Atom i historia modeli atomowych: Budowa atomu, różnica między masą a cząsteczką, konfiguracja elektronowa.

Ta praca została zweryfikowana przez naszego nauczyciela: 22.11.2024 o 11:58

Rodzaj zadania: Zadanie domowe

Dodane: 8.11.2024 o 19:12

Demokryt i idea atomizmu: Historia modelu atomowego sięga starożytnej Grecji, gdzie filozof Demokryt w IV wieku p.n.e. zaproponował, że materia zbudowana jest z małych, niepodzielnych i wiecznych cząstek, które nazwał atomami (od greckiego „atomos” oznaczającego „niepodzielny”). Demokryt spekulował, że atomy różnią się kształtem i rozmiarem, a ich ruchy i zderzenia powodują powstawanie różnych form materii.

Teoria Daltona: Na początku XIX wieku John Dalton zrewolucjonizował naukę, wprowadzając swoją teorię atomową. Na podstawie eksperymentów chemicznych Dalton stwierdził, że każdy pierwiastek składa się z jednego rodzaju atomów i że związki chemiczne powstają w wyniku połączenia atomów różnych pierwiastków w stałych proporcjach. Jego model atomu był jednak nadal traktowany jako niepodzielna kulka.

Model Thomsona: Pod koniec XIX wieku Joseph John Thomson odkrył elektron poprzez eksperymenty z promieniami katodowymi. Thomson zaproponował model atomu, który nazywano „modelem puddingowym”, w którym ujemnie naładowane elektrony były rozproszone w dodatnio naładowanej materii, podobnie jak rodzynki w cieście.

Model Rutherforda: Ernest Rutherford przeprowadził słynny eksperyment z rozpraszaniem promieni alfa. W jego wyniku odkrył, że atom ma niewielkie, gęste i dodatnio naładowane jądro, w którym skoncentrowana jest większość masy atomu. Elektrony krążą wokół jądra, podobnie jak planety wokół Słońca. Model Rutherforda powstał w 1911 roku.

Model Bohra: Niels Bohr w 1913 roku rozwinął model Rutherforda, wprowadzając do niego elementy mechaniki kwantowej. Według Bohra elektrony krążą wokół jądra po zdefiniowanych orbitach, a zmiana orbity elektronu wiąże się z emisją lub absorpcją kwantów energii. Model ten tłumaczył stabilność atomów oraz linie widmowe wodoru.

Model mechaniczno-falowy: Nowoczesny model atomu rozwija się na podstawie mechaniki kwantowej oraz zasad postulowanych przez Heisenberga (zasada nieoznaczoności) i Schrödingera (równanie falowe). Elektrony traktowane są jako fale prawdopodobieństwa, a ich położenie opisuje się za pomocą funkcji falowej, co skutkuje modelem chmury elektronowej.

Budowa atomu

* Protony: Liczba protonów w jądrze decyduje o liczbie atomowej i określa, do jakiego pierwiastka należy atom. * Neutrony: Liczba neutronów wpływa na masę atomową i izotopy, które są atomami tego samego pierwiastka, ale z różnymi liczbami neutronów. * Elektrony: Elektrony zajmują orbitale wokół jądra i są kluczowe w reakcjach chemicznych i wiązaniach między atomami.

Masa atomowa a cząsteczka

* Cząsteczka: Jest układem złożonym z dwóch lub więcej atomów połączonych wiązaniami chemicznymi. Przykładami cząsteczek są cząsteczki tlenu (O₂) i wody (H₂O). Masa cząsteczki jest sumą mas atomowych wszystkich atomów wchodzących w jej skład.

Konfiguracja elektronowa

Elektrony w atomach wypełniają orbitale w następującej kolejności:

1. Powłoki elektronowe: Określane liczbami kwantowymi (główna liczba kwantowa n=1, 2, 3,...). 2. Podpowłoki: Określane typem orbitalu (s, p, d, f).

Na przykład, konfiguracja elektronowa tlenu (O) to 1s² 2s² 2p⁴, co oznacza, że na pierwszej powłoce (1s) są 2 elektrony, na drugiej powłoce w stanie s (2s) też są 2 elektrony, a na stanie p (2p) są 4 elektrony.

Dzięki rozwojowi spektroskopii i mechaniki kwantowej, zrozumienie struktur atomowych stało się znacznie bardziej precyzyjne, co umożliwia przewidywanie właściwości chemicznych i fizycznych pierwiastków oraz związków.