, mas a probabilidade de que isso é diferente para cada segmento.

A parte do espaço ao redor diretamente de um núcleo atômico, em que essa probabilidade é o máximo, chamado de орбиталью. Uma moderna estrutura química dos elétrons, átomos estuda exatamente com esse ponto de vista. É claro que, nas escolas ensinam a correta distribuição dos elétrons em níveis, mas, aparentemente, na realidade, eles divergem muito diferente.

4. O núcleo de um átomo é composto por нуклонов (prótons e nêutrons). Número de seqüência do elemento na tabela periódica indica que o número de prótons em seu núcleo, e a soma de prótons e nêutrons é igual a massa atômica. Eis como explica a estrutura do núcleo de um átomo de química da modernidade.

Os Fundadores da mecânica quântica

Note-se aqueles cientistas que fizeram a maior contribuição para o desenvolvimento de tão importante setor: o físico francês Л. de Бройль, alemão В. Гейзенберг, o austríaco Э. Шредингер, do inglês П. Dirac. Todas essas pessoas que, posteriormente, foram galardoados com o prémio Nobel.

Como o mesmo de longe, a este respeito se foi a química? A estrutura de um átomo a maioria dos químicos aqueles anos consideravam bastante simples: muitos só em 1947, finalmente reconheceu a realidade da existência de partículas elementares.

Algumas conclusões

Em Geral, ao criar a teoria quântica não houve matemáticos, assim como todos esses processos, pode-se calcular apenas com o uso demais difíceis de computação. Mas a principal dificuldade é não. Os processos que descreve esta teoria, não estão disponíveis não só com nossos sentidos, apesar de toda a moderna, científica, técnica, mas também a imaginação.

Nenhum homem, mesmo alguns que não pode imaginar processos em um microcosmo, assim como eles absolutamente não se assemelham em todos os fenômenos que observamos no macrocosmo. Pensem a respeito disso: descobertas recentes dão motivos para acreditar que os quarks, neutrinos e outras partículas fundamentais existem no девятимерном (!) dimensão. Como pessoa que vive em um espaço tridimensional, pode até cerca de descrever o seu comportamento?

No momento, nos resta apenas confiar em matemática e o poder dos computadores modernos, o que, talvez, serão utilizados para a modelagem do microcosmo. Significativamente, ajuda e química: estrutura do átomo, certamente, será revisto, depois de, recentemente, os cientistas que trabalham nesta área, relatou a descoberta de um novo tipo de ligação química.

A visão Moderna sobre a estrutura do átomo

Se você ler atentamente todos os itens acima, com certeza será capaz de dizer qual é a apresentação de hoje sobre a anatomia dos átomos das substâncias. Mas nós vamos explicar: é um pouco modificada da teoria de Rutherford, aumentada de valor inestimável postulados Niels de Boro. Simplificando, hoje acredita-se que os elétrons se movem por caótico, turva trajectórias perto de kernel, que é composto por nêutrons e prótons. A parte do espaço em torno dele, em que o surgimento de um elétron a mais provável, é chamado de орбиталью.

Ainda não é possível dizer exatamente como vai mudar a nossa percepção sobre a anatomia de um átomo no futuro. Diariamente, os cientistas estão trabalhando para que a penetração nos mistérios do microcosmo: o TANQUE (Grande андронный collider), prêmio nobel de física – tudo isso é resultado de dados de pesquisa.

Mas até agora nós não apresentamos e aproximada da pintura que ainda escondem os átomos. Entende-se, apenas, que o próprio átomo na escala micro-mundo – um enorme condomínio, que nós é vistoriado é que o primeiro andar, e mesmo que não completamente. Quase anualmente recebe uma mensagem sobre a possibilidade de abertura de novos partículas elementares. Quando o processo de pesquisa de átomos será totalmente concluído, hoje prever não leva ninguém.

Basta dizer que a nossa percepção sobre eles começaram a mudar somente a partir de 1947, quando foram abertos os chamados V-partícula. Antes disso, as pessoas são apenas um pouco aprofundou a teoria, que desde o século 19 foi a química. Estrutura atômica – um emocionante jogo de mistério, разгадыванием que ocupado os melhores mentes da humanidade.