Зміст
Введення
1.Моделі атома Томпсона, Резерфорда
2.Постулати Нільса Бора
3.Атомне ядро ​​
4.Ізотопи
5.Електронні оболонки
6.Квантові числа
7.Періодичний закон Менделєєва у світлі квантової теорії
8.Елементарні частинки: класифікація та взаємоперетворення
Висновок
Список використаної літератури
Введення
Подання про атомах як неподільних найдрібніших частинках речовинивиникло ще в античні часи (Левкіпп, Демокріт, Епікур, Лукрецій). Всередні віки вчення про атомах, будучи матеріалістичним, не отримало широкоговизнання. Атомістична теорія набуває все більшої популярності лише доНаприкінці XVIII в. завдяки працям великого російського вченого М.В. Ломоносова,англійського хіміка і фізика Д. Дальтона та ін
Однак у той час питання про будову атомів навіть не ставилося - вонивважалися неподільними.
Великий внесок у розвиток атомістичної теорії вніс видатнийросійський хімік Д.І. Менделєєв. Виходячи з єдиної природи атомів, він розробив в1869 Періодичну систему елементів. Виражена в ній закономірний зв'язокміж усіма хімічними елементами наштовхувала на думку про те, що в основібудови всіх атомів лежить загальна властивість: всі вони знаходяться в близькій спорідненостіодин з одним. Однак до кінця XIX в. в хімії панувало метафізичнепереконання: атом - найменша частка простої речовини, остання межаподільності матерії. При цьому передбачалося, що у всіх хімічних перетворенняхрозпадаються і знову створюються тільки молекули, а атоми залишаються неподільними.Різні припущення про складну структуру атома довгий час не підтверджувалисядослідами. Лише проведені в кінці XIX ст. експерименти довели складну будовуатомів і можливість їх взаємного перетворення. Активне вивчення будови атомапочалося в 1897 р. після відкриття електрона англійським фізиком Джозефом Джоном Томсоном.У 1903 р. він запропонував першу модель атома. У 1911 р. англійським фізиком Ернестом Резерфордом була запропонована ядерна (планетарна) модель атома,зроблена на підставі аналізу дослідів з розсіювання альфа-частинок в речовині.Модель атома Резерфорда не пояснювала в повній мірі стійкості атома що іпривело до створення якісно нової теорії (квантової) будови атома.
1. Моделі атома Джозефа Джона Томсона, ЕрнестаРезерфорда
атомквантовий електронна оболонка
У 1903 р. Джозеф Джон Томсон запропонував першу модель атома: атом являє собою безперервно заряджений позитивнимелектричним зарядом кулю, усередині якого біля своїх положень рівновагиколиваються електрони; сумарний заряд електронів дорівнює позитивному зарядукулі, тому атом в цілому нейтральний. Однак припущення про безперервнерозподілі позитивного заряду всередині атома не підтвердилося експериментом.
Експериментальна перевірка моделі атома Томсона була здійсненав 1911р. англійським фізиком Ернестом Резерфордом. Він провів досліди з розсіюванняальфа-частинок в речовині. Альфа-частки випускаються при радіоактивнихперетвореннях. Їх електричний заряд позитивний і дорівнює за модулем подвійногозаряду електрона. Це важкі частки: маса їх приблизно в 7300 разів більшемаси електрона. Досліджуючи проходження альфа-частинок через золоту фольгу,Резерфорд виявив, що основна їх частина зазнає незначнівідхилення, а деякі з них (приблизно, одна з 20 000) різко відхиляються відпервісного напрямку - аж до 180 В°. Оскільки електрони не можутьістотно вплинути на характер руху настільки важких і швидких альфа-частинок,Резерфорд зробив висновок: значне відхилення альфа-частинок обумовлено їхвзаємодією з позитивним зарядом більшої маси. Таке відхиленнявідчували лише деякі альфа-частинки, тобто ті, які опинилися поблизупозитивного заряду порівняно невеликих розмірів.
Аналізуючи результати дослідів, Резерфорд запропонував ядерну (планетарну) модель атома: навколопозитивного ядра, що має заряд Ze (Z-порядковий номер елемента в системі Менделєєва, е - елементарний заряд), по замкнутиморбітах рухаються електрони, утворити електронну оболонку атома. Рухомі по замкнутиморбітах електрони володіють доцентровим прискоренням. Відповідно до класичної електродинаміки, прискореніелектрони випромінюють електромагнітні хвилі, внаслідок чого безперервно втрачаютьенергію. Тому електрон, обертаючись навколо ядра, випромінює енергію. У результаті втрати енергії, рухаючись по спіралі інаближаючись до ядра, він врешті-решт впаде на нього. Таким чином, атом в моделі Резерфорда виявивсянестійкою системою.
Спробистворити модель атома в рамках класичної фізики не привели до успіху: модельТомсона була спростована досвідами Резерфорда, планетарна ж модель не змоглапояснити стійкість атомів. Подолання виниклихтруднощів зажадало створення - квантової-теорії атома. Однак, незважаючи насвою неспроможність, планетарна модель і зараз прийнята в якостінаближеною і спрощеної картини атома. [1, ст.144-145]
2. Постулати Нільса Бора
Абсолютнанестійкість планетарної моделі Резерфорда і разом з тим дивназакономірність атомних спектрів, і зокрема їх дискретність, привели Н.Борадо необхідності сформулювати (1913г.) два найважливіших постулату квантовоїфізики:
1. Першийпостулат Бора (постулат стаціонарних станів): ватомі існують стаціонарні (не змінюються з часом) стану, вяких він не випромінює енергії. Стаціонарним станам атома відповідаютьстаціонарні орбіти, по яких рухаються електрони. Рух електронів потаким орбітах не супроводжується випромінюванням електромагнітних хвиль.
2. Другийпостулат Бора (правило частот): при переході електроназ одного стаціонарної орбіти на іншу випромінюється (поглинається) один фотон зенергією hv = E n - E m рівній різниці енергій Е n і Е m відповідних стаціонарним станам атома до і після випромінювання(Поглинання).
Переходу електрона зі стаціонарної орбіти з номером т на стаціонарну орбіту зномером п відповідає перехід атома зстану з енергією Е m в стан з енергією Е n . При Е n > Е m можливий перехід атома зі стану з більшою енергією в станз меншою енергією, тобто перехід електрона з більш віддаленої від ядра орбіти наближчу, при якому випромінюється фотон. Поглинання фотона відбувається припереході атома в стан з більшою енергією, тобто перехід електрона на більшвіддалену від ядра орбіту.
Набір можливих дискретних частот квантових переходів визначає лінійчатийспектр випромінювання атома. v =
Теорія Бора не відкинула повністю закони класичної фізики приописі поведінки атомних систем. У ній збереглися уявлення проорбітальному русі електронів в кулонівському полі ядра. Класична ядернамодель атома Резерфорда була доповнена в теорії Бора ідеєю про квантуванніелектронних орбіт. Тому теорію Бора іноді називають Напівкласична. [1, ст.146]
3. Атомне ядро ​​
1. Атомне ядроатома будь-якого хімічного елемента складається з позитивно заряджених протоніві не мають електричного заряду нейтронів. Заряд протона дорівнює модулю зарядуелектрона. Протон і нейтрон є двома зарядовими станами ядерноїчастинки, яка називається нуклонів. Кількість протонів у ядрі Z(Заряд ядра Ze) збігається з атомним номером відповідного хімічного елементав періодичній системі Менделєєва. Кількість нейтронів в ядрі позначається N. Для легких ядер,знаходяться в першій половині періодичної системи Менделєєва, N/Z 1;ядра атомів хімічних елементів, що знаходяться в кінці періодичної системи,перевантажені нейтронами - для них N/Z 1.6.
2. Масовимчислом ядра А називається загальне числонуклонів в ядрі: А = Z + N. Символ для позначення ядра:, де X -позначення атома даного хімічного елемента в періодичній системіМенделєєва. Ядра з одним і тим же зарядом Ze, але з різними А,називаютьсяізотопами...
