Строение атома

    Дисциплина: Химия и физика
    Тип работы: Реферат
    Тема: Строение атома

    Строение атома.

    В далёком прошлом философы Древней Греции предполагали, что вся материя едина, но приобретает те или иные свойства в зависимости от её «сущности». Некоторые из них утверждали,

    что вещество состоит из мельчайших частиц, называемых атомами. Научные основы атомно-молекулярного учения были заложены позднее в работах русского учёного М.В. Ломоносова, французских

    химиков Л. Лавуазье и Ж. Пруста, английского химика Д. Дальтона, итальянского физика А. Авогадро и других исследователей.

    Периодический закон Д.И. Менделеева показывает существование закономерной связи между всеми химическими элементами. Это говорит о том что в основе всех атомов лежит нечто общее.

    До конца

    века в химии царило убеждение, что атом есть наименьшая неделимая частица простого вещества. Считалось, что при всех химических превращениях разрушаются и создаются только

    молекулы, атомы же остаются неизменными и не могут дробиться на части. И наконец в конце

    века были сделаны открытия, показавшие сложность строения атома и возможность превращения одних атомов в другие.

    Это послужило толчком к образованию и развитию нового раздела химии «Строение атома». Первым указанием на сложную структуру атома - были опыты по изучению катодных лучей,

    возникающих при электрическом разряде в сильно разреженных газах. Для наблюдения этих лучей из стеклянной трубки,

    в которую впаяны два металлических электрода,

    выкачивается

    по возможности

    весь

    воздух и затем пропускается сквозь нее ток высокого напряжения.

    При таких условиях от катода трубки перпендикулярно к его

    поверхности распространяются \"невидимые\" катодные лучи, вызывающие яркое зеленое свечение в том месте, куда они попадают. Катодные лучи обладают способностью

    приводить в движение. На их пути легко подвижные тела откланяются

    от

    своего

    первоначального пути в магнитном и электрическом поле (в последнем в сторону положительно заряженной пластины).

    Действие катодных лучей

    обнаруживается только внутри трубки,

    так как стекло для них непроницаемо. Изучение свойств катодных лучей привело к заключению, что они состоят из мельчайших частиц, несущих отрицательный заряд и

    летящих со скоростью, достигающей половины скорости света. Также удалось определить массу и величину их заряда. Масса каждой частицы равнялась 0,00055 углеродной частицы. Заряд

    равняется 1,602 на 10 в минус 19 степени.

    Особенно замечательно, что масса частиц и величина их заряда не зависит ни от природы газа, остающегося в трубке, ни от вещества из которого сделаны электроды, ни от прочих

    условий опыта. Кроме того, катодные частицы известны только в заряженном состоянии и не

    могут существовать без своих зарядов, не могут быть превращены в электронейтральные

    частицы: электрический заряд составляет, самую сущность их природы. Эти частицы получили название электронов. В катодных трубках электроны отделяются от катода

    под влиянием электрического заряда. Но они могут возникать и вне всякой связи с электрическим зарядом. Так, например при электронной эмиссии металлы испускают электроны; при фотоэффекте

    многие вещества также выбрасывают электроны. Выделение

    следовательно атомы являются сложными

    образованиями, построенными из более мелких «составных частей».

    Изучение строения атома

    практически началось в 1897-1898

    гг.,

    после того как была окончательно установлена природа катодных

    лучей как потока электронов

    и были определены величина заряда и масса электрона. Факт выделения электронов самыми разнообразными

    веществами приводил к выводу, что электроны входят в состав всех атомов. Но атом, как известно, электрически нейтрален, из этого следовало, что в его состав должна

    была входить ещё одна составная часть, уравновешивавшая сумму отрицательных зарядов электронов. Эта

    положительно заряженная часть атома была открыта в 1911 г.

    Резерфордом при

    исследовании движения

    -частиц в газах и других веществах.

    Резерфорд Эрнест (1871-1937)

    частицы, выбрасываемые веществами активных элементов представляют собой

    положительно заряженные ионы гелия, скорость

    движения которых достигает

    20000 км/сек. Благодаря такой огромной скорости

    -частицы, пролетая через воздух и сталкиваясь с молекулами газов, выбивают из них электроны. Молекулы, потерявшие электроны, становятся

    заряженными положительно, выбитые же электроны тотчас присоединяются

    к другим

    молекулам, заряжая их отрицательно. Таким

    образом, в воздухе на

    пути

    -частиц образуются положительно и отрицательно заряженные ионы газа. Способность

    -частиц ионизировать воздух

    была использована английским физиком

    Вильсоном

    для

    того,

    чтобы сделать видимыми пути движения отдельных частиц и сфотографировать их.

    Впоследствии аппарат для фотографирования частиц получил название камеры Вильсона.

    (Первый трековый детектор заряженных частиц. Изобретена Ч. Вильсоном в 1912. Действие Вильсона камеры основано на конденсации пересыщенного пара (образовании мелких капелек

    жидкости) на ионах, возникающих вдоль следа (трека) заряженной частицы. В дальнейшем вытеснена другими трековыми детекторами.)

    Исследуя пути движения частиц с помощью камеры, Резерфорд заметил, что в камере они параллельны (пути), а при пропускании пучка параллельных лучей через слой газа или тонкую

    металлическую пластинку, они выходят не параллельно, а несколько расходятся, т.е. происходит отклонение частиц от их первоначального пути. Некоторые частицы отклонялись очень сильно,

    некоторые вообще не проходили через тонкую пластинку.

    Модель атома Бор-Резерфорд

    Исходя из этих наблюдений, Резерфорд предложил свою схему строения атома: в центре атома находится положительное ядро, вокруг которого по разным орбиталям вращаются отрицательные

    электроны.

    Центростремительные силы, возникающие при их вращении удерживают их на своих орбиталях и не дают им улететь. Эта модель атома легко объясняет явление отклонения

    - частиц. Размеры

    ядра

    и электронов очень малы по сравнению с размерами всего атома,

    поэтому большинство

    -частиц

    пролетает через атомы без заметного

    отклонения. Только в тех случаях, когда

    -частицы очень близко подходит к ядру, электрическое отталкивание вызывает резкое

    отклонение ее от первоначального пути. Таким

    образом, изучение рассеяние

    -частиц

    положило

    начало ядерной теории атома.

    Одной

    из задач, стоявших перед теорией строения атома в начале ее развития, было определение величины заряда ядра различных атомов. Так как атом в целом

    электрически

    нейтрален,

    то,

    определив заряд ядра, можно было бы установить и число окружающих ядро электронов. В решении этой задачи этой большую помощь оказало изучение спектров рентгеновских

    лучей. Рентгеновские лучи возникают при ударе быстро летящих электронов о какое-либо твердое тело и отличаются

    от лучей видимого света только значительно меньшей длиной волны. В то время как короткие световые волны

    имеют длину около 4000 ангстремов (фиолетовые лучи),

    длины волн рентгеновских лучей лежат в пределах от 20 до 0,1 ангстрема. Чтобы

    получить спектр рентгеновских

    лучей, нельзя пользоваться обыкновенной пр...

    Забрать файл

    Похожие материалы:


ПИШЕМ УНИКАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
Заказывайте напрямую у исполнителя!


© 2006-2016 Все права защищены