Modele atomice

1. Modele atomice Suciu Monica Eliza cls 12 I3

2. Modelul planetar • Modelul planetar al atomului presupune ca atomul este format din nucleu.iar electronii graviteaza in jurul acestuia pe orbite circulare

3. Modelul atomic este un concept structural, constatat experimental.Se cunosc : • Modele atomice precuantice(Thomson, Rutherford) • Modele atomice cuantice(Bohr)

4. Modelul atomic Thomson • Este un model static, constand dintr-o sfera relativ mare,de sarcina pozitiva,cu un diametru de aproximativ 2 sau 3 10ˉ¹ºm in care sunt scufundati electronii,ca “stafidele in cozonac”

5. Acest model a fost infirmat de experimentul Rutherford. Daca sarcina ar fi fost distribuita uniform in intregul volum al atomului,o multime de particule α ar fi fost deviate. • Acest model, pe langa altele,nu poate explica structura de linii a spectrelor atomice.

6. Modelul atomic Rutherford • Modelul atomic Rutherford, elaborat de Ernest Rutherford în 1911, este primul model planetar al atomului. Conform acestui model, atomul este format din nucleu, în care este concentrată sarcina pozitivă, şi electroni care se rotesc în jurul nucleului pe orbite circulare, asemeni planetelor în Sistemul Solar.

7. Modelul a fost dezvoltat în urma experimentelor realizate de către Hans Geiger şi Ernest Marsden în anul 1909. Ei au studiat, sub îndrumarea lui Ernest Rutherford, împrăştierea particulelor α la trecerea printr-o foiţă subţire din aur. Conform modelului atomic elaborat de Thomson, particulele trebuiau să fie deviate cu câteva grade la trecerea prin metal din cauza forţelor electrostatice. S-a constatat, însă, că unele dintre ele erau deviate cu unghiuri mai mari decât 90° sau chiar cu 180°.

8. Acest fapt a fost explicat prin existenţa unei neuniformităţi a distribuţiei de sarcină electrică în interiorul atomului. Pe baza observaţiilor efectuate, Rutherford a propus un nou model în care sarcina pozitivă era concentrată în centrul atomului, iar electronii orbitau în jurul acesteia.

9. Deficiente ale modelului • Principalul neajuns al modelului consta în faptul că acesta nu explica stabilitatea atomului. Fiind elaborat în concordanţă cu teoriile clasice, presupunea că electronii aflaţi în mişcare circulară, deci accelerată, emit constant radiaţie electromagnetică pierzând energie. Prin urmare, în timp, electronii nu ar mai avea suficientă energie pentru a se menţine pe orbită şi ar "cădea" pe nucleu. • De asemenea, frecvenţa radiaţiei emise ar fi trebuit să ia orice valoare, în funcţie de frecvenţa electronilor din atom, fapt infirmat de studiile experimentale asupra seriilor spectrale.

10. Importanta • Modelul lui Rutherford a introdus ideea unei structuri a atomului şi a existenţei unor particule componente, precum şi posibilitatea separării acestora. Reprezentând punctul de plecare al modelului Bohr, a dus la separarea a două domenii, fizica nucleară, ce studiază nucleul, şi fizica atomului, ce studiază structura electronică a atomului. • În ciuda deficienţelor, caracterul descriptiv al modelului a permis utilizarea ca simbol al atomului şi energiei atomice

11. Modelul Bohr • Modelul atomic Bohr este primul model de natură cuantică al atomului şi a fost introdus în anul 1913 de către fizicianul danez Niels Bohr. Acest model preia modelul planetar al lui Ernest Rutherford şi îi aplică teoria cuantelor. Deşi ipotezele introduse de către Bohr sunt de natură cuantică, calculele efective ale mărimilor specifice atomului sunt pur clasice, modelul fiind, de fapt, semi-cuantic. Modelul lui Bohr este aplicabil ionilor hidrogenoizi, ( adică ionii care au un singur electron în câmpul de sarcină efectivă a nucleului).

13. Postulatele lui Bohr • Atomii si sistemele atomice se pot gasi timp indelungat numai in stari bine determinate,numite stari stationare,in care nu emit si nu absorb energie. Energia sistemului atomic in aceste stari este cuantificata,adica ia valori care alcatuiesc un sir discontinuu:E1 ,E2,….,En

14. 2. Atomii emit sau absorb radiatie electromagnetica numai la trecerea dintr-o stare stationara m, caracterizata de Em, in alta stare stationara, n, caracterizata de energia En Frecventa radiatiei emise sau absorbite intr-o asemenea tranzitie este data de relatia Unde h este constanta lui Plank.Acest postulat explica spectrele de linii ale radiatiilor amise de atomii de hidrogen.

15. Cuantificarea razelor orbitelor electronilor • Pornind de la aceasta şi considerând egalitatea forţelor de atracţie electrostatică cu cele centrifuge, se poate deduce condiţia pentru cuantificarea razelor orbitelor electronilor. Pentru atomul de hidrogen (Z=1) se obţine : Unde ε0=8,85•10ˉ¹² C²• Nˉ¹• mˉ² h-constanta lui Plank m0=9,11•10‾³¹ kg e-sarcina electronului

16. Deficiente • Acest model nu poate explica spectrele de emisie şi energia de ionizare decât pentru atomul de hidrogen şi ionii hidrogenoizi. Nu a putut fundamenta stiintific spectrele unor atomi grei. Nu a putut explica formarea legaturilor duble. Nu a putut fundamenta scindarea liniilor spectrale intr-un camp perturbator. • Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia modelului atomic Bohr-Sommerfeld - modelul precuantic.