Atommodeller er teoretiske repræsentationer, som videnskabsmænd har udviklet over tid for at forsøge at forstå strukturen og adfærden af atomer, som er de grundlæggende enheder, der udgør stoffet. Det er takket være disse atommodeller, at vi har stor viden om videnskab. Men mange mennesker ved det ikke godt hvad er atommodeller.
Derfor skal vi i denne artikel forklare, hvad atommodeller er, hvad de er til, hvordan de opstod, og hvor nyttige de er.
Hvad er atommodeller
Forskellige grafiske repræsentationer af atomstruktur og funktion kaldes atommodeller. Atommodellen blev udviklet gennem menneskets historie ud fra ideer om sammensætningen af stof brugt i hver æra.
Et atom er den mindste enhed af et kemisk grundstof, der bevarer sine karakteristiske egenskaber. Gennem historien har forskellige videnskabsmænd og filosoffer foreslået forskellige atommodeller, hver baseret på den information og den viden, der er tilgængelig på det tidspunkt. En af de første modeller var den, der blev foreslået af den græske filosof Demokrit, som foreslog, at stof var sammensat af udelelige partikler kaldet "atomer", som på græsk betyder "udelelige".
Demokrits atommodel
Den "kosmiske atomteori" blev medstiftet af den græske filosof Demokrit og hans mentor Leucippus. Dengang blev viden ikke erhvervet gennem eksperimentering, men gennem logisk ræsonnement, tankebaseret præsentation og diskussion.
Demokrit foreslog, at verden er sammensat af meget små og udelelige partikler, evigt eksisterende, homogene og usammentrykkelige, som de adskiller sig kun i form og størrelse, snarere end i deres indre funktion.
Ifølge Demokrit bestemmes stoffets egenskaber af den måde, atomerne er sat sammen på. Senere filosoffer, såsom Epicurus, tilføjede atomernes tilfældige bevægelse til teorien.
Daltons atommodel
Den første videnskabeligt baserede atommodel blev født inden for kemi, foreslået af John Dalton i hans "Atomic Postulat". Han mente, at alt er lavet af atomer, udelelige og uforgængelige, selv gennem kemiske reaktioner.
Dalton foreslog, at atomerne i det samme kemiske element er ens med hinanden, har samme masse og samme egenskaber. På den anden side, udtænkt begrebet relativ atomvægt (vægten af hvert grundstof i forhold til vægten af brint), sammenligner massen af hvert grundstof med massen af brint. Han foreslog også, at atomer kunne kombinere med hinanden for at danne forbindelser, som er relateret til subatomære partikler. Du kan læse mere om denne model i artiklen om den Daltons atommodel.
Daltons teori havde nogle mangler. Han sagde, at forbindelser dannes ved at bruge det færrest mulige antal grundstofatomer. For eksempel, ifølge Dalton, ville vandmolekylet være H2O, ikke H2O, hvilket er den korrekte formel. På den anden side står der, at gasformige grundstoffer altid er monoatomiske, hvilket vi ved ikke er sandt.
Lewis model af atomet
Også kendt som den "kubiske atommodel", hvor Lewis foreslog en terningformet distribueret atomstruktur, hvor otte hjørner er elektroner. Dette førte til fremskridt i studiet af atomær valens og kemisk binding, især efter en opdatering i 1919 af Irving Langmuir, der foreslog det "kubiske oktetatom".
Disse undersøgelser dannede grundlaget for det, der nu er kendt som Lewis-diagrammer, som er meget nyttige værktøjer til at forklare kovalente bindinger. For en dybere forståelse af atomare interaktioner kan du dog henvise til artiklen om fysikkens grene.
Thomson atommodel
I den sidste del af det XNUMX. århundrede, videnskabsmanden JJ Thomson udførte forsøg med katodestråler og foreslog en model, hvor atomet var en positivt ladet kugle, svarende til en dejkugle, og de negativt ladede elektroner var spredt inde i den, som rosiner i en budding. Denne model blev kendt som "sveskebudding-modellen" og var det første forslag til en indre struktur af atomet. For mere information kan du konsultere Thomsons atommodel.
Rutherford atommodel
Rutherfords model opstod i begyndelsen af det XNUMX. århundrede. I et berømt eksperiment bombarderede Rutherford guldfolie med alfapartikler og fandt ud af, at de fleste af partiklerne passerede gennem folien, men nogle få blev væsentligt afbøjet. Dette førte Rutherford for at foreslå, at atomet havde en lille, tæt, positivt ladet kerne i centrum, mens elektronerne drejede rundt om denne kerne i betydelig afstand, ligesom planeter omkring solen. For flere detaljer kan du besøge artiklen om Rutherford atommodel.
Bohr Atomic Model
Baseret på Rutherfords model foreslog Niels Bohr i 1913, at elektroner bevæger sig i cirkulære baner rundt om kernen. Disse baner blev kvantificeret, hvilket betyder, at kun visse kredsløb var tilladt, mens andre ikke var tilladt. Bohr fastslog også, at elektroner kunne springe mellem forskellige baner, udsende eller absorbere energi i form af fotoner, og dermed forklare atomernes emission og absorption af lys. Du kan lære mere om dette i artiklen om Bohr atommodel.
Sommerfelds atommodel (1916 e.Kr.)
Sommerfelds model var delvist baseret på Albert Einsteins relativitetspostulater. Denne model blev foreslået af Arnold Sommerfield i et forsøg på at kompensere for manglerne ved Bohr-modellen.
Den er delvist baseret på Albert Einsteins relativitetspostulater. Hans modifikationer omfattede bekræftelse af, at elektronens kredsløb er cirkulær eller elliptisk, dvs elektronen har en lille elektrisk strøm, og at der er to eller flere underniveauer fra det andet energiniveau.
Schrödingers atommodel
Med udgangspunkt i Bohrs og Sommerfelds arbejde foreslog Erwin Schrödinger at behandle elektroner som stofbølger, hvilket muliggjorde en senere probabilistisk fortolkning af bølgefunktionen (som beskriver størrelsen af sandsynligheden for at finde en person). Space), af Max Born.
Det betyder, at takket være Heisenberg-usikkerhedsprincippet, det er muligt sandsynligt at studere elektronens position eller dens momentum, men ikke begge dele. Dette er den nuværende atommodel fra begyndelsen af 2000'erne, med nogle tilføjelser senere. Det kaldes "kvantebølgemodellen".
Kvante atommodel
Kvantemodellen, der er udviklet gennem det XNUMX. århundrede, er den mest komplekse og aktuelle. Den er baseret på teorien om kvantemekanik og beskriver atomet som en sandsynlighedssky, hvor elektronerne ikke følger præcise baner, men derimod De findes i områder af rummet med større sandsynlighed for at blive fundet. Denne model har givet mulighed for en dybere forståelse af elektroner og deres adfærd og har åbnet døren til fremskridt inden for moderne kemi og fysik.
Jeg håber, at du med denne information kan lære mere om, hvad atommodeller er, og hvilke typer modeller, der har eksisteret gennem historien.
