Ранние модели атома

Физика >Ранние модели атома

 

Изучите первые модели строения атома. Узнайте, как видели модель атома Демокрит, алхимики и Дальтон: число Авогадро, состав атома, электромагнитная сила.

Дальтон считал, что материя представлена дискретными единицами – атомы, которые нельзя разделить.

Задача обучения

• Изучить постулаты атомной теории Дальтона и взгляды древнегреческих философов.

Основные пункты

• Атом – главная единица материи, представленная плотным центральным ядром, окруженным облаком из электронов с отрицательными зарядами.
• Рассеянные знания, открытые алхимиками в средние века, поспособствовали обнаружению атома.
• Дальтон строит теорию, основываясь на факте, что массы реагентов в определенных химических реакциях всегда обладали определенным соотношением.

Термины

• Ядро – массивная центральная часть атома с положительным зарядом, вмещающая протоны и нейтроны.
• Число Авогадро – количество частиц (атомы или молекулы) в одном моле вещества. Значение - 6.02214129 ⋅ 10²³ моль^-1.
• Электромагнитная сила – фундаментальная сила, активная между заряженными телами.

Атом – главная единица материи, представленная плотным центральным ядром, вокруг которого сосредоточено облако из отрицательно заряженных электронов. Как выглядит модель строения атома? В ядре вмещается смесь протонов (положительные) и нейтронов (нейтральные). Электроны связываются с ядром через электромагнитную силу.

Перед вами атом гелия, демонстрирующий ядро (розовое) и позицию электронных облаков (черное). Ядро (справа сверху) в гелии-4 выступает сферически симметричным и напоминает электронное облако. Черная линия – один ангстрем

Люди с давних времен размышляют о структуре материи и существовании атомов. Наиболее ранние идеи появились в Древней Греции в 5-м веке до н.э. от философов Левкиппа и Демокрита. Они пытались разобраться в том, можно ли разделить вещество на мелкие части без ограничений. Есть несколько ответов. Один из них заключается в бесконечно малом подразделении. Демокрит полагал, что все же есть наименьшая конечная частичка, с которой уже ничего нельзя сделать и он именовал ее «атом». Сейчас мы знаем, что их можно поделить, но в процессе уничтожается идентичность, поэтому греки были правы.

Они также думали, что есть несколько разновидностей атомов и материя использует их комбинации. Именно от них пошла идея о земле, воздухе, огне и воде, что было блестяще, но не соответствует истине. Грекам удалось скорее выявить наиболее распространенные состояния материи, а не химических элементов. Понадобилось более 2000 лет, чтобы создать необходимое оборудование для определения настоящей атомной природы.

Веками ученые совершали открытия по отношению к свойствам веществ и химических реакций. К примеру, сходство между определенными редкими элементами привело к интересным трансформациям (золото). Конечно, подобные манипуляции приобретали финансовую выгоду, поэтому не освещались для широкого круга.

Алхимикам удалось открыть много интересных научных загадок, но они держали все под строжайшим секретом. После средневековья алхимики исчезли и появилась химия. Тайны стали лишними и на смену пришло коллективное изучение. В начале 19 века мы уже знали, что массы реагентов в финальных химических реакциях всегда обладают определенным соотношением масс. А это говорит о существовании неких главных единиц.

Большая часть исследований в этом периоде принадлежит Джону Дальтону, а также Амедео Авогадро. Последнему принадлежит заслуга создания фиксированного числа атомов и молекул (6.022 ⋅ 10²³).

Дальтон считал, что материя наполнена дискретными единицами, именуемыми атомами. Он также думал, что их нельзя разделить, а значит, перед нами финальная частичка. В конце 19-го века эту идею опроверг Томпсон после обнаружения электронов.

---