Какую роль сыграли труды менделеева в развитии представлений о строении атомов кратко

Обновлено: 20.05.2024

Затем в течение почти 20 столетий учение об атомном строении окружающего мира не получило развития и было предано забвению.

В начале XIX в. Дальтон, опираясь на открытые к тому времени зако­ны химии — кратных отношений, эквивалентов, постоянства состава, возродил атомистическую теорию. Главное отличие новых положений теории от предста­влений древнегреческих философов заключалось в том, что они опирались на строгие экспериментальные данные о строении вещества. Дальтон установил, что атомы одного и того же химического элемента имеют одинаковые свойства, а разным элементам соответствуют разные атомы. Была введена важнейшая характеристика атома — атомная масса, относительные значения которой были установлены для ряда элементов. Однако атом по-прежнему считался недели­мой частицей.

В конце XIX и начале XX вв. появились экспериментальные доказатель­ства сложной структуры атома: фотоэффект -— явление, когда при освеще­нии металлов с их поверхности испускаются носители электрического заряда; катодные лучи — поток отрицательно заряженных частиц — электронов в вакуумированной трубке, содержащей катод и анод; рентгеновские лучи — электромагнитное излучение, подобное видимому свету, но с гораздо более высокой частотой, испускаемое веществами при сильном воздействии на них катодных лучей; радиоактивность — явление самопроизвольного превра­щения одного химического элемента в другой, сопровождающееся испусканием электронов, положительно заряженных частиц, других элементарных частиц и рентгеновского излучения. Таким образом было установлено, что атомы состоят из отрицательно и положительно заряженных частиц, сильно взаимодействую­щих между собой. Возник вопрос, как же устроен атом?

Представление об атомах как самых мельчайших, неделимых частицах, возникло еще в античные времена в трудах, например, Демокрита (части материи).

Большую роль в развитии атомистической теории сыграл выдающийся русский химик Д. И. Менделеев, разработавший в 1869 г. периодическую систему элементов, в которой впервые на научной основе был поставлен вопрос о единой природе атомов. Во второй половине XIX в. было экспериментально доказано, что электрон является одной из основных частей любого вещества.

В 1897 г Дж. Томсоном, при помощи особых приемов, удалось определить массу катодных частиц и величину их заряда. Он назвал эти частицы электронами (мельчайших частиц, несущих отрицательный электрический заряд). Томсон предложил самую первую модель атома, представив атом как сгусток материи, обладающий положительным электрическим зарядом, в который вкраплено столько электронов, что превращает его в электрически нейтральное образование. В этой модели (пудинг с изюмом) предполагалось, что под влиянием внешних воздействий электроны могли совершать колебания, т. е. двигаться ускоренно.

В 1911 г. Э. Резерфорд при исследовании движе¬ния альфа-частиц в газах и других веществах обнаружил положитель¬но заряженную часть атома - протон. Всё дело было в одной детали - при прохождении пучка параллельных лучей сквозь слои газа или тонкую металлическую пластинку выходят уже несколько расходящиеся: происходит рассеяние альфа-частиц. Но, что самое интересное - лишь несколько из десятков тысяч частиц отклонялись очень сильно, а некоторые даже отбрасывались назад.

По предположению гениального физика - это не электроны (так как их масса гораздо меньше массы альфа-частиц и они бы не отклонялись, так как отклонение может происходить при столкновении с положительными частицами, масса которых того же порядка, что и масса альфа-частиц).

Исходя из этих соображений, Резерфорд предложил следующую схему строения атома (планетарную) - в центре атома находится положительно заряженное ядро, вокруг которого по разным орбитам вращаются электроны, которые благодаря центробежной силе, уравновешивающей притяжение, остаются на определенных расстояниях от ядра. Поскольку масса электрона мала, вся масса атома сосредоточена в его ядре.

В 1913г Нильс Бор предположил, что электроны вращаются на определённых орбитах (в отличие от модели Резерфорда). А для перехода с одной орбиты на другую требуется определённое количество энергии – квант.

*Цитирирование задания со ссылкой на учебник производится исключительно в учебных целях для лучшего понимания разбора решения задания.

Современное представление об атоме

Сегодня общепринятой является модель атома, являющаяся развитием планетарной модели. Считается, что ядро атома состоит из положительно заряженных протонов и не имеющих заряда нейтронов и окружено отрицательно заряженными электронами. Однако представления квантовой механики не позволяют считать, что электроны движутся вокруг ядра по сколько-нибудь определённым траекториям (неопределённость координаты электрона в атоме может быть сравнима с размерами самого атома) .

Химические свойства атомов определяются конфигурацией электронной оболочки и описываются квантовой механикой. Позиция атома в таблице Менделеева определяется количеством протонов, в то время как количество нейтронов на химические свойства практически не влияет; при этом нейтронов в ядре, как правило, больше, чем протонов (см. статью об атомном ядре) . Количество электронов в нейтральном состоянии по определению соответствует количеству протонов. Основная масса атома сосредоточена в ядре, в то время как массовая доля электронов в общей массе атома незначительна (несколько сотых процента массы ядра) .

Массу атома принято измерять в атомных единицах массы, равных 1/12 от массы атома изотопа углерода 12C.

Опыт Резерфорда

Эрнеста Резерфорда по рассеянию а- частиц при про­хождении через тонкие слои вещества. В этих опы­тах узкий пучок α-частиц, испускаемых радиоак­тивным веществом, направлялся на тонкую золотую фольгу. За фольгой помещался экран, способный светиться под ударами быстрых частиц. Было обна­ружено, что большинство α-частиц отклоняется от прямолинейного распространения после прохож­дения фольги, т. е. рассеивается, а некоторые α-частицы вообще отбрасываются назад. Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положитель­ный заряд не распределен равномерно в шаре радиу­сом 10 -10 м, как предполагали ранее, а сосредоточен в центральной части атома — атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая поло­жительный заряд, отталкивается от него, а при по­падании в ядро — отбрасывается в противоположном направлении. Так ведут себя частицы, имеющие одинаковый заряд, следовательно, существует цент­ральная положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена значительная масса атома. Расчеты показали, что для объяснения опытов нужно принять радиус атомного ядра равным примерно 10 -15 μ.

Модель атома по Резерфорду

Суть модели строения атома по Резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена вся масса, вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вра­щаются электроны (как планеты вокруг Солнца). За­ряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице Менделеева.

Планетарная модель строения атома по Резерфорду не смогла объяснить ряд известных фактов:

электрон, имеющий заряд, должен за счет кулоновских сил притяжения упасть на ядро, а атом — это устойчивая система; при движении по круговой ор­бите, приближаясь к ядру, электрон в атоме должен излучать электромагнитные волны всевозможных частот, т. е. излучаемый свет должен иметь непре­рывный спектр, на практике же получается иное:

электроны атомов излучают свет, имеющий линейча­тый спектр. Разрешить противоречия планетарной ядерной модели строения атома первым попытался датский физик Нильс Бор.

Постулаты Бора

В основу своей теории Бор положил два посту­лата. Первый постулат: атомная система может на­ходиться только в особых стационарных или кван­товых состояниях, каждому из которых соответ­ствует своя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

Это означает, что электрон (например, в атоме водорода) может находиться на нескольких вполне определенных орбитах. Каждой орбите электрона со­ответствует вполне определенная энергия.

Второй постулат: при переходе из одного ста­ционарного состояния в другое испускается или по­глощается квант электромагнитного излучения. Энергия фотона равна разности энергий атома в двух состояниях: hv = Е_m – Ε_n; h = 6,62 • 10 -34 Дж • с, где h — постоянная Планка.

При переходе электрона с ближней орбиты на более удаленную, атомная система поглощает квант энергии. При переходе с более удаленной орбиты электрона на ближнюю орбиту по отношению к ядру атомная система излучает квант энергии.

Теория Бора позволила объяснить существова­ние линейчатых спектров.

Опыт Резерфорда

Эрнеста Резерфорда по рассеянию а- частиц при про­хождении через тонкие слои вещества. В этих опы­тах узкий пучок α-частиц, испускаемых радиоак­тивным веществом, направлялся на тонкую золотую фольгу. За фольгой помещался экран, способный светиться под ударами быстрых частиц. Было обна­ружено, что большинство α-частиц отклоняется от прямолинейного распространения после прохож­дения фольги, т. е. рассеивается, а некоторые α-частицы вообще отбрасываются назад. Рассеяние α-частиц Резерфорд объяснил тем, что положитель­ный заряд не распределен равномерно в шаре радиу­сом 10 -10 м, как предполагали ранее, а сосредоточен в центральной части атома — атомном ядре. При прохождении около ядра α-частица, имеющая поло­жительный заряд, отталкивается от него, а при по­падании в ядро — отбрасывается в противоположном направлении. Так ведут себя частицы, имеющие одинаковый заряд, следовательно, существует цент­ральная положительно заряженная часть атома, в которой сосредоточена значительная масса атома. Расчеты показали, что для объяснения опытов нужно принять радиус атомного ядра равным примерно 10 -15 μ.

Модель атома по Резерфорду

Суть модели строения атома по Резерфорду заключается в следующем: в центре атома находится положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена вся масса, вокруг ядра по круговым орбитам на больших расстояниях вра­щаются электроны (как планеты вокруг Солнца). За­ряд ядра совпадает с номером химического элемента в таблице Менделеева.

Планетарная модель строения атома по Резерфорду не смогла объяснить ряд известных фактов:

электрон, имеющий заряд, должен за счет кулоновских сил притяжения упасть на ядро, а атом — это устойчивая система; при движении по круговой ор­бите, приближаясь к ядру, электрон в атоме должен излучать электромагнитные волны всевозможных частот, т. е. излучаемый свет должен иметь непре­рывный спектр, на практике же получается иное:

электроны атомов излучают свет, имеющий линейча­тый спектр. Разрешить противоречия планетарной ядерной модели строения атома первым попытался датский физик Нильс Бор.

Постулаты Бора

В основу своей теории Бор положил два посту­лата. Первый постулат: атомная система может на­ходиться только в особых стационарных или кван­товых состояниях, каждому из которых соответ­ствует своя энергия; в стационарном состоянии атом не излучает.

Это означает, что электрон (например, в атоме водорода) может находиться на нескольких вполне определенных орбитах. Каждой орбите электрона со­ответствует вполне определенная энергия.

Второй постулат: при переходе из одного ста­ционарного состояния в другое испускается или по­глощается квант электромагнитного излучения. Энергия фотона равна разности энергий атома в двух состояниях: hv = Е_m – Ε_n; h = 6,62 • 10 -34 Дж • с, где h — постоянная Планка.

При переходе электрона с ближней орбиты на более удаленную, атомная система поглощает квант энергии. При переходе с более удаленной орбиты электрона на ближнюю орбиту по отношению к ядру атомная система излучает квант энергии.

2 Смотреть ответы Добавь ответ +10 баллов

Ответы 2

Другие вопросы по Физике

Электричка,двигавшаяся со скоростью 64,8 км/ч, после начала торможения до полной остановки м. определите её ускорение и время торможения.

1)диффузия в газе происходит намного быстрее, чем в жидкости. о чем это свидетельствует? 2) поясните выражение "дым тает в воздухе ".

Скорость скатывающегося с горы лыжника за 3 с увеличилась от 0,2м/с до 2м/с. определите проекцию вектора ускорения лыжника на ось х сонаправленную со скоростью его движения.

Найти равнодействующую трех сил по 200 н каждая, если углы между первой и второй силами и между второй и третьей силами равны 60 градусов.

Читайте также:

  
• Какую роль хромосомы играют в клетке 5 класс биология кратко
  
• Какое значение имеют технологии учебного проектирования для будущей профессии обучающихся кратко
  
• Что такое радиус индивидуальной активности организмов кратко
  
• Шаблоны режим дня для детского сада где можно вставить текст
  
• К каким травмам могут привести шалости и неудачные шутки обж 9 класс кратко