VÝVOJ PŘEDSTAV O STAVBĚ ATOMU ATOMOVÉ TEORIE VÝVOJ PŘEDSTAV O STAVBĚ ATOMU

ŘECKO 450 př.n.l. – řečtí filozofové Leukippos a Démokritos  první celkem správná představa o struktuře hmoty látka – z malých částic, dále nedělitelných  ATOM = nedělitelný LEUKIPPOS DEMOKRITOS

DALTONOVA ATOMOVÁ HYPOTÉZA 1803 základy atomové teorie – postuláty prvky se skládají z velmi malých dále nedělitelných částic – atomů atomy téhož prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší hmotností, velikostí a dalšími vlastnostmi v průběhu chemických dějů se atomy spojují, oddělují nebo přeskupují, přičemž ale nemohou vznikat nebo zanikat, slučováním dvou či více prvků vznikají chemické sloučeniny, slučování probíhá jako spojování celistvých počtů atomů těchto prvků Avogadro později doplnil o pojem MOLEKULA nedělitelnost atomů – pouze chemicky JOHN DALTON AMEDEO AVOGADRO

THOMSONŮV PUDINKOVÝ MODEL Joseph J.Thomson – objev e- (zkoumal katodové záření)  fyzika částic lehká částice se záporným elektrickým nábojem  první model atomu (1903) Thomsonovy představy o struktuře (1897) hlavní část hmotnosti atomu představuje látka s kladným elektrickým nábojem hmotnost a kladný elektrický náboj jsou spojitě rozloženy v celém objemu atomu velmi lehké elektrony  jsou umístěny uvnitř kladně nabité látky v rovnovážných polohách nedostatky počet elektronů není přesně určen nevysvětluje původ kladného náboje nevysvětluje soudržnost kladného náboje i přes Coulombovy elektrické síly frekvence elektromagnetického záření vypočtené dle modelu nesouhlasí s experimenty

popisoval atom jako kladnou hmotu, do které jsou „posazeny“ elektrony jako ovoce v oblíbené anglické pochoutce tento model byl záhy překonán

RUTHERFORDŮV PLANETÁRNÍ MODEL Rutherford – objevitel atomového jádra zkoumání rozptylu -částic na velmi tenké zlaté fólii většina částic prošla beze změny, dochází ale i k rozptylu částic od původního směru. Rozptýlené částice se pohybují po hyperbole, odklon trajektorie (úhel mezi asymptotami) závisí na náboji, hmotnosti a rychlosti částice  a na náboji a vzdálenosti od kladné částice způsobující rozptyl. závěry atomy jsou tvořeny jádrem (r = 10-14 m), v němž je soustředěn veškerý kladný náboj a téměř celá hmotnost atomu; kolem jádra obíhají elektrony tvořící elektronový obal el. se pohybují po kruhových drahách (orbitách) nedostatky z modelu vyplývá spojité spektrum, zatímco v experimentu pozorujeme čárové spektrum atomů el. v atomu by ztrácel energii a  pohyboval by se po spirále směrem k jádru, s nímž by se nakonec spojil  atom by tedy zanikl (krátká životnost) Maxwellova teorie elektrodynamiky – pokud se nabitá částice, tedy i elektron, pohybuje v elektrickém poli, musí nutně vyzařovat energii ve formě elektromagnetického záření

BOHRŮV MODEL ATOMU vychází z planetárního modelu – postuláty el. se pohybují jen po kruhových drahách, pro které je splněna kvantovací podmínka: kde me je hmotnost el., r poloměr kruhové dráhy a  v je rychlost elektronu; veličina n se označuje jako kvantové číslo a h je Planckova konstanta el. při pohybu po drahách splňujících kvantovací podmínku nevyzařují energii E může být vyzářena, resp. přijata, pouze při přechodu elektronu z jedné dráhy na druhou E el. blízko jádra je záporná, pouze v nekonečnu je rovna nule Bohr nevysvětluje štěpení spektrálních čar model později upraven Sommerfeldem – kruhové dráhy nahrazeny eliptickými

KVANTOVĚ MECHANICKÝ MODEL vyřešil nedostatky Bohrova modelu korpuskulárně vlnový dualismus – el. se chová jako částice a zároveň jako vlna záleží na pokusu, kterým se zjišťuje chování částice  fotony se chovají jako částice s nulovou klidovou hmotností – jsou kvanta světelné energie; elektrony vykazují vlnové vlastnosti – např. elektronové mikroskopy není možné určit přesný popis dráhy elektronu v atomu, proto se musíme omezit na pravděpodobnostní popis dráhy model je převážně matematický, názornost je značně omezena; stav částice, popř. systému částic je vyjádřena pomocí veličiny vlnové funkce a je možné je vypočítat pro zvláštní stavy podle Schrödingerovy rovnice. oblast s nejvyšší P výskytu el. – orbital orbital a vlastnosti vlnové funkce charakterizují kvantová čísla:

Atom vodíku

ORBITALY