Строение атома

Автор первой модели строения атома английский физик Джозеф Томсон, удостоенный за открытие электрона Нобелевской премии. Модель сыграла весомую роль и основой для последующий экспериментов Резерфорда, но оказалась неверной. «Пудинг с изюмом» так называли модель строения атома Томпсона физики.

Томпсон утверждал, что атом — шар размером см. Внутри шара распределен положительный и отрицательный заряд, подобно изюму в пудинге.

Модель атома Томсона

Модель атома Томсона

Атом электронейтрален, поскольку положительно заряженные частицы уравниваются отрицательно заряженными электронами.

В ходе экспериментов было установлено: электроны колеблются около своих положений равновесия, что объясняет излучения атомов. Данное утверждение не укладывалось в модель Томсона.

Как на самом деле расположены положительные и отрицательные частицы в атоме, оставалось вопросом до опытов Резерфорда, ученика Томсона. Идея Томсона заключалась в бомбардировании атома высокоэнергичными частицами и посмотреть как они будут отклонятся. Также Резерфордом было установлено что поток -частиц при радиоактивном распаде — «альфа-лучи» можно получить при радиоактивном распаде некоторых элементов.

Энергия -частиц очень велика — достаточно сказать, что скорость их вылета из радиоактивного образца составляет примерно  скорости света. Пучок -частиц направлялся на тончайшую золотую фольгу.

Подавляющая доля -частиц отклонялась несущественно. Но совсем небольшая их часть (примерно одна частица из нескольких тысяч) отклонялась на угол, больший 

Рассеяние -частиц на атомах

Планетарная модель атома

На смену модели Томсона пришла планетарная модель атома 

Планетарная модель атома

Положительно заряженное ядро располагается в центре атома, вокруг которого движутся электроны. Также электроны совершают движения вокруг своей оси. Два движения напоминают движение планет вокруг солнца и вокруг своей оси. Кулоновские силы не позволяют упасть электронам на ядро.

Суммарный заряд ядра равен модулю суммы зарядов электронов, так как в целом атом электронейтрален.

Правила построения планетарной модели атома:

1. число энергетических уровней=номеру периода;
2. число протонов=числу электронов=порядковому номеру;
3. число нейтронов= относительная масса элемента предварительно округленная — порядковый номер;
4. число электронов на внешнем уровне=номеру группы;
5. максимальное число электронов на уровне =

В ходе физических и химических воздействий электроны внешнего уровня атома могут покинуть атом, в следствие чего атом превращается в заряженную частицу — ион.

Вся масса сосредоточена в ядра, так как масса электрона очень мала.

Внутриатомные процессы модель Резерфорда объяснить не могла.

Следующая теория строения атома — теория Нильса Бора. Нильс Бор не отрицал модель Резерфорда. Его теория строения базируется на двух постулатах:

1. электрон вращается вокруг своей оси по определенной траектории;

2. при переходе с одной орбиты на другую электрон поглощает или выделяет квант (порцию) энергии.

Правило Клечковского или принцип наименьшей энергии

Правило Клечковского — эмпирическое правило, описывающее энергетическое распределение орбиталей в многоэлектронных атомах.

1s < 2s < 2p < 3s < 3p < 4s < 3d < 4p < 5s ≈ 4d < 5p < 6s < 4f ≈ 5d < 6p < 7s < 5f ≈ 6d < 7p.