650 likes | 2.18k Views
Atommodellek. Abdreai Démokritosz (Kr. e. 460-370). Az atomok létezésének gondolata Elméleti alapon nem voltak közvetlen megfigyelések. Atomelmélet az ókorban. Démokritosz :
E N D
Abdreai Démokritosz(Kr. e. 460-370) Az atomok létezésének gondolata Elméleti alapon nem voltak közvetlen megfigyelések
Atomelmélet az ókorban • Démokritosz : • a testek parányi, tovább már nem osztható részecskékből épülnek fel. Ezek az oszthatatlan részecskék az atomok. • A különbözőanyagok atomjai egymástól alakban különböznek. Így az édes anyagok atomjai gömbölyűek, a csípőseké hegyesek.
A modern atomelmélet • Dalton érdeme az, hogy a kísérleti eredményeket az atomok létezésével magyarázta és bizonyította. • Szerinte az anyagokat olyan atomok építik fel, melyek oszthatatlan, kicsiny gömbök. • Többszörös súlyviszonyok törvénye • Atomok legkisebb egységei
Joseph John Thomson(1856-1940)angolNobel-díjasfizikus,az elektron felfedezője.
Az atomok tömege Az atomok elemi részecskékből állnak. Mmoláris tömeg NAAvogadro-állandó Az elemi hidrogén moláris tömege a legkisebb 1g/mol. A hidrogénatom tömegértékét atomi tömeg-egységnek tekintjük. A tudományos gyakorlatban a 12C izotóp tömegének 1/12 része
Atomok mérete Az atomi mikrovilág lineáris méretei 10-10m 10-10m = 1 Å (Ångström svéd fizikus) Tömegek 10-27 kg nagyságrendűek
Thomson-féle atommodell • A fizikusok az atomok belső szerkezetére és törvényszerűségeinek feltárására atommodelleket alkottak. • 1897-ben Joseph John Thomson a katódsugarakkal végzett kísérleteket • az elektronminden anyagnak része • Az atom semleges, ezért pozitív töltést is kell tartalmaznia. .
Az atom szerinte egy folytonoseloszlású pozitív részecske, amelynek belsejébennegatív töltésű, pontszerű elektronok vannak. Eszerint az elektronok az atom középpontjára nézve szimmetrikusan helyezkednek el. • Ha az atom sok elektront tartalmaz, akkor koncentrikus gyűrűket jelent. • Ez már magában rejti az elektronok héjszerkezetét. az atomok spektrumvonalait.
Ha az atom egyensúlyát egy külső erő megzavarja, akkor az elektronok rezegni kezdenek és fényt bocsátanak ki. • A modellt később mazsolás pudingnak nevezték el. • Segítségével azonban nem lehetett megmagyarázni az atomok spektrumvonalait.
A bolygó-modell • Thomson atommodelljét (tanítványa) Ernest Rutherford cáfolta meg 1911-ben. • Rutherford és munkatársai ún. szóráskísérleteikben igen vékony aranyfóliát bombáztak -részecskékkel (hélium atommagok). • Az aranyfóliát fényérzékeny lemezzel vették körül, amely érzékelte azt, hogy hova csapódnak az -részecskék.
Az -részecskék legnagyobb része zavartalanul áthatolt a fólián, néhányirányt változtatott és igen kis részük pattant vissza. • Mindez csak úgy lehetséges, hogy az atomok tömegének nagy része egy igen kicsiny központi magban (atommag) összpontosul. • A Rutferford által felállított ún. bolygómodell szerint az atomban a nagy tömegű, de kis méretű mag körül az elektronok úgy keringenek, mint a bolygók a Nap körül.
A gravitációs erő helyett a töltések közti elektromos vonzóerő az, ami az atomot összetartja. • Ez a modell elektrodinamikai okokból nem lehet stabil. • A keringő elektronok állandóan sugározva és energiátveszítve a magba zuhannának.
A Bohr féle modell • A bolygómodellnemhelyes, mert a keringő elektron energiát veszít, melynek következtében a másodperc töredéke alatt belezuhanna a magba és ilyen atom nem létezhetne. • (1913 Niels Bohr ) az elektronok csak bizonyospályákonkeringhetnek (elektronhéjak), de azokon energiaveszteség nélkül.
Sommerfeld 1920-ban a Bohr-modellt módosította azzal, hogy az elektronok nemcsak kör, hanem ellipszis alakú pályán is mozoghatnak (Bohr-Sommerfeld féle atommodell). • Az ellipszispálya mindkét tengelye csak meghatározott értéket vehet fel (újabb kvantumszám az ún. mellékkvantumszám, jele: l) • Bohr modell további kiegészítései: m mágneses kvantumszám s spinkvantumszám
Megjegyzés: A négy kvantumszám (n, l, m, s) egyértelműen meghatározza az atomon belül az elektronok ún. kvantumállapotát.
Bohr atommodell • Az atom elektronjai csak meghatározott pályákon keringhetnek a mag körül. Ezeken a pályákon - ellentétben a klasszikus elektrodinamika törvényeivel - az elektron nem sugároz. • Az atom csak akkor sugároz, ha az elektron az egyik pályáról a másikra ugrik. • Energiáját egy foton formájában bocsátja ki. • Frekvenciája: h∙f = Em - En • egyenlet határozza meg.
Em ; En az egyes pályákhoz tartozó energiák. Fordítva: az atom csak olyan foton befogására képes, amelynek energiája éppen egyenlő két pályaenergia különbségével.