ATOMOVÉ TEORIEATOMOVÉ TEORIEVÝVOJ PŘEDSTAV O STAVBĚ ATOMUVÝVOJ PŘEDSTAV O STAVBĚ ATOMU

ŘECKOŘECKO

450 př.n.l. – řečtí filozofové Leukippos a 450 př.n.l. – řečtí filozofové Leukippos a Démokritos Démokritos první celkem správná první celkem správná představa o struktuře hmotypředstava o struktuře hmoty

látka – z malých částic, dále nedělitelnýchlátka – z malých částic, dále nedělitelných

ATOM = nedělitelnýATOM = nedělitelný

DEMOKRITOS

LEUKIPPOS

DALTONOVA ATOMOVÁ HYPOTÉZADALTONOVA ATOMOVÁ HYPOTÉZA

1803 základy atomové teorie – postuláty1803 základy atomové teorie – postuláty prvky se skládají z velmi malých dále nedělitelných částic – atomůprvky se skládají z velmi malých dále nedělitelných částic – atomů atomy téhož prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší atomy téhož prvku jsou stejné, atomy různých prvků se liší

hmotností, velikostí a dalšími vlastnostmihmotností, velikostí a dalšími vlastnostmi v průběhu chemických dějů se atomy spojují, oddělují nebo v průběhu chemických dějů se atomy spojují, oddělují nebo

přeskupují, přičemž ale nemohou vznikat nebo zanikat,přeskupují, přičemž ale nemohou vznikat nebo zanikat, slučováním dvou či více prvků vznikají chemické sloučeniny, slučováním dvou či více prvků vznikají chemické sloučeniny,

slučování probíhá jako spojování celistvých počtů atomů těchto slučování probíhá jako spojování celistvých počtů atomů těchto prvkůprvků

Avogadro později doplnil o pojem MOLEKULAAvogadro později doplnil o pojem MOLEKULA

nedělitelnost atomů – pouze chemicky nedělitelnost atomů – pouze chemicky

JOHN DALTON AMEDEO AVOGADRO

THOMSONŮV PUDINKOVÝ MODELTHOMSONŮV PUDINKOVÝ MODEL

Joseph J.Thomson – objev eJoseph J.Thomson – objev e- - (zkoumal katodové záření)(zkoumal katodové záření) fyzika fyzika částicčástic

lehká částice se záporným elektrickým nábojem lehká částice se záporným elektrickým nábojem první model atomu (1903)první model atomu (1903)

Thomsonovy představy o struktuře (1897)Thomsonovy představy o struktuře (1897) hlavní část hmotnosti atomu představuje látka s kladným elektrickým nábojemhlavní část hmotnosti atomu představuje látka s kladným elektrickým nábojem hmotnost a kladný elektrický náboj jsou spojitě rozloženy v celém objemu atomuhmotnost a kladný elektrický náboj jsou spojitě rozloženy v celém objemu atomu velmi lehké elektrony  jsou umístěny uvnitř kladně nabité látky v rovnovážných velmi lehké elektrony  jsou umístěny uvnitř kladně nabité látky v rovnovážných

poloháchpolohách

nedostatkynedostatky počet elektronů není přesně určenpočet elektronů není přesně určen nevysvětluje původ kladného nábojenevysvětluje původ kladného náboje nevysvětluje soudržnost kladného náboje i přes Coulombovy elektrické sílynevysvětluje soudržnost kladného náboje i přes Coulombovy elektrické síly frekvence elektromagnetického záření vypočtené dle modelu nesouhlasí frekvence elektromagnetického záření vypočtené dle modelu nesouhlasí

s experimentys experimenty

popisoval atom jako kladnou hmotu, do které jsou „posazeny“ elektrony jako ovoce v oblíbené anglické pochoutce

tento model byl záhy překonán

RUTHERFORDŮV PLANETÁRNÍ MODELRUTHERFORDŮV PLANETÁRNÍ MODEL

Rutherford – objevitel atomového jádraRutherford – objevitel atomového jádrazkoumání rozptylu zkoumání rozptylu -částic na velmi tenké zlaté fólii-částic na velmi tenké zlaté fólii

většina částic prošla beze změny, dochází ale i k většina částic prošla beze změny, dochází ale i k rozptylurozptylu částic od původního směru. Rozptýlené částic od původního směru. Rozptýlené částice se pohybují po částice se pohybují po hyperbole, odklon trajektoriehyperbole, odklon trajektorie (úhel mezi asymptotami) závisí na náboji, (úhel mezi asymptotami) závisí na náboji, hmotnosti a rychlosti částice hmotnosti a rychlosti částice a na náboji a vzdálenosti od kladné částice způsobující rozptyl. a na náboji a vzdálenosti od kladné částice způsobující rozptyl.

závěryzávěry atomy jsou tvořeny atomy jsou tvořeny jádremjádrem (r = 10 (r = 10-14-14 m), v němž je soustředěn veškerý kladný m), v němž je soustředěn veškerý kladný

náboj a téměř celá hmotnost atomu; kolem jádra obíhají elektrony tvořící náboj a téměř celá hmotnost atomu; kolem jádra obíhají elektrony tvořící elektronový obalelektronový obal

el. se pohybují po el. se pohybují po kruhovýchkruhových drahách (orbitách) drahách (orbitách)

nedostatkynedostatky z modelu vyplývá spojité spektrum, zatímco v experimentu pozorujeme čárové z modelu vyplývá spojité spektrum, zatímco v experimentu pozorujeme čárové

spektrum atomůspektrum atomů el. v atomu by ztrácel energii a  pohyboval by se po spirále směrem k jádru, s nímž el. v atomu by ztrácel energii a  pohyboval by se po spirále směrem k jádru, s nímž

by se nakonec spojil by se nakonec spojil atom by tedy zanikl (krátká životnost) atom by tedy zanikl (krátká životnost)Maxwellova teorie elektrodynamiky – pokud se nabitá částice, tedy i elektron, pohybuje v Maxwellova teorie elektrodynamiky – pokud se nabitá částice, tedy i elektron, pohybuje v elektrickém poli, musí nutně vyzařovat elektrickém poli, musí nutně vyzařovat energii ve formě elektromagnetického zářeníenergii ve formě elektromagnetického záření

BOHRŮV MODEL ATOMUBOHRŮV MODEL ATOMU

vychází z planetárního modelu – postuláty vychází z planetárního modelu – postuláty el. se pohybují jen po kruhových drahách, pro které je splněna el. se pohybují jen po kruhových drahách, pro které je splněna kvantovací podmínkakvantovací podmínka: :

kde mkde mee je hmotnost el.,  je hmotnost el., r r poloměr kruhové dráhy a  v je rychlost elektronu; veličina poloměr kruhové dráhy a  v je rychlost elektronu; veličina nn se se

označuje jako kvantové číslo a h je Planckova konstantaoznačuje jako kvantové číslo a h je Planckova konstanta el. při pohybu po drahách splňujících kvantovací podmínku nevyzařují energiiel. při pohybu po drahách splňujících kvantovací podmínku nevyzařují energii E může být vyzářena, resp. přijata, pouze při přechodu elektronu z jedné dráhy na E může být vyzářena, resp. přijata, pouze při přechodu elektronu z jedné dráhy na

druhoudruhou

• E el. blízko jádra je záporná, pouze v nekonečnu je rovna nuleE el. blízko jádra je záporná, pouze v nekonečnu je rovna nule

• Bohr nevysvětluje štěpení spektrálních čarBohr nevysvětluje štěpení spektrálních čar

• model později upraven Sommerfeldem – kruhové dráhy nahrazeny model později upraven Sommerfeldem – kruhové dráhy nahrazeny eliptickýmieliptickými

KVANTOVĚ MECHANICKÝ MODELKVANTOVĚ MECHANICKÝ MODEL

vyřešil nedostatky Bohrova modeluvyřešil nedostatky Bohrova modelu

korpuskulárně vlnový dualismuskorpuskulárně vlnový dualismus – el. se chová jako – el. se chová jako částice a zároveň jako vlnačástice a zároveň jako vlna

záleží na pokusu, kterým se zjišťuje chování částice záleží na pokusu, kterým se zjišťuje chování částice fotonyfotony se chovají jako částice s se chovají jako částice s nulovou klidovou hmotností – jsou kvanta světelné energie; nulovou klidovou hmotností – jsou kvanta světelné energie; elektronyelektrony vykazují vlnové vykazují vlnové vlastnosti – např. elektronové mikroskopy vlastnosti – např. elektronové mikroskopy

není možné určit přesný popis dráhy elektronu v atomu, proto se není možné určit přesný popis dráhy elektronu v atomu, proto se musíme omezit na musíme omezit na pravděpodobnostní popis dráhypravděpodobnostní popis dráhymodel je převážně matematický, názornost je značně omezena; stav částice, popř. systému model je převážně matematický, názornost je značně omezena; stav částice, popř. systému částic je vyjádřena pomocí veličiny částic je vyjádřena pomocí veličiny vlnové funkce vlnové funkce a je možné je vypočítat pro zvláštní stavy a je možné je vypočítat pro zvláštní stavy podle podle Schrödingerovy rovniceSchrödingerovy rovnice. .

oblast s nejvyšší P výskytu el. – oblast s nejvyšší P výskytu el. – orbitalorbital

orbital a vlastnosti vlnové funkce charakterizují orbital a vlastnosti vlnové funkce charakterizují kvantová číslakvantová čísla::

Atom vodíku

ORBITALY