Википедия

Теория атома

16 Июл, 2025 / 16:44

Атомная теория — научная теория, согласно которой материя состоит из частиц, называемых атомами. Теория атома берёт своё начало в древней философской традиции, известной как атомизм. Согласно этой идее, если взять кусок материи и разрезать его на все более мелкие части, он в конечном итоге достигнет точки, когда части нельзя будет разрезать на что-либо меньшее. Древнегреческие философы называли эти гипотетические конечные частицы материи атомосом, что означало «неразрезаемый».

image
Текущая теоретическая модель атома включает плотное ядро, окруженное вероятностным «облаком» электронов.

В начале 1800-х годов учёный Джон Дальтон заметил, что химические вещества, казалось, объединяются и распадаются на другие вещества по массе. Некоторые предполагали, что каждый химический элемент в конечном итоге состоит из крошечных неделимых частиц постоянной массы. Вскоре после 1850 года некоторые физики разработали кинетическую теорию газов и тепла, которая математически описывала поведение газов, предполагая, что они состоят из частиц. В начале 20 века Альберт Эйнштейн и Жан Перрен доказали, что броуновское движение (беспорядочное движение зёрен пыльцы в воде) вызвано действием молекул воды; эта третья линия доказательств заглушила оставшиеся у учёных сомнения в том, существуют ли атомы и молекулы в реальности. На протяжении девятнадцатого века некоторые учёные предупреждали, что доказательства существования атомов являются косвенными, и поэтому атомы на самом деле могут не быть реальными, а только казаться реальными.

К началу 20 века учёные разработали довольно подробные и точные модели структуры материи, что привело к более строгой классификации крошечных невидимых частиц, составляющих обычную материю. Атом теперь определяется как основная частица, составляющая химический элемент. Примерно на рубеже 20-го века физики обнаружили, что частицы, которые химики назвали «атомами», на самом деле являются скоплениями ещё более мелких частиц (субатомных частиц). Сейчас термин элементарная частица используется для обозначения фактически неделимых частиц, а атомы остаются самыми мелкими частицами, неделимыми химически.

История

Философский атомизм

Основная статья: Атомизм

Идея о том, что материя состоит из отдельных единиц, — очень стара. Она появилась во многих древних культурах, таких как Греция и Индия. Слово «атом» др.-греч. ἄτομος, что означает «неразрезаемый», был придуман досократическим греческим философом Левкиппом и его учеником Демокритом (460—370 до н. э.). Демокрит учил, что количество атомов бесконечно, они не сотворены и вечны, а качества объекта зависят от типов, составляющих его атомов. Атомизм Демокрита был усовершенствован и развит более поздним греческим философом Эпикуром (341—270 до н. э.) и римским эпикурейским поэтом Лукрецием (99-55 до н. э.). В период раннего средневековья в Западной Европе об атомизме почти забыли. В XII веке он снова стал известен в Западной Европе благодаря ссылкам на него в недавно открытых трудах Аристотеля.

В XIV веке повторное открытие основных работ, описывающих атомистические учения, в том числе De rerum natura Лукреция и О жизни, учениях и изречениях знаменитых философов Диогена Лаэртского, привело к усилению внимания учёных к этой теме. Тем не менее, поскольку атомизм был связан с философией эпикурейства, которая противоречила ортодоксальным христианским учениям, вера в атомы не считалась приемлемой для большинства европейских философов. Французский католический священник Пьер Гассенди (1592—1655) возродил эпикурейский атомизм с модификациями, утверждая, что атомы были созданы Богом и, хотя их очень много, но не бесконечны. Он был первым, кто использовал термин «молекула» для описания агрегации атомов. Модифицированная теория атомов Гассенди была популяризирована во Франции врачом Франсуа Бернье (1620—1688) и в Англии натурфилософом Уолтером Чарлтоном (1619—1707). Химик Роберт Бойль (1627—1691) и физик Исаак Ньютон (1642—1727) защищали атомизм, и к концу 17 века он был принят частью научного сообщества.

Джон Дальтон

Ближе к концу 18 века появились два закона о химических реакциях, не относящиеся к понятию атомной теории. Первым был закон сохранения массы, тесно связанный с работами Антуана Лавуазье, который гласит, что общая масса в химической реакции остаётся постоянной (то есть реагенты имеют ту же массу, что и продукты). Второй — закон постоянства состава. Этот закон, впервые установленный французским химиком Жозефом Прустом в 1797 году, гласит, что если соединение разбито на составляющие его химические элементы, то массы составляющих частей всегда будут иметь одинаковые весовые пропорции, независимо от количества или источника исходного материала.

Джон Дальтон изучил и расширил эту предыдущую работу и защитил новую идею, позже известную как закон кратных отношений: если одни и те же два элемента могут быть объединены, чтобы образовать ряд различных соединений, то соотношение масс двух элементов в их различных соединениях будут представлены небольшими целыми числами. Это обычная картина в химических реакциях, которую наблюдали Дальтон и другие химики того времени.

Пример 1 — оксиды олова: Дальтон идентифицировал два оксида олова. Один из них представляет собой серый порошок, в котором на каждые 100 частей олова приходится 13,5 частей кислорода. Другой оксид представляет собой белый порошок, в котором на каждые 100 частей олова приходится 27 частей кислорода. 13,5 и 27 образуют соотношение 1:2. Эти оксиды сегодня известны как оксид олова (II) (SnO) и оксид олова (IV) (SnO2) соответственно.

Пример 2 — оксиды железа: Дальтон идентифицировал два оксида железа. Один из них — чёрный порошок, в котором на каждые 100 частей железа приходится около 28 частей кислорода. Другой — красный порошок, в котором на каждые 100 частей железа приходится 42 части кислорода, 28 и 42 образуют соотношение 2:3. Эти оксиды сегодня известны как оксид железа (II) (более известный как вюстит) и оксид железа (III) (основной компонент ржавчины). Их формулы — FeO и Fe2O3 соответственно.

Пример 3 — оксиды азота: есть три оксида азота, в которых на каждые 140 г азота, содержится 80 г, 160 г, и 320 г кислорода соответственно, что дает соотношение 1:2:4. Это закись азота (N2O), оксид азота (NO) и диоксид азота (NO2) соответственно.

Этот повторяющийся шаблон предполагает, что химические вещества вступают в реакцию не в произвольном количестве, а в количестве, кратном некоторой базовой неделимой единице массы.

В своих трудах Дальтон использовал термин «атом» для обозначения основной частицы любого химического вещества, а не строго для элементов, как это принято сегодня. Дальтон не использовал слово «молекула»; вместо этого он использовал термины «составной атом» и «элементарный атом». Дальтон предположил, что каждый химический элемент состоит из атомов одного уникального типа, и, хотя они не могут быть изменены или разрушены химическими средствами, они могут объединяться в более сложные структуры с образованием химических соединений. Это ознаменовало собой первую по-настоящему научную теорию атома, поскольку Дальтон пришёл к своим выводам путём экспериментов и изучения результатов эмпирическим путем.

В 1803 году Дальтон сослался на список относительных атомных масс для ряда веществ в своём выступлении перед Манчестерским литературно-философским обществом о растворимости различных газов, таких как диоксид углерода и азота, в воде. Дальтон не указал, как он получил относительные веса, но первоначально предположил, что изменение растворимости было связано с различиями в массе и сложности частиц газа — идея, от которой он отказался к тому времени, когда статья была наконец опубликована в 1805 году. На протяжении многих лет несколько историков связывали развитие атомной теории Дальтона с его изучением газовой растворимости, но недавнее исследование записей его лабораторной записной книжки показывает, что он разработал химическую атомную теорию в 1803 году, чтобы согласовать аналитические данные Кавендиша и Лавуазье о составе азотной кислоты, а не для объяснения растворимость газов в воде.

Томас Томсон опубликовал первое краткое изложение теории атома Дальтона в третьем издании своей книги «Система химии». В 1808 году Дальтон опубликовал более полный отчёт в первой части «Новой системы химической философии». Однако только в 1811 году Дальтон обосновал свою теорию множественных пропорций.

Дальтон оценил атомные веса в соответствии с массовыми отношениями, в которых они складывались, с атомом водорода, принятым за единицу. Однако Дальтон не предполагал, что некоторые элементы представляют собой атомы в молекулах — например, чистый кислород существует в виде O2. Он также ошибочно полагал, что простейшим соединением между любыми двумя элементами всегда является состояние с одним атомом каждого элемента (поэтому он думал, что вода — это HO, а не H2O). Это, в дополнение к неточности его оборудования, испортило его результаты. Например, в 1803 году он считал, что атомы кислорода в 5,5 раз тяжелее атомов водорода, поскольку в воде он измерял 5,5 граммов кислорода на каждые 1 грамм водорода и считал, что формула воды — HO. Получив более точные данные, в 1806 году он пришел к выводу, что атомный вес кислорода должен быть на самом деле 7, а не 5,5, и он сохранил этот вес на всю оставшуюся жизнь. Другие учёные в то время уже пришли к выводу, что атом кислорода должен весить 8 по отношению к водороду, равному 1, если принять формулу Дальтона для молекулы воды (HO), или 16, если принять современную формулу воды (H2O).

Авогадро

Недостаток теории Дальтона был исправлен в 1811 году Амедео Авогадро. Авогадро предположил, что равные объёмы любых двух газов при одинаковой температуре и давлении содержат равное количество молекул (другими словами, масса частиц газа не влияет на объём, который он занимает). Закон Авогадро позволил ему установить двухатомную природу многих газов, изучая объёмы, при которых они реагировали. Например: поскольку два литра водорода вступают в реакцию всего с одним литром кислорода с образованием двух литров водяного пара (при постоянном давлении и температуре), это означает, что одна молекула кислорода разделяется на две части, чтобы образовать две частицы воды. Таким образом, Авогадро смог предложить более точные оценки атомной массы кислорода и различных других элементов и провести чёткое различие между молекулами и атомами.

Броуновское движение

В 1827 году британский ботаник Роберт Броун заметил, что частицы пыли внутри зёрен пыльцы, плавающих в воде, постоянно колеблются без видимой причины. В 1905 году Альберт Эйнштейн предположил, что это броуновское движение было вызвано молекулами воды, непрерывно толкающими частицы, и разработал гипотетическую математическую модель для его описания. Эта модель была экспериментально подтверждена в 1908 году французским физиком Жаном Перреном, что обеспечило дополнительное подтверждение теории частиц (и, соответственно, теории атома).

Открытие субатомных частиц

Основная статья: Субатомные частицы
Основная статья: Модель атома Томсона

Атомы считались наименьшим структурным элементом материи до 1897 года, когда Дж. Дж. Томсон открыл электрон в своей работе над катодными лучами.

 — это герметичный стеклянный контейнер, в котором два электрода разделены вакуумным промежутком. Когда на электроды подаётся напряжение, генерируются катодные лучи, создавая светящееся пятно там, где они попадают в стекло на противоположном конце трубки. Путём экспериментов Томсон обнаружил, что лучи могут отклоняться электрическим полем (в дополнение к уже известным магнитным полям). Он пришёл к выводу, что эти лучи не являются формой света, а состоят из очень лёгких отрицательно заряженных частиц, которые он назвал «» (позже другие учёные переименовали их в электроны). Он измерил отношение массы к заряду и обнаружил, что оно в 1800 раз меньше, чем у водорода, самого маленького атома. Эти корпускулы были частицами, не похожими ни на какие другие известные ранее.

Томсон предположил, что атомы делимы и что корпускулы были их строительными блоками. Чтобы объяснить общий нейтральный заряд атома, он предположил, что корпускулы были распределены в однородном море положительного заряда; это была модель сливового пудинга поскольку электроны были погружены в положительный заряд, как изюм в сливовом пудинге (хотя в модели Томсона они не были стационарными).

Открытие ядра атома

Основная статья: Планетарная модель атома
image
Эксперимент Гейгера — Марсдена
Слева: Ожидаемые результаты: альфа-частицы проходят через модель атома с пренебрежимо малым отклонением.
Справа: наблюдаемые результаты: небольшая часть частиц отклоняется концентрированным положительным зарядом ядра.

Модель сливового пудинга Томсона была опровергнута в 1909 году одним из его бывших учеников, Эрнестом Резерфордом, который обнаружил, что большая часть массы и положительного заряда атома сосредоточена в очень небольшой части его объёма, который, как он предполагал, находится в центре.

Эрнест Резерфорд и его коллеги Ханс Гейгер и Эрнест Марсден усомнились в модели Томсона после того, как столкнулись с трудностями при попытке создать прибор для измерения отношения заряда к массе альфа-частиц (это положительно заряженные частицы, испускаемые некоторыми радиоактивными веществами, например, радием). Альфа-частицы рассеивались воздухом в камере детектора, что делало измерения ненадёжными. Томсон столкнулся с подобной проблемой в своей работе над катодными лучами, которую он решил, создав почти идеальный вакуум в своих инструментах. Резерфорд не думал, что столкнется с той же проблемой, потому что альфа-частицы намного тяжелее электронов. Согласно модели атома Томсона, положительный заряд в атоме недостаточно сконцентрирован для создания электрического поля, достаточно сильного, чтобы отклонить альфа-частицу, а электроны настолько лёгкие, что их должны легко отталкивать гораздо более тяжёлые альфа-частицы. Однако рассеяние было, поэтому Резерфорд и его коллеги решили тщательно исследовать это явление.

Между 1908 и 1913 годами Резерфорд и его коллеги провели серию экспериментов, в которых они бомбардировали тонкие металлические фольги альфа-частицами. Они заметили альфа-частицы, отклоняющиеся на угол более 90°. Чтобы объяснить это наблюдение, Резерфорд предположил, что положительный заряд атома не распределяется по всему объёму атома, как полагал Томсон, а сосредоточен в крошечном ядре в центре. Только такая интенсивная концентрация заряда может создать электрическое поле, достаточно сильное, чтобы отклонить альфа-частицы, как это наблюдается в эксперимента.

Первые шаги к квантовой физической модели атома

Основная статья: Модель Бора

Планетарная модель атома имела два существенных недостатка. Во-первых, в отличие от планет, вращающихся вокруг Солнца, электроны являются заряженными частицами. Ускоряющий электрический заряд, как известно, излучает электромагнитные волны в соответствии с формулой Лармора в классической электродинамике. Орбитальный заряд должен постоянно терять энергию и двигаться по спирали к ядру, сталкиваясь с ним за малую долю секунды. Вторая проблема заключалась в том, что планетарная модель не могла объяснить наблюдаемые спектры излучения и поглощения атомов с высокими пиками.

image
Модель атома Бора

Квантовая теория произвела революцию в физике в начале XX века, когда Макс Планк и Альберт Эйнштейн постулировали, что световая энергия излучается или поглощается в дискретных количествах, известных как кванты. В 1913 году Нильс Бор включил эту идею в свою модель атома Бора, в которой электрон мог вращаться вокруг ядра только по определённым круговым орбитам с фиксированными угловым моментом и энергией, причём его расстояние от ядра (то есть их радиусы) было пропорционально его энергии. В соответствии с этой моделью электрон не может двигаться по спирали и упасть на ядро, потому что он не может непрерывно терять энергию; вместо этого он мог совершать только мгновенные «» между фиксированными уровнями энергии. Когда это происходило, свет излучался или поглощался с частотой, пропорциональной изменению энергии (отсюда дискретные спектры поглощение и испускания).

Модель Бора не была идеальной. Она могла только предсказывать спектральные линии водорода; она не могла предсказать таковые для многоэлектронных атомов. Что ещё хуже, по мере совершенствования спектрографической технологии наблюдались дополнительные спектральные линии в водороде, которые модель Бора не могла объяснить. В 1916 году Арнольд Зоммерфельд добавил эллиптические орбиты к модели Бора, чтобы объяснить дополнительные эмиссионные линии, но это сделало модель очень сложной в использовании, и она всё ещё не могла объяснить более сложные атомы.

Открытие изотопов

Основная статья: Изотоп

Экспериментируя с продуктами радиоактивного распада, в 1913 году радиохимик Фредерик Содди обнаружил, что, по-видимому, в каждой ячейке периодической таблицы содержится более одного элемента. Термин изотоп был придуман как подходящее название для этих элементов.

В том же году Дж. Дж. Томсон провёл эксперимент, в котором направил поток ионов неона через магнитное и электрическое поля, на фотопластинку. Он заметил два светящихся пятна на пластине, которые предполагали две разные траектории отклонения. Томсон пришёл к выводу, что это произошло потому, что некоторые ионы неона имели другую массу. Природа этой различающейся массы позже будет объяснена с открытием нейтронов в 1932 году.

Открытие ядерных частиц

Основная статья: Атомное ядро

В 1917 году Резерфорд бомбардировал азот альфа-частицами и наблюдал, как из газа испускаются ядра водорода (Резерфорд распознал их, потому что он ранее получил их, бомбардируя водород альфа-частицами и наблюдая ядра водорода в продуктах). Резерфорд пришёл к выводу, что ядра водорода возникли из ядер самих атомов азота (фактически, он расщепил азот).

Из своей собственной работы и работ своих учеников Бора и Генри Мозли Резерфорд знал, что положительный заряд любого атома всегда можно приравнять к заряду целого числа ядер водорода. Это, вкупе с атомной массой многих элементов, примерно эквивалентной целому числу атомов водорода, которые тогда считались легчайшими частицами, привело его к выводу, что ядра водорода были единичными частицами и основной составляющей всех атомных ядер. Он назвал такие частицы протонами. Дальнейшие эксперименты Резерфорда показали, что ядерная масса большинства атомов превышает массу протонов, которыми они обладают; он предположил, что эта избыточная масса состоит из ранее неизвестных нейтрально заряженных частиц, которые предварительно назвали «нейтронами».

В 1928 году Уолтер Боте заметил, что бериллий испускает электрически нейтральное излучение с большой проникающей способностью при бомбардировке альфа-частицами. Позже было обнаружено, что это излучение может выбивать атомы водорода из парафина. Первоначально считалось, что это гамма-излучение высокой энергии, поскольку гамма-излучение оказывает аналогичное влияние на электроны в металлах, но Джеймс Чедвик обнаружил, что эффект ионизации был слишком сильным, чтобы он мог быть вызван электромагнитным излучением, при условии, что энергия и импульс сохранялись во взаимодействии. В 1932 году Чедвик подвергал различные элементы, такие как водород и азот, загадочному «излучению бериллия», и, измеряя энергии обратно рассеянных заряженных частиц, он пришел к выводу, что это излучение на самом деле состоит из электрически нейтральных частиц, которые не могут быть безмассовыми как гамма-лучи, но вместо этого обладают массой, аналогичную массе протона. Чедвик теперь объявил эти частицы нейтронами Резерфорда. За открытие нейтрона Чедвик получил Нобелевскую премию в 1935 году.

Квантовые физические модели атома

Основная статья: Атомная орбиталь
image
Пять заполненных атомных орбиталей атома неона разделены и расположены в порядке возрастания энергии слева направо, при этом последние три орбитали равны по энергии. Каждая орбиталь содержит до двух электронов, которые, с наибольшей вероятностью, находятся в зонах, представленных цветными пузырьками. Каждый электрон в равной степени присутствует в обеих орбитальных зонах, показанных здесь цветом только для того, чтобы выделить разные волновые фазы.

В 1924 году Луи де Бройль предположил, что все движущиеся частицы — особенно субатомные частицы, такие как электроны, — демонстрируют определённое волнообразное поведение. Эрвин Шрёдингер, очарованный этой идеей, исследовал, можно ли лучше объяснить движение электрона в атоме как волну, а не как частицу. Уравнение Шрёдингера, опубликованное в 1926 году, описывает электрон как волновую функцию, а не как точечную частицу. Этот подход элегантно предсказал многие спектральные явления, которые модель Бора не смогла объяснить. Хотя эта концепция была удобна с математической точки зрения, её трудно было визуализировать, и она столкнулась с противодействием. Один из его критиков, Макс Борн, предложил вместо этого, чтобы волновая функция Шредингера описывала не электрон, а все его возможные состояния, и, таким образом, могла использоваться для расчёта вероятности нахождения электрона в любом заданном месте вокруг ядра. Это примирило две противоположные теории частиц и волновых электронов, и была введена идея дуальности волна-частица. Эта теория утверждала, что электрон может проявлять свойства как волны, так и частицы. Например, он может преломляться, как волна, и обладать массой, как частица.

Следствием волнового описания электронов является то, что математически невозможно одновременно определить положение и импульс электрона. Он стал известен как принцип неопределенности Гейзенберга в честь физика-теоретика Вернера Гейзенберга, который впервые описал его и опубликовал в 1927 году. Это опровергло модель Бора с её аккуратными, чётко очерченными круговыми орбитами. Современная модель атома описывает положение электронов в атоме с точки зрения вероятностей. Электрон потенциально может быть найден на любом расстоянии от ядра, но, в зависимости от его уровня энергии, в одних областях вокруг ядра он существует чаще, чем в других; эта область называется его атомной орбиталью. Орбитали бывают разных форм — сфера, гантель, тор и так далее — с ядром в середине.

Теория строения атома в культуре

image
Атом как символ науки.
См. также: Атом в геральдике
  • Достаточно известно высказывание Р. Фейнмана:

Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные научные знания оказались бы уничтоженными, и к грядущим поколениям живых существ перешла бы только одна фраза, то, какое утверждение, составленное из наименьшего числа слов, принесло бы наибольшую информацию?

Я считаю, что это атомная гипотеза: все тела состоят из атомов — маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольших расстояниях, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому.

В одной этой фразе содержится невероятное количество информации о мире, стоит лишь приложить к ней немного воображения и чуть соображения.Р. Фейнман.

  • Модель атома в упрощённом виде является одним из известных символов науки.
  • Изображение упрощённой модели Бора-Резерфорда в качестве символа атома довольно прочно вошло в муниципальную геральдику и нередко используется в гербах начиная с XX века.

Примечания

  1. Pullman, Bernard. The Atom in the History of Human Thought. — Oxford, England : Oxford University Press, 1998. — P. 31–33. — ISBN 978-0-19-515040-7. Архивная копия от 6 февраля 2023 на Wayback Machine Источник. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 6 февраля 2023 года.
  2. Kenny, Anthony. Ancient Philosophy. — Oxford, England : Oxford University Press, 2004. — Vol. 1. — P. 26–28. — ISBN 0-19-875273-3. Источник. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 29 октября 2021 года.
  3. Pyle, Andrew. Atoms and Atomism // The Classical Tradition. — Cambridge, Massachusetts and London, England : The Belknap Press of Harvard University Press, 2010. — P. 103–104. — ISBN 978-0-674-03572-0. Источник. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 29 октября 2021 года.
  4. Handbook of Categorization in Cognitive Science. — Second. — Amsterdam, The Netherlands : Elsevier, 2017. — P. 427. — ISBN 978-0-08-101107-2. Источник. Дата обращения: 16 июня 2021. Архивировано 5 февраля 2021 года.
  5. Weisstein, Eric W. Lavoisier, Antoine (1743-1794). scienceworld.wolfram.com. Дата обращения: 1 августа 2009. Архивировано 7 апреля 2013 года.
  6. Law of definite proportions | chemistry (англ.). Encyclopedia Britannica. Дата обращения: 3 сентября 2020. Архивировано 3 ноября 2020 года.
  7. Dalton, 1808, p. 36.
  8. Dalton, 1808, p. 28.
  9. Dalton, 1808, p. 281.
  10. Dalton, John. «On the Absorption of Gases by Water and Other Liquids Архивная копия от 4 июня 2016 на Wayback Machine», in Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester. 1803. Retrieved on August 29, 2007.
  11. Grossman, Mark I. (2 января 2021). John Dalton's "Aha" Moment: the Origin of the Chemical Atomic Theory. Ambix. 68 (1): 49–71. doi:10.1080/00026980.2020.1868861. ISSN 0002-6980. PMID 33577439.
  12. Thomas Thomson on Dalton's Atomic Hypothesis. www.chemteam.info. Дата обращения: 20 февраля 2021. Архивировано 12 февраля 2020 года.
  13. Dalton, 1808, p. 211–216.
  14. Nicholson, William. A Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts : [англ.]. — G. G. and J. Robinson, 1811. — P. 143–151.
  15. Johnson, Chris. Avogadro - his contribution to chemistry. Архивировано из оригинала 10 июля 2002. Дата обращения: 1 августа 2009.
  16. Alan J. Rocke. Chemical Atomism in the Nineteenth Century. — Columbus : Ohio State University Press, 1984.
  17. Avogadro, Amedeo (1811). Essay on a Manner of Determining the Relative Masses of the Elementary Molecules of Bodies, and the Proportions in Which They Enter into These Compounds. Journal de Physique. 73: 58–76. Архивировано 12 мая 2019. Дата обращения: 9 марта 2013.
  18. Einstein, A. (1905). Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen (PDF). Annalen der Physik. 322 (8): 549–560. Bibcode:1905AnP...322..549E. doi:10.1002/andp.19053220806. Архивировано (PDF) 26 августа 2021. Дата обращения: 16 июня 2021.
  19. Thomson, J. J. (1897). Cathode rays ([facsimile from Stephen Wright, Classical Scientific Papers, Physics (Mills and Boon, 1964)]). Philosophical Magazine. 44 (269). doi:10.1080/14786449708621070. Архивировано 3 июля 2017. Дата обращения: 9 марта 2013.
  20. Whittaker, E. T. (1951), A History of the Theories of Aether and Electricity. Vol 1, Nelson, London
  21. Thomson, J. J. (1904). On the Structure of the Atom: an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle; with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure. Philosophical Magazine. 7 (39). doi:10.1080/14786440409463107. Архивировано 19 января 2018. Дата обращения: 16 июня 2021.
  22. Heilbron, 2003, pp. 64—68.
  23. Bohr, Niels (1913). On the constitution of atoms and molecules (PDF). Philosophical Magazine. 26 (153): 476–502. Bibcode:1913PMag...26..476B. doi:10.1080/14786441308634993. Архивировано (PDF) 9 августа 2017. Дата обращения: 16 июня 2021.
  24. Frederick Soddy, The Nobel Prize in Chemistry 1921. Nobel Foundation. Дата обращения: 18 января 2008. Архивировано 13 июня 2017 года.
  25. Thomson, J. J. (1913). Rays of positive electricity. Proceedings of the Royal Society. A 89 (607): 1–20. Bibcode:1913RSPSA..89....1T. doi:10.1098/rspa.1913.0057. Архивировано 8 марта 2019. Дата обращения: 16 июня 2021. [as excerpted in Henry A. Boorse & Lloyd Motz, The World of the Atom, Vol. 1 (New York: Basic Books, 1966)]. Retrieved on August 29, 2007.
  26. Rutherford, Ernest (1919). Collisions of alpha Particles with Light Atoms. IV. An Anomalous Effect in Nitrogen. Philosophical Magazine. 37 (222). doi:10.1080/14786440608635919. Архивировано 7 июня 2010. Дата обращения: 16 июня 2021.
  27. Chadwick, James (1932). Possible Existence of a Neutron (PDF). Nature. 129 (3252). Bibcode:1932Natur.129Q.312C. doi:10.1038/129312a0. Архивировано (PDF) 27 августа 2018. Дата обращения: 16 июня 2021.
  28. Schrödinger, Erwin (1926). Quantisation as an Eigenvalue Problem. Annalen der Physik. 81 (18): 109–139. Bibcode:1926AnP...386..109S. doi:10.1002/andp.19263861802.
  29. Mahanti, Subodh. Erwin Schrödinger: The Founder of Quantum Wave Mechanics. Архивировано из оригинала 17 апреля 2009. Дата обращения: 1 августа 2009.
  30. Mahanti, Subodh. Max Born: Founder of Lattice Dynamics. Архивировано из оригинала 22 января 2009. Дата обращения: 1 августа 2009.
  31. Greiner, Walter (4 октября 2000). Quantum Mechanics: An Introduction. ISBN 9783540674580. Архивировано 27 октября 2021. Дата обращения: 14 июня 2010.
  32. Heisenberg, W. (1927). Über den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik. Zeitschrift für Physik (нем.). 43 (3–4): 172–198. Bibcode:1927ZPhy...43..172H. doi:10.1007/BF01397280.
  33. Milton Orchin. The Vocabulary and Concepts of Organic Chemistry, Second Edition (PDF). Архивировано (PDF) 8 октября 2018. Дата обращения: 14 июня 2010.

Библиография

  • Andrew G. van Melsen. From Atomos to Atom: The History of the Concept Atom. — 1960. — ISBN 0-486-49584-1.
  • J. P. Millington. John Dalton. — 1906.
  • Jaume Navarro. A History of the Electron: J. J. and G. P. Thomson. — 2012. — ISBN 978-1-107-00522-8.
  • Dalton, John. A New System of Chemical Philosophy ... : [англ.]. — S. Russell, 1808.
  • Heilbron, J. L. Ernest Rutherford: and the explosion of atoms. — Oxford New York : Oxford University Press, 2003. — ISBN 0195123786.
  • Bernard Pullman (1998) The Atom in the History of Human Thought, trans. by Axel Reisinger. Oxford Univ. Press.
  • Eric Scerri (2007) The Periodic Table, Its Story and Its Significance, Oxford University Press, New York.
  • Charles Adolphe Wurtz (1881) The Atomic Theory, D. Appleton and Company, New York.
  • Alan J. Rocke (1984) Chemical Atomism in the Nineteenth Century: From Dalton to Cannizzaro, Ohio State University Press, Columbus (open access full text at http://digital.case.edu/islandora/object/ksl%3Ax633gj985).

Ссылки

  • Атомизм С. Марка Коэна.
  • Теория атома — подробная информация по теории атома в отношении электронов и электричества.

Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Теория атома, Что такое Теория атома? Что означает Теория атома?

Atomnaya teoriya nauchnaya teoriya soglasno kotoroj materiya sostoit iz chastic nazyvaemyh atomami Teoriya atoma beryot svoyo nachalo v drevnej filosofskoj tradicii izvestnoj kak atomizm Soglasno etoj idee esli vzyat kusok materii i razrezat ego na vse bolee melkie chasti on v konechnom itoge dostignet tochki kogda chasti nelzya budet razrezat na chto libo menshee Drevnegrecheskie filosofy nazyvali eti gipoteticheskie konechnye chasticy materii atomosom chto oznachalo nerazrezaemyj Tekushaya teoreticheskaya model atoma vklyuchaet plotnoe yadro okruzhennoe veroyatnostnym oblakom elektronov V nachale 1800 h godov uchyonyj Dzhon Dalton zametil chto himicheskie veshestva kazalos obedinyayutsya i raspadayutsya na drugie veshestva po masse Nekotorye predpolagali chto kazhdyj himicheskij element v konechnom itoge sostoit iz kroshechnyh nedelimyh chastic postoyannoj massy Vskore posle 1850 goda nekotorye fiziki razrabotali kineticheskuyu teoriyu gazov i tepla kotoraya matematicheski opisyvala povedenie gazov predpolagaya chto oni sostoyat iz chastic V nachale 20 veka Albert Ejnshtejn i Zhan Perren dokazali chto brounovskoe dvizhenie besporyadochnoe dvizhenie zyoren pylcy v vode vyzvano dejstviem molekul vody eta tretya liniya dokazatelstv zaglushila ostavshiesya u uchyonyh somneniya v tom sushestvuyut li atomy i molekuly v realnosti Na protyazhenii devyatnadcatogo veka nekotorye uchyonye preduprezhdali chto dokazatelstva sushestvovaniya atomov yavlyayutsya kosvennymi i poetomu atomy na samom dele mogut ne byt realnymi a tolko kazatsya realnymi K nachalu 20 veka uchyonye razrabotali dovolno podrobnye i tochnye modeli struktury materii chto privelo k bolee strogoj klassifikacii kroshechnyh nevidimyh chastic sostavlyayushih obychnuyu materiyu Atom teper opredelyaetsya kak osnovnaya chastica sostavlyayushaya himicheskij element Primerno na rubezhe 20 go veka fiziki obnaruzhili chto chasticy kotorye himiki nazvali atomami na samom dele yavlyayutsya skopleniyami eshyo bolee melkih chastic subatomnyh chastic Sejchas termin elementarnaya chastica ispolzuetsya dlya oboznacheniya fakticheski nedelimyh chastic a atomy ostayutsya samymi melkimi chasticami nedelimymi himicheski IstoriyaFilosofskij atomizm Osnovnaya statya Atomizm Ideya o tom chto materiya sostoit iz otdelnyh edinic ochen stara Ona poyavilas vo mnogih drevnih kulturah takih kak Greciya i Indiya Slovo atom dr grech ἄtomos chto oznachaet nerazrezaemyj byl priduman dosokraticheskim grecheskim filosofom Levkippom i ego uchenikom Demokritom 460 370 do n e Demokrit uchil chto kolichestvo atomov beskonechno oni ne sotvoreny i vechny a kachestva obekta zavisyat ot tipov sostavlyayushih ego atomov Atomizm Demokrita byl usovershenstvovan i razvit bolee pozdnim grecheskim filosofom Epikurom 341 270 do n e i rimskim epikurejskim poetom Lukreciem 99 55 do n e V period rannego srednevekovya v Zapadnoj Evrope ob atomizme pochti zabyli V XII veke on snova stal izvesten v Zapadnoj Evrope blagodarya ssylkam na nego v nedavno otkrytyh trudah Aristotelya V XIV veke povtornoe otkrytie osnovnyh rabot opisyvayushih atomisticheskie ucheniya v tom chisle De rerum natura Lukreciya i O zhizni ucheniyah i izrecheniyah znamenityh filosofov Diogena Laertskogo privelo k usileniyu vnimaniya uchyonyh k etoj teme Tem ne menee poskolku atomizm byl svyazan s filosofiej epikurejstva kotoraya protivorechila ortodoksalnym hristianskim ucheniyam vera v atomy ne schitalas priemlemoj dlya bolshinstva evropejskih filosofov Francuzskij katolicheskij svyashennik Per Gassendi 1592 1655 vozrodil epikurejskij atomizm s modifikaciyami utverzhdaya chto atomy byli sozdany Bogom i hotya ih ochen mnogo no ne beskonechny On byl pervym kto ispolzoval termin molekula dlya opisaniya agregacii atomov Modificirovannaya teoriya atomov Gassendi byla populyarizirovana vo Francii vrachom Fransua Berne 1620 1688 i v Anglii naturfilosofom Uolterom Charltonom 1619 1707 Himik Robert Bojl 1627 1691 i fizik Isaak Nyuton 1642 1727 zashishali atomizm i k koncu 17 veka on byl prinyat chastyu nauchnogo soobshestva Dzhon Dalton Blizhe k koncu 18 veka poyavilis dva zakona o himicheskih reakciyah ne otnosyashiesya k ponyatiyu atomnoj teorii Pervym byl zakon sohraneniya massy tesno svyazannyj s rabotami Antuana Lavuaze kotoryj glasit chto obshaya massa v himicheskoj reakcii ostayotsya postoyannoj to est reagenty imeyut tu zhe massu chto i produkty Vtoroj zakon postoyanstva sostava Etot zakon vpervye ustanovlennyj francuzskim himikom Zhozefom Prustom v 1797 godu glasit chto esli soedinenie razbito na sostavlyayushie ego himicheskie elementy to massy sostavlyayushih chastej vsegda budut imet odinakovye vesovye proporcii nezavisimo ot kolichestva ili istochnika ishodnogo materiala Dzhon Dalton izuchil i rasshiril etu predydushuyu rabotu i zashitil novuyu ideyu pozzhe izvestnuyu kak zakon kratnyh otnoshenij esli odni i te zhe dva elementa mogut byt obedineny chtoby obrazovat ryad razlichnyh soedinenij to sootnoshenie mass dvuh elementov v ih razlichnyh soedineniyah budut predstavleny nebolshimi celymi chislami Eto obychnaya kartina v himicheskih reakciyah kotoruyu nablyudali Dalton i drugie himiki togo vremeni Primer 1 oksidy olova Dalton identificiroval dva oksida olova Odin iz nih predstavlyaet soboj seryj poroshok v kotorom na kazhdye 100 chastej olova prihoditsya 13 5 chastej kisloroda Drugoj oksid predstavlyaet soboj belyj poroshok v kotorom na kazhdye 100 chastej olova prihoditsya 27 chastej kisloroda 13 5 i 27 obrazuyut sootnoshenie 1 2 Eti oksidy segodnya izvestny kak oksid olova II SnO i oksid olova IV SnO2 sootvetstvenno Primer 2 oksidy zheleza Dalton identificiroval dva oksida zheleza Odin iz nih chyornyj poroshok v kotorom na kazhdye 100 chastej zheleza prihoditsya okolo 28 chastej kisloroda Drugoj krasnyj poroshok v kotorom na kazhdye 100 chastej zheleza prihoditsya 42 chasti kisloroda 28 i 42 obrazuyut sootnoshenie 2 3 Eti oksidy segodnya izvestny kak oksid zheleza II bolee izvestnyj kak vyustit i oksid zheleza III osnovnoj komponent rzhavchiny Ih formuly FeO i Fe2O3 sootvetstvenno Primer 3 oksidy azota est tri oksida azota v kotoryh na kazhdye 140 g azota soderzhitsya 80 g 160 g i 320 g kisloroda sootvetstvenno chto daet sootnoshenie 1 2 4 Eto zakis azota N2O oksid azota NO i dioksid azota NO2 sootvetstvenno Etot povtoryayushijsya shablon predpolagaet chto himicheskie veshestva vstupayut v reakciyu ne v proizvolnom kolichestve a v kolichestve kratnom nekotoroj bazovoj nedelimoj edinice massy V svoih trudah Dalton ispolzoval termin atom dlya oboznacheniya osnovnoj chasticy lyubogo himicheskogo veshestva a ne strogo dlya elementov kak eto prinyato segodnya Dalton ne ispolzoval slovo molekula vmesto etogo on ispolzoval terminy sostavnoj atom i elementarnyj atom Dalton predpolozhil chto kazhdyj himicheskij element sostoit iz atomov odnogo unikalnogo tipa i hotya oni ne mogut byt izmeneny ili razrusheny himicheskimi sredstvami oni mogut obedinyatsya v bolee slozhnye struktury s obrazovaniem himicheskih soedinenij Eto oznamenovalo soboj pervuyu po nastoyashemu nauchnuyu teoriyu atoma poskolku Dalton prishyol k svoim vyvodam putyom eksperimentov i izucheniya rezultatov empiricheskim putem V 1803 godu Dalton soslalsya na spisok otnositelnyh atomnyh mass dlya ryada veshestv v svoyom vystuplenii pered Manchesterskim literaturno filosofskim obshestvom o rastvorimosti razlichnyh gazov takih kak dioksid ugleroda i azota v vode Dalton ne ukazal kak on poluchil otnositelnye vesa no pervonachalno predpolozhil chto izmenenie rastvorimosti bylo svyazano s razlichiyami v masse i slozhnosti chastic gaza ideya ot kotoroj on otkazalsya k tomu vremeni kogda statya byla nakonec opublikovana v 1805 godu Na protyazhenii mnogih let neskolko istorikov svyazyvali razvitie atomnoj teorii Daltona s ego izucheniem gazovoj rastvorimosti no nedavnee issledovanie zapisej ego laboratornoj zapisnoj knizhki pokazyvaet chto on razrabotal himicheskuyu atomnuyu teoriyu v 1803 godu chtoby soglasovat analiticheskie dannye Kavendisha i Lavuaze o sostave azotnoj kisloty a ne dlya obyasneniya rastvorimost gazov v vode Tomas Tomson opublikoval pervoe kratkoe izlozhenie teorii atoma Daltona v tretem izdanii svoej knigi Sistema himii V 1808 godu Dalton opublikoval bolee polnyj otchyot v pervoj chasti Novoj sistemy himicheskoj filosofii Odnako tolko v 1811 godu Dalton obosnoval svoyu teoriyu mnozhestvennyh proporcij Dalton ocenil atomnye vesa v sootvetstvii s massovymi otnosheniyami v kotoryh oni skladyvalis s atomom vodoroda prinyatym za edinicu Odnako Dalton ne predpolagal chto nekotorye elementy predstavlyayut soboj atomy v molekulah naprimer chistyj kislorod sushestvuet v vide O2 On takzhe oshibochno polagal chto prostejshim soedineniem mezhdu lyubymi dvumya elementami vsegda yavlyaetsya sostoyanie s odnim atomom kazhdogo elementa poetomu on dumal chto voda eto HO a ne H2O Eto v dopolnenie k netochnosti ego oborudovaniya isportilo ego rezultaty Naprimer v 1803 godu on schital chto atomy kisloroda v 5 5 raz tyazhelee atomov vodoroda poskolku v vode on izmeryal 5 5 grammov kisloroda na kazhdye 1 gramm vodoroda i schital chto formula vody HO Poluchiv bolee tochnye dannye v 1806 godu on prishel k vyvodu chto atomnyj ves kisloroda dolzhen byt na samom dele 7 a ne 5 5 i on sohranil etot ves na vsyu ostavshuyusya zhizn Drugie uchyonye v to vremya uzhe prishli k vyvodu chto atom kisloroda dolzhen vesit 8 po otnosheniyu k vodorodu ravnomu 1 esli prinyat formulu Daltona dlya molekuly vody HO ili 16 esli prinyat sovremennuyu formulu vody H2O Avogadro Nedostatok teorii Daltona byl ispravlen v 1811 godu Amedeo Avogadro Avogadro predpolozhil chto ravnye obyomy lyubyh dvuh gazov pri odinakovoj temperature i davlenii soderzhat ravnoe kolichestvo molekul drugimi slovami massa chastic gaza ne vliyaet na obyom kotoryj on zanimaet Zakon Avogadro pozvolil emu ustanovit dvuhatomnuyu prirodu mnogih gazov izuchaya obyomy pri kotoryh oni reagirovali Naprimer poskolku dva litra vodoroda vstupayut v reakciyu vsego s odnim litrom kisloroda s obrazovaniem dvuh litrov vodyanogo para pri postoyannom davlenii i temperature eto oznachaet chto odna molekula kisloroda razdelyaetsya na dve chasti chtoby obrazovat dve chasticy vody Takim obrazom Avogadro smog predlozhit bolee tochnye ocenki atomnoj massy kisloroda i razlichnyh drugih elementov i provesti chyotkoe razlichie mezhdu molekulami i atomami Brounovskoe dvizhenie V 1827 godu britanskij botanik Robert Broun zametil chto chasticy pyli vnutri zyoren pylcy plavayushih v vode postoyanno koleblyutsya bez vidimoj prichiny V 1905 godu Albert Ejnshtejn predpolozhil chto eto brounovskoe dvizhenie bylo vyzvano molekulami vody nepreryvno tolkayushimi chasticy i razrabotal gipoteticheskuyu matematicheskuyu model dlya ego opisaniya Eta model byla eksperimentalno podtverzhdena v 1908 godu francuzskim fizikom Zhanom Perrenom chto obespechilo dopolnitelnoe podtverzhdenie teorii chastic i sootvetstvenno teorii atoma Otkrytie subatomnyh chastic Osnovnaya statya Subatomnye chasticy Osnovnaya statya Model atoma Tomsona Atomy schitalis naimenshim strukturnym elementom materii do 1897 goda kogda Dzh Dzh Tomson otkryl elektron v svoej rabote nad katodnymi luchami eto germetichnyj steklyannyj kontejner v kotorom dva elektroda razdeleny vakuumnym promezhutkom Kogda na elektrody podayotsya napryazhenie generiruyutsya katodnye luchi sozdavaya svetyasheesya pyatno tam gde oni popadayut v steklo na protivopolozhnom konce trubki Putyom eksperimentov Tomson obnaruzhil chto luchi mogut otklonyatsya elektricheskim polem v dopolnenie k uzhe izvestnym magnitnym polyam On prishyol k vyvodu chto eti luchi ne yavlyayutsya formoj sveta a sostoyat iz ochen lyogkih otricatelno zaryazhennyh chastic kotorye on nazval pozzhe drugie uchyonye pereimenovali ih v elektrony On izmeril otnoshenie massy k zaryadu i obnaruzhil chto ono v 1800 raz menshe chem u vodoroda samogo malenkogo atoma Eti korpuskuly byli chasticami ne pohozhimi ni na kakie drugie izvestnye ranee Tomson predpolozhil chto atomy delimy i chto korpuskuly byli ih stroitelnymi blokami Chtoby obyasnit obshij nejtralnyj zaryad atoma on predpolozhil chto korpuskuly byli raspredeleny v odnorodnom more polozhitelnogo zaryada eto byla model slivovogo pudinga poskolku elektrony byli pogruzheny v polozhitelnyj zaryad kak izyum v slivovom pudinge hotya v modeli Tomsona oni ne byli stacionarnymi Otkrytie yadra atoma Osnovnaya statya Planetarnaya model atoma Eksperiment Gejgera Marsdena Sleva Ozhidaemye rezultaty alfa chasticy prohodyat cherez model atoma s prenebrezhimo malym otkloneniem Sprava nablyudaemye rezultaty nebolshaya chast chastic otklonyaetsya koncentrirovannym polozhitelnym zaryadom yadra Model slivovogo pudinga Tomsona byla oprovergnuta v 1909 godu odnim iz ego byvshih uchenikov Ernestom Rezerfordom kotoryj obnaruzhil chto bolshaya chast massy i polozhitelnogo zaryada atoma sosredotochena v ochen nebolshoj chasti ego obyoma kotoryj kak on predpolagal nahoditsya v centre Ernest Rezerford i ego kollegi Hans Gejger i Ernest Marsden usomnilis v modeli Tomsona posle togo kak stolknulis s trudnostyami pri popytke sozdat pribor dlya izmereniya otnosheniya zaryada k masse alfa chastic eto polozhitelno zaryazhennye chasticy ispuskaemye nekotorymi radioaktivnymi veshestvami naprimer radiem Alfa chasticy rasseivalis vozduhom v kamere detektora chto delalo izmereniya nenadyozhnymi Tomson stolknulsya s podobnoj problemoj v svoej rabote nad katodnymi luchami kotoruyu on reshil sozdav pochti idealnyj vakuum v svoih instrumentah Rezerford ne dumal chto stolknetsya s toj zhe problemoj potomu chto alfa chasticy namnogo tyazhelee elektronov Soglasno modeli atoma Tomsona polozhitelnyj zaryad v atome nedostatochno skoncentrirovan dlya sozdaniya elektricheskogo polya dostatochno silnogo chtoby otklonit alfa chasticu a elektrony nastolko lyogkie chto ih dolzhny legko ottalkivat gorazdo bolee tyazhyolye alfa chasticy Odnako rasseyanie bylo poetomu Rezerford i ego kollegi reshili tshatelno issledovat eto yavlenie Mezhdu 1908 i 1913 godami Rezerford i ego kollegi proveli seriyu eksperimentov v kotoryh oni bombardirovali tonkie metallicheskie folgi alfa chasticami Oni zametili alfa chasticy otklonyayushiesya na ugol bolee 90 Chtoby obyasnit eto nablyudenie Rezerford predpolozhil chto polozhitelnyj zaryad atoma ne raspredelyaetsya po vsemu obyomu atoma kak polagal Tomson a sosredotochen v kroshechnom yadre v centre Tolko takaya intensivnaya koncentraciya zaryada mozhet sozdat elektricheskoe pole dostatochno silnoe chtoby otklonit alfa chasticy kak eto nablyudaetsya v eksperimenta Pervye shagi k kvantovoj fizicheskoj modeli atoma Osnovnaya statya Model Bora Planetarnaya model atoma imela dva sushestvennyh nedostatka Vo pervyh v otlichie ot planet vrashayushihsya vokrug Solnca elektrony yavlyayutsya zaryazhennymi chasticami Uskoryayushij elektricheskij zaryad kak izvestno izluchaet elektromagnitnye volny v sootvetstvii s formuloj Larmora v klassicheskoj elektrodinamike Orbitalnyj zaryad dolzhen postoyanno teryat energiyu i dvigatsya po spirali k yadru stalkivayas s nim za maluyu dolyu sekundy Vtoraya problema zaklyuchalas v tom chto planetarnaya model ne mogla obyasnit nablyudaemye spektry izlucheniya i poglosheniya atomov s vysokimi pikami Model atoma Bora Kvantovaya teoriya proizvela revolyuciyu v fizike v nachale XX veka kogda Maks Plank i Albert Ejnshtejn postulirovali chto svetovaya energiya izluchaetsya ili pogloshaetsya v diskretnyh kolichestvah izvestnyh kak kvanty V 1913 godu Nils Bor vklyuchil etu ideyu v svoyu model atoma Bora v kotoroj elektron mog vrashatsya vokrug yadra tolko po opredelyonnym krugovym orbitam s fiksirovannymi uglovym momentom i energiej prichyom ego rasstoyanie ot yadra to est ih radiusy bylo proporcionalno ego energii V sootvetstvii s etoj modelyu elektron ne mozhet dvigatsya po spirali i upast na yadro potomu chto on ne mozhet nepreryvno teryat energiyu vmesto etogo on mog sovershat tolko mgnovennye mezhdu fiksirovannymi urovnyami energii Kogda eto proishodilo svet izluchalsya ili pogloshalsya s chastotoj proporcionalnoj izmeneniyu energii otsyuda diskretnye spektry pogloshenie i ispuskaniya Model Bora ne byla idealnoj Ona mogla tolko predskazyvat spektralnye linii vodoroda ona ne mogla predskazat takovye dlya mnogoelektronnyh atomov Chto eshyo huzhe po mere sovershenstvovaniya spektrograficheskoj tehnologii nablyudalis dopolnitelnye spektralnye linii v vodorode kotorye model Bora ne mogla obyasnit V 1916 godu Arnold Zommerfeld dobavil ellipticheskie orbity k modeli Bora chtoby obyasnit dopolnitelnye emissionnye linii no eto sdelalo model ochen slozhnoj v ispolzovanii i ona vsyo eshyo ne mogla obyasnit bolee slozhnye atomy Otkrytie izotopov Osnovnaya statya Izotop Eksperimentiruya s produktami radioaktivnogo raspada v 1913 godu radiohimik Frederik Soddi obnaruzhil chto po vidimomu v kazhdoj yachejke periodicheskoj tablicy soderzhitsya bolee odnogo elementa Termin izotop byl priduman kak podhodyashee nazvanie dlya etih elementov V tom zhe godu Dzh Dzh Tomson provyol eksperiment v kotorom napravil potok ionov neona cherez magnitnoe i elektricheskoe polya na fotoplastinku On zametil dva svetyashihsya pyatna na plastine kotorye predpolagali dve raznye traektorii otkloneniya Tomson prishyol k vyvodu chto eto proizoshlo potomu chto nekotorye iony neona imeli druguyu massu Priroda etoj razlichayushejsya massy pozzhe budet obyasnena s otkrytiem nejtronov v 1932 godu Otkrytie yadernyh chastic Osnovnaya statya Atomnoe yadro V 1917 godu Rezerford bombardiroval azot alfa chasticami i nablyudal kak iz gaza ispuskayutsya yadra vodoroda Rezerford raspoznal ih potomu chto on ranee poluchil ih bombardiruya vodorod alfa chasticami i nablyudaya yadra vodoroda v produktah Rezerford prishyol k vyvodu chto yadra vodoroda voznikli iz yader samih atomov azota fakticheski on rasshepil azot Iz svoej sobstvennoj raboty i rabot svoih uchenikov Bora i Genri Mozli Rezerford znal chto polozhitelnyj zaryad lyubogo atoma vsegda mozhno priravnyat k zaryadu celogo chisla yader vodoroda Eto vkupe s atomnoj massoj mnogih elementov primerno ekvivalentnoj celomu chislu atomov vodoroda kotorye togda schitalis legchajshimi chasticami privelo ego k vyvodu chto yadra vodoroda byli edinichnymi chasticami i osnovnoj sostavlyayushej vseh atomnyh yader On nazval takie chasticy protonami Dalnejshie eksperimenty Rezerforda pokazali chto yadernaya massa bolshinstva atomov prevyshaet massu protonov kotorymi oni obladayut on predpolozhil chto eta izbytochnaya massa sostoit iz ranee neizvestnyh nejtralno zaryazhennyh chastic kotorye predvaritelno nazvali nejtronami V 1928 godu Uolter Bote zametil chto berillij ispuskaet elektricheski nejtralnoe izluchenie s bolshoj pronikayushej sposobnostyu pri bombardirovke alfa chasticami Pozzhe bylo obnaruzheno chto eto izluchenie mozhet vybivat atomy vodoroda iz parafina Pervonachalno schitalos chto eto gamma izluchenie vysokoj energii poskolku gamma izluchenie okazyvaet analogichnoe vliyanie na elektrony v metallah no Dzhejms Chedvik obnaruzhil chto effekt ionizacii byl slishkom silnym chtoby on mog byt vyzvan elektromagnitnym izlucheniem pri uslovii chto energiya i impuls sohranyalis vo vzaimodejstvii V 1932 godu Chedvik podvergal razlichnye elementy takie kak vodorod i azot zagadochnomu izlucheniyu berilliya i izmeryaya energii obratno rasseyannyh zaryazhennyh chastic on prishel k vyvodu chto eto izluchenie na samom dele sostoit iz elektricheski nejtralnyh chastic kotorye ne mogut byt bezmassovymi kak gamma luchi no vmesto etogo obladayut massoj analogichnuyu masse protona Chedvik teper obyavil eti chasticy nejtronami Rezerforda Za otkrytie nejtrona Chedvik poluchil Nobelevskuyu premiyu v 1935 godu Kvantovye fizicheskie modeli atoma Osnovnaya statya Atomnaya orbital Pyat zapolnennyh atomnyh orbitalej atoma neona razdeleny i raspolozheny v poryadke vozrastaniya energii sleva napravo pri etom poslednie tri orbitali ravny po energii Kazhdaya orbital soderzhit do dvuh elektronov kotorye s naibolshej veroyatnostyu nahodyatsya v zonah predstavlennyh cvetnymi puzyrkami Kazhdyj elektron v ravnoj stepeni prisutstvuet v obeih orbitalnyh zonah pokazannyh zdes cvetom tolko dlya togo chtoby vydelit raznye volnovye fazy V 1924 godu Lui de Brojl predpolozhil chto vse dvizhushiesya chasticy osobenno subatomnye chasticy takie kak elektrony demonstriruyut opredelyonnoe volnoobraznoe povedenie Ervin Shryodinger ocharovannyj etoj ideej issledoval mozhno li luchshe obyasnit dvizhenie elektrona v atome kak volnu a ne kak chasticu Uravnenie Shryodingera opublikovannoe v 1926 godu opisyvaet elektron kak volnovuyu funkciyu a ne kak tochechnuyu chasticu Etot podhod elegantno predskazal mnogie spektralnye yavleniya kotorye model Bora ne smogla obyasnit Hotya eta koncepciya byla udobna s matematicheskoj tochki zreniya eyo trudno bylo vizualizirovat i ona stolknulas s protivodejstviem Odin iz ego kritikov Maks Born predlozhil vmesto etogo chtoby volnovaya funkciya Shredingera opisyvala ne elektron a vse ego vozmozhnye sostoyaniya i takim obrazom mogla ispolzovatsya dlya raschyota veroyatnosti nahozhdeniya elektrona v lyubom zadannom meste vokrug yadra Eto primirilo dve protivopolozhnye teorii chastic i volnovyh elektronov i byla vvedena ideya dualnosti volna chastica Eta teoriya utverzhdala chto elektron mozhet proyavlyat svojstva kak volny tak i chasticy Naprimer on mozhet prelomlyatsya kak volna i obladat massoj kak chastica Sledstviem volnovogo opisaniya elektronov yavlyaetsya to chto matematicheski nevozmozhno odnovremenno opredelit polozhenie i impuls elektrona On stal izvesten kak princip neopredelennosti Gejzenberga v chest fizika teoretika Vernera Gejzenberga kotoryj vpervye opisal ego i opublikoval v 1927 godu Eto oproverglo model Bora s eyo akkuratnymi chyotko ocherchennymi krugovymi orbitami Sovremennaya model atoma opisyvaet polozhenie elektronov v atome s tochki zreniya veroyatnostej Elektron potencialno mozhet byt najden na lyubom rasstoyanii ot yadra no v zavisimosti ot ego urovnya energii v odnih oblastyah vokrug yadra on sushestvuet chashe chem v drugih eta oblast nazyvaetsya ego atomnoj orbitalyu Orbitali byvayut raznyh form sfera gantel tor i tak dalee s yadrom v seredine Teoriya stroeniya atoma v kultureAtom kak simvol nauki Sm takzhe Atom v geraldike Dostatochno izvestno vyskazyvanie R Fejnmana Esli by v rezultate kakoj to mirovoj katastrofy vse nakoplennye nauchnye znaniya okazalis by unichtozhennymi i k gryadushim pokoleniyam zhivyh sushestv pereshla by tolko odna fraza to kakoe utverzhdenie sostavlennoe iz naimenshego chisla slov prineslo by naibolshuyu informaciyu Ya schitayu chto eto atomnaya gipoteza vse tela sostoyat iz atomov malenkih telec kotorye nahodyatsya v bespreryvnom dvizhenii prityagivayutsya na nebolshih rasstoyaniyah no ottalkivayutsya esli odno iz nih plotnee prizhat k drugomu V odnoj etoj fraze soderzhitsya neveroyatnoe kolichestvo informacii o mire stoit lish prilozhit k nej nemnogo voobrazheniya i chut soobrazheniya R Fejnman Model atoma v uproshyonnom vide yavlyaetsya odnim iz izvestnyh simvolov nauki Izobrazhenie uproshyonnoj modeli Bora Rezerforda v kachestve simvola atoma dovolno prochno voshlo v municipalnuyu geraldiku i neredko ispolzuetsya v gerbah nachinaya s XX veka PrimechaniyaPullman Bernard The Atom in the History of Human Thought Oxford England Oxford University Press 1998 P 31 33 ISBN 978 0 19 515040 7 Arhivnaya kopiya ot 6 fevralya 2023 na Wayback Machine Istochnik neopr Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Arhivirovano 6 fevralya 2023 goda Kenny Anthony Ancient Philosophy Oxford England Oxford University Press 2004 Vol 1 P 26 28 ISBN 0 19 875273 3 Istochnik neopr Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Arhivirovano 29 oktyabrya 2021 goda Pyle Andrew Atoms and Atomism The Classical Tradition Cambridge Massachusetts and London England The Belknap Press of Harvard University Press 2010 P 103 104 ISBN 978 0 674 03572 0 Istochnik neopr Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Arhivirovano 29 oktyabrya 2021 goda Handbook of Categorization in Cognitive Science Second Amsterdam The Netherlands Elsevier 2017 P 427 ISBN 978 0 08 101107 2 Istochnik neopr Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Arhivirovano 5 fevralya 2021 goda Weisstein Eric W Lavoisier Antoine 1743 1794 neopr scienceworld wolfram com Data obrasheniya 1 avgusta 2009 Arhivirovano 7 aprelya 2013 goda Law of definite proportions chemistry angl Encyclopedia Britannica Data obrasheniya 3 sentyabrya 2020 Arhivirovano 3 noyabrya 2020 goda Dalton 1808 p 36 Dalton 1808 p 28 Dalton 1808 p 281 Dalton John On the Absorption of Gases by Water and Other Liquids Arhivnaya kopiya ot 4 iyunya 2016 na Wayback Machine in Memoirs of the Literary and Philosophical Society of Manchester 1803 Retrieved on August 29 2007 Grossman Mark I 2 yanvarya 2021 John Dalton s Aha Moment the Origin of the Chemical Atomic Theory Ambix 68 1 49 71 doi 10 1080 00026980 2020 1868861 ISSN 0002 6980 PMID 33577439 Thomas Thomson on Dalton s Atomic Hypothesis neopr www chemteam info Data obrasheniya 20 fevralya 2021 Arhivirovano 12 fevralya 2020 goda Dalton 1808 p 211 216 Nicholson William A Journal of Natural Philosophy Chemistry and the Arts angl G G and J Robinson 1811 P 143 151 Johnson Chris Avogadro his contribution to chemistry Arhivirovano iz originala 10 iyulya 2002 Data obrasheniya 1 avgusta 2009 Alan J Rocke Chemical Atomism in the Nineteenth Century Columbus Ohio State University Press 1984 Avogadro Amedeo 1811 Essay on a Manner of Determining the Relative Masses of the Elementary Molecules of Bodies and the Proportions in Which They Enter into These Compounds Journal de Physique 73 58 76 Arhivirovano 12 maya 2019 Data obrasheniya 9 marta 2013 Einstein A 1905 Uber die von der molekularkinetischen Theorie der Warme geforderte Bewegung von in ruhenden Flussigkeiten suspendierten Teilchen PDF Annalen der Physik 322 8 549 560 Bibcode 1905AnP 322 549E doi 10 1002 andp 19053220806 Arhivirovano PDF 26 avgusta 2021 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Thomson J J 1897 Cathode rays facsimile from Stephen Wright Classical Scientific Papers Physics Mills and Boon 1964 Philosophical Magazine 44 269 doi 10 1080 14786449708621070 Arhivirovano 3 iyulya 2017 Data obrasheniya 9 marta 2013 Whittaker E T 1951 A History of the Theories of Aether and Electricity Vol 1 Nelson London Thomson J J 1904 On the Structure of the Atom an Investigation of the Stability and Periods of Oscillation of a number of Corpuscles arranged at equal intervals around the Circumference of a Circle with Application of the Results to the Theory of Atomic Structure Philosophical Magazine 7 39 doi 10 1080 14786440409463107 Arhivirovano 19 yanvarya 2018 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Heilbron 2003 pp 64 68 Bohr Niels 1913 On the constitution of atoms and molecules PDF Philosophical Magazine 26 153 476 502 Bibcode 1913PMag 26 476B doi 10 1080 14786441308634993 Arhivirovano PDF 9 avgusta 2017 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Frederick Soddy The Nobel Prize in Chemistry 1921 neopr Nobel Foundation Data obrasheniya 18 yanvarya 2008 Arhivirovano 13 iyunya 2017 goda Thomson J J 1913 Rays of positive electricity Proceedings of the Royal Society A 89 607 1 20 Bibcode 1913RSPSA 89 1T doi 10 1098 rspa 1913 0057 Arhivirovano 8 marta 2019 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 as excerpted in Henry A Boorse amp Lloyd Motz The World of the Atom Vol 1 New York Basic Books 1966 Retrieved on August 29 2007 Rutherford Ernest 1919 Collisions of alpha Particles with Light Atoms IV An Anomalous Effect in Nitrogen Philosophical Magazine 37 222 doi 10 1080 14786440608635919 Arhivirovano 7 iyunya 2010 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Chadwick James 1932 Possible Existence of a Neutron PDF Nature 129 3252 Bibcode 1932Natur 129Q 312C doi 10 1038 129312a0 Arhivirovano PDF 27 avgusta 2018 Data obrasheniya 16 iyunya 2021 Schrodinger Erwin 1926 Quantisation as an Eigenvalue Problem Annalen der Physik 81 18 109 139 Bibcode 1926AnP 386 109S doi 10 1002 andp 19263861802 Mahanti Subodh Erwin Schrodinger The Founder of Quantum Wave Mechanics Arhivirovano iz originala 17 aprelya 2009 Data obrasheniya 1 avgusta 2009 Mahanti Subodh Max Born Founder of Lattice Dynamics Arhivirovano iz originala 22 yanvarya 2009 Data obrasheniya 1 avgusta 2009 Greiner Walter 4 oktyabrya 2000 Quantum Mechanics An Introduction ISBN 9783540674580 Arhivirovano 27 oktyabrya 2021 Data obrasheniya 14 iyunya 2010 Heisenberg W 1927 Uber den anschaulichen Inhalt der quantentheoretischen Kinematik und Mechanik Zeitschrift fur Physik nem 43 3 4 172 198 Bibcode 1927ZPhy 43 172H doi 10 1007 BF01397280 Milton Orchin The Vocabulary and Concepts of Organic Chemistry Second Edition PDF Arhivirovano PDF 8 oktyabrya 2018 Data obrasheniya 14 iyunya 2010 BibliografiyaAndrew G van Melsen From Atomos to Atom The History of the Concept Atom 1960 ISBN 0 486 49584 1 J P Millington John Dalton 1906 Jaume Navarro A History of the Electron J J and G P Thomson 2012 ISBN 978 1 107 00522 8 Dalton John A New System of Chemical Philosophy angl S Russell 1808 Heilbron J L Ernest Rutherford and the explosion of atoms Oxford New York Oxford University Press 2003 ISBN 0195123786 Bernard Pullman 1998 The Atom in the History of Human Thought trans by Axel Reisinger Oxford Univ Press Eric Scerri 2007 The Periodic Table Its Story and Its Significance Oxford University Press New York Charles Adolphe Wurtz 1881 The Atomic Theory D Appleton and Company New York Alan J Rocke 1984 Chemical Atomism in the Nineteenth Century From Dalton to Cannizzaro Ohio State University Press Columbus open access full text at http digital case edu islandora object ksl 3Ax633gj985 SsylkiAtomizm S Marka Koena Teoriya atoma podrobnaya informaciya po teorii atoma v otnoshenii elektronov i elektrichestva

16 Июл, 2025 / 16:44
NiNa.Az

NiNa.Az

NiNa.Az - Абсолютно бесплатная система, которая делится для вас информацией и контентом 24 часа в сутки.
Взгляните
Закрыто
© 2019 NiNa.Az - Все права защищены.
Авторские права: Dadash Mammadov