Відмінності між версіями «Проект з ОІ та ІКТ і Хімії: "Будова атома. Досліди Резерфорда. Дуалізм електрона. Рівняння Бройля." - група №13 ПГФ, 2017.»

Версія за 08:41, 11 грудня 2017

Атомна теорія — фізична теорія, яка припускає, що все на світі складається з найдрібніших частинок — атомів, сполучених між собою ядерними та електромагнітними силами. У XX столітті на практиці було доведено, що атом можна розділити на ще більш дрібні — субатомні — частинки.Зміст [сховати]

Історія Атомізм Докладніше: Атомізм У давньогрецькій філософії, а пізніше і в середні віки, люди припускали, що речі навколо них складаються з двох частин: неподільні атоми, якимось чином зчеплені один з одним, і з порожнечі між атомами. Атоми вважали вічними та незруйновними корпускулами.[1][2] Цю позицію відстоювали у своїх працях такі філософи, як Демокріт або Левкіпп, але жодних доказів ця теорія тоді не мала.

Перша теорія будови атома[ред. • ред. код] Наприкінці XVIII століття було відкрито хімічні закони збереження:

Закон збереження маси, який відкрив 1789 року Антуан Лоран Лавуазьє, свідчить, що маса реактивів під час хімічної реакції не змінюється;[3] Закон сталості складу, відкритий 1799 Жозефом Луї Прустом, свідчить, що будь-яка певна хімічна сполука, незалежно від способу її отримання, складається з одних і тих самих хімічних елементів;[4] Закон кратних відношень, який відкрив 1803 року Джон Дальтон, стверджує, що відношення маси одного елемента до іншого буде цілим числом.[5]

Модель атома Томсона Ці закони не могли б виконуватися з такою точністю, якби матерія була дискретною структурою. Але в той час була не зовсім зрозумілою структура того, що ми тепер називаємо «молекулою». 1811 Амедео Авогадро провів серію дослідів з газом та з'ясував, що два літри гідрогену реагують лише з одним літром оксигену при отриманні водяної пари.[6] А після відкриття 1827 року броунівського руху,[7] стало очевидно, що матерія складається з окремих частинок — атомів, здатних утворювати групи — молекули, тобто була створена атомна теорія будови речовини.

Відкриття субатомних частинок Докладніше: Субатомні частинки Докладніше: Модель атома Томсона

Планетарна модель атома. До 1897 року атоми вважали неподільними. 1897 року Джозеф Джон Томсон провів досвід з круксовою трубкою[en],[8] в якому вперше спостерігався електрон. На катод подавали деяку напругу і, як згодом виявилося, в таких умовах катод випромінює пучки електронів. Томсон з'ясував, що ці пучки відхиляються при впливі на них електромагнітного поля. Сам Томсон називав ці частинки корпускулами, але пізніше вони отримали окрему назву — електрони.

Відкриття ядра атома Докладніше: Планетарна модель атома

Модель атома Бора. Модель атома Томсона спростував 1909 учень Томсона — Ернест Резерфорд. Він виявив, що атом не є однорідним за своєю структурою: в центрі розташоване масивне позитивно заряджене щільне ядро, а навколо нього, як планети навколо Сонця, рухаються електрони.

Виявилося, що якщо обстрілювати альфа-частками тонкий лист золота, то альфа-частинки будуть відхилятися на різні кути, причому частина з них — на кут більший ніж {\displaystyle {\cfrac {\pi }{2}}\,} {\displaystyle {\cfrac {\pi }{2}}\,} а це можливо лише якщо масивна позитивно заряджена альфа-частинка зустрічає на своєму шляху достатньо масивну позитивно заряджену перешкоду.

Створення квантової теорії атома Докладніше: Модель Бора Планетарна модель мала низку недоліків, з яких найістотніший був пов'язаний з теоретично правильною втратою енергії електрона: оскільки електрон обертається навколо атома, то на нього діє доцентрове прискорення, а за формулою Лармора[en] будь-яка заряджена частинка, що рухається з прискоренням, випромінює. Тобто втрачає енергію. А якщо електрон втрачає енергію, то зрештою він повинен впасти на ядро, чого в реальності не відбувається.

1913 року Нільс Бор припустив, що електрон може обертатися не як завгодно, а по суворо визначених орбітах, не змінюючи своєї енергії як завгодно довгий час. Перехід з орбіти на орбіту вимагає певної енергії — кванта енергії.

Відкриття ізотопів Докладніше: Ізотоп 1907 року радіохімік Фредерік Содді виявив, що існують сполуки з однаковими хімічними властивостями, які відрізняються за кількістю нейтронів.

Відкриття подільності ядра Докладніше: Атомне ядро 1930 року було виявлено, що якщо високоенергетичні альфа-частинки потрапляють на деякі легкі елементи, то останні випромінюють промені з надзвичайно великою проникною здатністю. Це випромінювання мало набагато більшу проникну здатність, ніж всі інші промені. 1932 Ірен та Фредерік Жоліо-Кюрі показали, що якщо це невідоме випромінювання потрапляє на парафін, то утворюються протони високих енергій, і ці енергії не збігаються з теоретичними розрахунками. Фізик Джеймс Чедвік припустив, що це випромінювання складається з незаряджених частинок з масою, близькою до маси протона, і провів серію експериментів, які підтвердили цю гіпотезу. Ці незаряджені частинки отримали назву нейтрони.