atoommodellen

Chemie

2022

We leggen uit wat atoommodellen zijn en hoe ze zijn geëvolueerd, van de oudheid tot de moderne tijd.

Deze modellen proberen in wezen uit te leggen waaruit materie bestaat.

Wat zijn atoommodellen?

Atoommodellen staan ​​bekend als de verschillende grafische representaties van de structuur en werking van de atomen. Atomaire modellen zijn ontwikkeld in de loop van de geschiedenis van de mensheid van de ideeën die in elk tijdperk werden behandeld met betrekking tot de samenstelling van de materie.

De eerste atoommodellen dateren uit de klassieke oudheid, toen filosofen en natuuronderzoekers het waagden te denken en de samenstelling af te leiden van dingen die bestaan, dat wil zeggen van materie.

Atoommodel van Democritus (450 v.Chr.)

De "Atomic Theory of the Universe" is gemaakt door de Griekse filosoof Democritus samen met zijn mentor, Leucippus. Op dat moment de kennis werden niet bereikt door experimenteren, maar door de redenering logisch, gebaseerd op het formuleren en bespreken van ideeën.

Democritus stelde voor dat de wereld uit zeer kleine en ondeelbare deeltjes bestaat, bestaan eeuwig, homogeen en onsamendrukbaar, waarvan de enige verschillen waren in vorm en grootte, nooit in intern functioneren. Zijn deeltjes ze werden gedoopt als "atomen", een woord dat uit het Grieks komt atémnein y betekent "ondeelbaar".

Volgens Democritus, eigenschappen van materie ze werden bepaald door de manier waarop de atomen waren gegroepeerd. Latere filosofen zoals Epicurus voegden aan de theorie de beweging willekeurige atomen.

atoommodel van Dalton (1803 AD)

Het eerste atoommodel met wetenschappelijke basis werd geboren in de chemie, voorgesteld door John Dalton in zijn "Atomic Postulates". Hij beweerde dat alles was gemaakt van atomen, ondeelbaar en onverwoestbaar, zelfs door middel van chemische reacties.

Dalton stelde voor dat de atomen van hetzelfde chemische element aan elkaar gelijk waren en hetzelfde hadden massa- en gelijke eigenschappen. Aan de andere kant stelde hij het concept van relatief atoomgewicht voor (het gewicht van elk element ten opzichte van het gewicht van waterstof), waarbij hij de massa's van elk element vergeleek met de massa waterstof. Hij stelde ook voor dat atomen met elkaar kunnen combineren om chemische verbindingen te vormen.

De theorie van Dalton had enkele gebreken. Hij beweerde dat chemische verbindingen werden gevormd met zo min mogelijk atomen van hun elementen. Bijvoorbeeld, het molecuul van WaterVolgens Dalton zou het HO zijn en niet H2O, wat de juiste formule is. Aan de andere kant zei hij dat de elementen in gasvormige toestand Ze waren altijd monoatomisch (bestaande uit een enkel atoom), wat we weten is niet echt.

Lewis' atoommodel (1902 AD)

Ook wel "Model of the Cubic Atom" genoemd, stelde in dit Lewis-model de structuur voor van de atomen verdeeld in de vorm van een kubus, in wiens acht hoekpunten de elektronen. Hierdoor kon vooruitgang worden geboekt bij de studie van de valenties atomaire en chemische verbindingen, vooral na de update door Irving Langmuir in 1919, waar hij het "atoom van het kubieke octet" ophief.

Deze studies vormden de basis van wat tegenwoordig bekend staat als het Lewis-diagram, een zeer nuttig hulpmiddel om covalente binding te verklaren.

Atoommodel van Thomson (1904 na Christus)

Thomson nam aan dat atomen bolvormig waren met daarin ingebedde elektronen.

Dit model, voorgesteld door J.J. Thomson, ontdekker van het elektron in 1897, gaat vooraf aan de ontdekking van de protonen ja neutronen, dus nam hij aan dat atomen bestonden uit een positief geladen bol en dat er negatief geladen elektronen in waren ingebed, zoals rozijnen in pudding. geluk metafoor Hij gaf het model de bijnaam 'Raisin Pudding Model'.

Dit model maakte een onjuiste voorspelling van de positieve lading op het atoom, aangezien het stelde dat deze door het atoom verdeeld was. Later werd dit gecorrigeerd in het model van Rutherford waarin de atoomkern werd gedefinieerd.

atoommodel van Rutherford (1911 na Christus)

Ernest Rutherford maakte een serie van experimenten in 1911 van bladgoud. In deze experimenten stelde hij vast dat het atoom is samengesteld uit een positief geladen atoomkern (waar het grootste deel van zijn massa is geconcentreerd) en elektronen, die vrij rond deze kern draaien. In dit model wordt voor het eerst het bestaan ​​van de atoomkern voorgesteld.

Bohr's atoommodel (1913 AD)

Bij het springen van de ene baan naar de andere, zenden de elektronen een foton uit dat de energie tussen banen onderscheidt.

Dit model begint in de wereld van fysiek kwantumpostulaten, dus het wordt beschouwd als een overgang tussen klassieke mechanica en quantum. De Deense natuurkundige Niels Bohr stelde dit model voor om uit te leggen hoe elektronen stabiele banen (of stabiele energieniveaus) rond de kern kunnen hebben. Het verklaart ook waarom atomen karakteristieke emissiespectra hebben.

In de spectra die voor veel atomen zijn uitgevoerd, werd waargenomen dat elektronen van hetzelfde energieniveau verschillende energieën hadden. Hieruit bleek dat er fouten in het model zaten en dat er op elk energieniveau energiesubniveaus moeten zijn.

Het model van Bohr is samengevat in drie postulaten:

  • Elektronen volgen cirkelvormige banen rond de kern zonder te bestralen Energie.
  • De toegestane banen voor elektronen zijn die met een bepaalde waarde van impulsmoment (L) (hoeveelheid rotatie van een object) die een geheel veelvoud is van de waarde, waarbij h = 6.6260664 × 10-34 en n = 1, 2, 3 ….
  • Elektronen zenden of absorberen energie wanneer ze van de ene baan naar de andere springen en daarbij zenden ze een foton uit dat het verschil in energie tussen de twee banen weergeeft.

Atomaire model van Sommerfeld (1916 AD)

Het model van Sommerfeld was gedeeltelijk gebaseerd op de relativistische postulaten van Albert Einstein.

Dit model werd voorgesteld door Arnold Sommerfield om te proberen de tekortkomingen van het Bohr-model te dekken.

Het was gedeeltelijk gebaseerd op de relativistische postulaten van Albert Einstein. Een van de wijzigingen is de bewering dat de banen van de elektronen cirkelvormig of elliptisch waren, dat de elektronen elektrische stroom kleine letters en dat er vanaf het tweede energieniveau twee of meer subniveaus waren.

Schrödinger's atoommodel (1926 AD)

Voorgesteld door Erwin Schrödinger uit de studies van Bohr en Sommerfeld, vatte hij elektronen op als golvingen van materie, wat de daaropvolgende formulering mogelijk maakte van een probabilistische interpretatie van de golffunctie (een grootte die dient om de golffunctie te beschrijven). waarschijnlijkheid het vinden van een deeltje in de ruimte) door Max Born.

Dat betekent dat je probabilistisch de positie van een elektron of zijn hoeveelheid . kunt bestuderen beweging maar niet beide tegelijk, vanwege het onzekerheidsprincipe van Heisenberg.

Dit is het atoommodel dat aan het begin van de eenentwintigste eeuw van kracht was, met enkele latere toevoegingen. Het staat bekend als het "Quantum-undulatoire model".

!-- GDPR -->