Экспериментальные предпосылки теории

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ХИМИИ

Современные представления о строении атома

Строение атома.

До конца 19 века полагали, что атом неделимая и неизменяющаяся частица. Это находило подтверждение при проведении химических реакций, в которых вещества реагируют друг с другом в определенных массовых отношениях. Но наука развивалась, накапливались новые данные, которые вынуждали по-другому смотреть на природу и строение атомов. Господствующая сегодня точка зрения об электронном строении атома основывается на ряде экспериментальных и теоретических предпосылок.

Экспериментальные предпосылки теории

Многими научными исследованиями было показано, что атом имеет сложное строение.

а) открытие электронов.

Из электрохимических исследований стало очевидно, что атомы могут нести положительный или отрицательный заряд, поскольку они выделяются на катоде или аноде электролизера. В 1870 году Стони пытался определить величину единичного заряда, связанного с одним одновалентным атомом и названного им электроном. Заряд электрона был определен позже Милликеном (1906-1916 г.г.) q_e=1,602^.10^‑19 кл; а масса покоя m=9,109^.10^-31 кг.

На основании этих исследований Томсоном была предложена следующая модель строения атома.

б) открытие ядра и его свойства.

В опытах по рассеянию a-частиц (Не²⁺) Э.Резерфордом было показано, что почти вся масса атома сосредоточена в очень малом объеме – положительно заряженном ядре.

Согласно модели Резерфорда, вокруг ядра на относительно большом расстоянии непрерывно движутся электроны, причем их число таково, что в целом атом электрически нейтрален. Объем ядра примерно в 10⁵ раз меньше атома, а масса одного протона примерно в 2000 раз больше массы электрона.

в) открытие радиоактивности.

Было показано, что атомы не являются неделимыми, в результате радиоактивного распада одни атомы могут превращаться в другие с выделением энергии.

г) Главной предпосылкой электронного строения атомов служат данные, полученные при изучении атомных спектров испускания или поглощения излучения, регистрируемые спектральными методами.

Планетарная модель Резерфорда противоречила факту устойчивости существования атомов. В результате ускоренного движения электрона расходуется энергия его электростатического взаимодействия с ядром и согласно расчетам через 10^-8 с электрон должен упасть на ядро. Согласно модели Резерфорда энергия атома должна уменьшаться непрерывно за счет излучения, образующего сплошной спектр. Однако экспериментально установлено, что все атомные спектры имеют дискретный (линейчатый) характер. Спектр является одной из важнейших характеристик атома и отражает его внутреннее строение.