Historia poznania budowy materii

• Koncepcja atomistyczna - V-VI w p.n.e.

  • Utworzona przez starożytnych Greków (V i VI wiek p.n.e) głównie Demokryta i Leukippos

  • Według niej materia zbudowana jest z niepodzielnych drobin ( gr. atomos – niepodzielny).

  • Oparta na przekonaniach, nie poparta żadnymi doświadczeniami

  • Poglądy te nie zostały zaakceptowane w starożytności, ani w średniowieczu, zapomniano o nich

• koncepcja czterech żywiołów Empedoklesa – VI-III w p.n.e.

Żywioły	Cechy żywiołów
Powietrze	Mokre, gorące
Ogień	Suchy, gorący
Ziemia	Sucha, zimna
Woda	Mokra, zimna

Rysunek 1 cztery zywioły Empedoklesa

• koncepcja czterech żywiołów została rozwinięta przez Arystotelesa- jego rozważania dotyczyły oddziaływania czterech żywiołów:

  • Elementy składowe Materii, czyli żywioły, mogą łączyć się ze sobą wówczas gdy mają przynajmniej jedną ceche wspólną. Tak więc możliwe było połączenie wody i powietrza, ognia i powietrza, ziemii i wody oraz ognia i ziemii, a wykluczone połączenia wody z ogniem czy powietrza z ziemią

• Hipoteza Johna Daltona – 1803

  • Stanowiła rozwinięcie teorii atomistycznej

  • John Dalton ogłosił, ze za pomocą pojęcia atomu można w prosty sposób wyjaśnić podstawowe, doswiadczalne prawa chemicznenp.:

    • Prawo zachowania masy

    • Prawo stałości składu związku chemicznego

oraz oddkryte później:

• Prawo Avogarda

• Była podstawą uszeregowania pierwiastków w układzie okresowym

• Założenia:

  • Materia składa się z atomów pierwiastków rożniących się między soba masą, rozmiarami i właściwościami

  • Atomy danego pierwiastka są jednakowe

  • Atomy są niepodzielne

  • Atomy łączą się tworząc czasteczki

• Pogląd zakładający, że atomy są podzielne i zbudowane z jeszcze mniejszych cząsteczek:

  • Zapanował pod koniec XIX wieku

  • Duży wpływ na to miało odkrycie przez Antoine’a Henriego Becquerela oraz Marię Skłodowską-Curie i jej męża Pierre’a Curie, że atomy niektórych pierwiastków samorzutnie emitują cząstki α, β lub promieniowanie γ

• Model Sir Josheph’a Thomson’a (model ciasta z rodzynkami) – 1897:

  • Badając wyładowania elektryczne w gazach rozrzedzonych, odkrył istnienie ujemnie naładowanej cząstki mniejszej od atomu –elektonu

  • Według tej koncepcji atom jest przestrzennie ciągłym ładunkiem dodatnim, w którym tkwią punktowe ładunki ujemne – elektrony

• Planetarny model atomu Rutherforda(uczeń Thomson’a) - 1911

  • Został utworzony na podstawie doswiadczenie, które jednocześnie obaliło torie Thomsona – zaobserwowal rozpraszanie cząstek α na foliach metalowych. Skierowal strumień cząstek α emitowanych przez pierwiastek promieniotwórczy polon, na cienką folię ze złota. Zauważył, że większość cząstek α, swobodnie przechodząc przez folię, uderza w ekran fosforyzujący, wywolując na nim rozbłyski, część cząstek odchyla się nieznacznie na boki, a bardzo nielicznie powracają do źródła emisji. Takie obserwacje dowodzily, że tylko nieliczne cząstki α ( te odchylone lub odbite) napotkają ładunek dodatni na foli ze złota

  • Model zakładał że wokół dodatnio naladowanego jądra i krążących wokół niego elektronów. Rozmiary jądra w porównaniu z rozmiarami atomu są bardzo małe, gdyż tylko nieliczne cząstki α odchlaja się lub odbijają

W

• Model Nielsa Henrika Borha-1913:

  • Wyjaśniał nieprawidłowosci modelu Rutherforda: ładunek poruszający się po orbicie z pewnym przyspieszeniem dośrodkowym emituje falę elektromagnetyczną, wytrancając swoja energię i w rezultacie coraz barziej zbliża się do jądra. Po czasie ok. 10^-6 s taki atom powinien przestać istnieć. W większości jednak atomy pierwiastków są bardzo trwałe

  • Zakłada, że w świecie atomów obowiazują inne prawa w fizyce klasycznej

  • Według tej teorii elektron krąży wokół jądra po torze zamkniętym, ściśle określonym, zwanym orbirtą stacjonrną . W tym stanie nie pobiera ani nie oddaje energii. Elektron może zmieniać orbite, gdy pobierze energię z zewnątrz (przeskakuje wówczas na orbite bliższą jądra). Energia może być pobierana lub oddawana w postaci porcji nazwanych kwantami. Elektron w atomie ma więc pewien stan kwantowy związany z własna energią. Stan podstawowy atomu to stan o najniższej możliwej watości energii elektronów w atomie, a każdy stan o wyższej nergii elektronów to stan wzbudzony atomu.

  • Model ten tłumaczył obserwacje doświadczalne tylko dla atomu wodoru – nie był wystarczający dla pierwiastków o bardziej złożonej budowie

• Mechanika kwantowa – współczesna teoria