Атомная теория материи

Физика > Атомная теория материи

Научная теория природы материи, утверждающая, что она состоит из дискретных единиц – атомов.

Задача обучения

• Рассмотреть 5 постулатов атомной теории Джона Далтона.

Основные пункты

• Первым теорию сформулировал Джон Далтон. Исследование базировалось на двух законах: сохранение массы и определенные пропорции.
• Далтон сказал, что каждый химический элемент состоит из атомов одного уникального типа. Их нельзя изменить или уничтожить, но при объединении способны создать сложные структуры.
• Кинетическая теория газов расшифровывает макроскопические газовые свойства (давление, объем и температура), основываясь на молекулярном составе и перемещении.
• Идея Далтона была верной, но он ошибся в некоторых свойствах. Атомы можно разделить на более мелкие элементы. У одного элемента они могут обладать разными массами и отличаться поведением.

Термины

• Химическая реакция – процесс, в котором присутствует разрыв или создание межатомных связей, где одно или несколько веществ становятся другими.
• Кинетическая теория газов – характеризует газ как огромное количество крошечных частичек (атомы и молекулы), пребывающих в стабильном случайном перемещении.
• Атом – наименьшее количество вещества, сохраняющего идентичность как химический элемент. Вмещает ядро и электроны.

Атомная теория утверждает, что материя представлена дискретными единицами – атомы. Ранее физики считали его неделимым, однако он выступает конгломератом разных субатомных частичек и играет важную роль в изучении материи.

Здесь отображено ядро (розовое) и расположение электронных облаков (черное). Ядро (справа сверху) в гелии-4 напоминает электронное облако, хотя в более сложных ядрах ситуация может отличаться. Черная полоса – один ангстрем

Атомная гипотеза Далтона

Интересно, что об атомах говорили еще древние греки, но Джон Далтон первым подошел к этой теме с научной позиции. Свое исследование базировал на двух законах о химических реакциях, появившихся в конце 18 века. Первый в 1789 году вывел Антуан Лавуазье – сохранение массы (общая масса в химической реакции остается постоянной). Второй создал Джозеф Луи Пруст – определенные пропорции.

Далтон сказал, что каждый химический элемент вмещает атомы уникального типа. Из нельзя уничтожить или изменить, зато они способны сливаться и создавать сложные структуры. Ученый вывел все это через эксперименты, поэтому и считается создателем современной атомной теории.

5 постулатов

Атомная теория строится на 5 основах:

• Элементы состоят из крошечных частичек – атомы.
• Атомы элемента идентичны по размерам, массе и прочим свойствам. Атомы разных элементов отличаются по размерам, массе и свойствам.
• Атомы нельзя разделить, создать или уничтожить.
• Атомы разных элементов сливаются с созданием химических соединений.
• В химических реакциях атомы сливаются, разрываются и меняют группы.

Из этого списка достоверными выступают только три пункта: 1, 4 и 5. Дело в том, что атомы можно разбить на еще более мелкие структуры, а атомы одного элемента могут отличаться по массе и свойствам.

Газ состоит из небольших атомных и молекулярных частиц, поэтому ученые начали объяснять свойства с макроскопической позиции. Это привело к созданию молекулярно-кинетической теории газа, где макроскопические свойства (давление, объем, температура) объясняются молекулярным составом и перемещением.

Различные атомы и молекулы, описанные в «Новой системе химической философии» Джона Далтона (1808)

---