190. Будова атома. Досліди Резерфорда.

А́том — найменша частинка хімічного елемента, яка зберігає всі його хімічні властивості. Атом складається з щільного ядра з позитивно заряджених протонів та електрично нейтральних нейтронів, яке оточене набагато більшою хмарою негативно заряджених електронів. Коли число протонів відповідає числу електронів, атом електрично нейтральний; в іншому випадку це є іон, з певним зарядом. Атоми класифікують відповідно до числа протонів та нейтронів: число протонів визначає хімічний елемент, а число нейтронів визначає нуклід елементу.

За цією моделлю:

• Атоми складаються із елементарних частинок (протонів, електронів, та нейтронів). Маса атома в основному зосереджена в ядрі, тому більша частина об'єму відносно порожня. Ядро оточене електронами. Атоми одного елемента з різною кількістю нейтронів називаються ізотопами.

• У центрі атома знаходиться крихітне, позитивно заряджене ядро, що складається з протонів та нейтронів.

• Ядро оточене електронною хмарою, яка займає більшу частину його об'єму.

  • Кожна орбіталь може містити до двох електронів, що характеризуються трьома квантовими числами: основним, орбітальним і магнітним.За пропозицією і під керівництвом Резерфорда його учні провели дослідження розсіяння α-частинок за допомогою листів тонкої металевої фольги. В їх дослідах паралельний пучок α-частинок спрямовувався у вакуумі на тонку металеву фольгу і розсіювався нею. Було виявлено, що переважна більшість α-частинок розсіювались на кути 1-30. Проте спостерігались окремі α-частинки , які зазнавали відхилень на значні кути, близько 1500. На основі цього Резерфорд зробив висновок, що кожне таке велике відхилення є наслідком одиничного акту взаємодії якогось практично точкового силового центра з α-частинкою, яка досить близько пролітає біля цього центру. Таким силовим центром він вважав позитивно заряджене ядро атома На основі експериментальних даних Резерфорд і Чедвік встановили, що позитивний заряд атома дорівнює добутку порядкового номера елемента Z в таблиці Менделеєва на електричний заряд електрона е.Після відкриття ядра була запропонована модель будови атома, за якою атом складається з позитивно зарядженого ядра. Навколо ядра нейтрального атома по замкнутих орбітах рухається Z електронів. Така модель будови атома називається ядерною(планетарною).

191. Постулати Бора.

Постулати Бора — сформульовані данським фізиком Нільсом Бором основні положення будови атома, що враховують квантований характер енергії, випромінюваної електронами.

1. Атомна система може перебувати тільки в особливих стаціонарних, або квантових станах, кожному з яких відповідає певна енергія E_n. У стаціонарному стані атом енергію не випромінює.

2. Перехід атома з одного стаціонарного стану в інший супроводжується випромінюванням чи поглинанням фотонів, енергію яких hν визначають за формулою:

hν_kn = E_k − E_n,

де k і n - цілі числа (номери стаціонарних станів), якщо E_k > E_n фотон з частотою ν_kn випромінюється, якщо E_k < E_n - поглинається.

3. Радіуси r_n стаціонарних станів задовольняють умову:

Поглинаючи світло, атом переходить із стаціонарного стану з меншою енергією в стаціонарний стан з більшою енергією. Усі стаціонарні стани, крім одного, є умовно стаціонарними. Нескінченно довго кожен атом може знаходитись лише в стаціонарному стані з мінімальним запасом енергії. Цей стан атома називається основним, всі інші - збудженими.

Виходячи з постулатів Бора, можна пояснити процес поглинання і випромінювання енергії атомами. Якщо атом поглинає енергію, то при цьому він переходить у збуджений стан. Його електрон може підніматися на вищу орбіту. Якщо існують вакансії для електрона ближче до ядра, то з часом електрон займає їх, переходячи на більш низький енергетичний рівень. Енергія, яка при цьому вивільняється, випромінюється атомом у вигляді кванта світла.