Razvoj atomske teorije od Daltonovega atoma do kvantne mehanike

Atomska teorija izvira iz radovednosti grških filozofov v nekaj stoletjih pred našim štetjem, na primer Levkipa in Demokrita, ki so trdili, da je vsa snov sestavljena iz delcev, ki jih ni mogoče več deliti.

Ideja, ki jo je posredoval Demokrit, navaja, da če je material razdeljen na manjše dele, se še naprej deli, kar bo prišlo do zelo majhnega dela, ki ga ni mogoče več deliti ali ga ni mogoče uničiti, imenovanega atom (Od besede Atomos v grščini kar pomeni, da ni razdeljeno).

Torej, filozofske ideje o atomski teoriji so bile sprejete šele v začetku 18. stoletja, dokler ni končno John Dalton podal razlago atomske teorije, ki temelji na osnovnih kemijskih zakonih, zakonu ohranjanja mase, zakonu konstantnih proporcij in zakonu večkratnikov razmerja.

Daltonova atomska teorija

Razvoj atomske teorije je prvi sprožil John Dalton v letih 1803 do 1808. John Daton je to izjavil

1. Vsak element je sestavljen iz zelo majhnih delcev, imenovanih atomi
2. Vsi atomi istega elementa so enaki, atomi drugih elementov pa se razlikujejo od drugih elementov
3. Atomi so nedeljivi, niti jih ni mogoče ustvariti ali uničiti s kemičnimi reakcijami.
4. Spojine nastanejo iz kombinacije atomov različnih elementov s specifičnimi atomskimi razmerji

Daltonov atomski model je opisan kot model trdne krogle ali biljardne krogle, kot je prikazano spodaj.

J. J. Atomska teorija Thomson

JJ atomska teorija Thomson se je rodil leta 1897, ko je eksperimentiral s katodnimi žarki. V njegovih poskusih lahko katodne žarke odbije magnetno ali električno polje. Električno nabiti katodni žarki se lahko odklonijo proti pozitivno nabitim polovom, tako da so katodni žarki negativno nabiti.

No, ta negativno nabit delec se nanaša na odkritje elektronov in J.J. Thomson je trdil, da so atomi sestavljeni iz negativno nabitih elektronov.

JJ-ov atomski model Thomson je upodobljen kot krogla z elektroni, razpršenimi kot rozin kruh. Te rozine so elektroni, medtem ko je kruh pozitivno nabita kroglica.

Rutherfordova atomska teorija

Leta 1911 je Ernest Rutherford izvedel poskus, tako da je na tanko zlato ploščo ustrelil pozitivno nabit delček α.

Iz teh poskusov je ugotovil, da večina delcev prodre skozi zlato ploščo, nato pa nekateri med njimi doživijo deformacijo in odsev.

Ugotovimo lahko, da Rutherfordov model atoma sestavljajo atomi, ki so večinoma prazen prostor v obliki trdnega in pozitivno naelektrenega jedra, imenovanega atomsko jedro, in negativno nabitih elektronov, ki krožijo okoli atomskega jedra.

Bohrova atomska teorija

Leta 1913 je Niels Bohr predlagal idejo o atomskem modelu, ki bi razložil pojav razprševanja svetlobe iz elementov, kadar so izpostavljeni ognju ali visokim električnim napetostim.

Bohrov atomski model je posebej model vodikovega atoma, ki pojasnjuje pojav linijskega spektra vodikovega atoma. Bohr je izjavil, da se negativno nabiti elektroni gibljejo okoli pozitivno naelektrenega jedra na različnih razdaljah na enak način kot orbite planetov okoli Sonca.

No, Bohrov model atoma je znan tudi kot model sončnega sistema. V tem modelu je vsaka elektronska orbitalna pot na drugačni energijski ravni, kjer je daljša orbitalna pot od jedra, višja je energetska raven. Orbitalna pot teh elektronov se imenuje elektronska lupina. Ko elektron pade iz zunanje orbite v globljo orbito, je sevana svetloba odvisna od ravni energije obeh orbitalnih poti.

Teorija kvantne mehanike

Teorija kvantne mehanike se je začela z "ultravijolično katastrofo" proti koncu 19. stoletja. Pri visokih frekvencah bi bilo sevanje črnega telesa neizmerne in celo neskončne vrednosti. Maxu Plancku je uspelo najti preprosto formulo o sevanju črnega telesa, da bi rešil problem te ultravijolične katastrofe.

Čeprav je to odkritje osnova za rojstvo kvantne fizike v začetku 20. stoletja.

Hkrati je Albert Einstein leta 1905 na Planck poslal prispevek, ki vsebuje idejo o fotoelektričnem učinku. Einsteinove ideje so dokazale Planckovo preprosto formulo in dokazale, da se svetloba obnaša kot delci. Po tem je bil fizik iz ZDA Arthur Compton, ki je sodeloval pri dokazovanju, da ima svetloba dva vedenja, in sicer delce in valove.

Sčasoma je Louisu de Broglieju uspelo oblikovati linearni zagon vala. To je tisto, zaradi česar se val obnaša tudi kot delec.

Leta 1924 je Wolfgang Pauli predlagal prepoved. Prepoved, ki ne dovoljuje, da bi imeli dva ali več elektronov enaka štiri kvantna števila (naslovi elektronov v atomih).

Nekaj ​​mesecev kasneje je pozimi Erwinu Schrodingerju uspelo priti do neverjetne ideje o valovanju valovna enačba. Kakor koli, ideja Schrodingerjevega vala oživlja to klasično idejo, o kateri se je začelo dvomiti.

Takrat je Schrodinger našel le grobo idejo o valovni enačbi, ki jo je odkril. Tudi sam ni vedel, kaj je našel.

Skrivnost Schrodingerjeve enačbe je bila končno razrešena, ko je Max Born objavil svoje ideje o verjetnosti valov. Born je pojasnil, da je Schrodingerjevo valovno pravilo negotovo ali verjetnostno.

Schrodinger je občutil, da se njegove ideje jemljejo mimogrede, eksperimentalno analogijo, ki jo je imenoval "Schrodingerjeva mačka“.

Čeprav se med fiziki v tistem času ni bilo nesoglasij zaradi razhajanj v mnenjih, so bili končno združeni v Solvayevi konferenci, ki jo je pobudnik Ernest Solvay razpravljal o novih idejah, ki bi nadomestile klasične ideje, o katerih se je začelo dvomiti, s tako imenovano znanostjo. Kvantna mehanika ali kvantna fizika.

Tako razvoj atomske teorije od Daltonove atomske teorije do teorije kvantne mehanike. Lahko koristno!