ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Развитие теории строения атома из "Строение атома и химическая связь" Закон кратных отношений Дальтона был первым доказательством того, что мельчайшие частицы веш,ества действительно существуют. Эти мельчайшие частицы еш,е в Древней Греции были названы атомами, т. е. неделимыми. Однако во второй половине XIX века ряд открытий со всей очевидностью показал сложность структуры неделимого атома. [c.3] Катодные и каналовые лучи. В 60—70-х годах XIX века при изучении прохождения электрического тока через разреженные газы в стеклянных трубках было замечено свечение в области,, прилегающей к отрицательно заряженному электроду, т. е. к катоду. Если в аноде сделать отверстие, то при прохождении тока на стенке трубки за анодом появляется светящееся пятно. На основании этого был сделан вывод, что и свечение около катода и свечение трубки за анодом связано с одним и тем же излучением, которое названо катодными лучами. [c.3] В электрическом поле катодные лучи отклоняются к положительному электроду. По величине отклонения было установлено, что катодные лучи представляют собой отрицательно заряженные частицы с очень малой массой. Масса частиц катодных лучей не зависит от природы газа, заполняющего трубку. Эти отрицательно заряженные частицы Дж. Дж. Томсон в 1897 г. предложил назвать электронами. [c.3] В процессе изучения электрического разряда в стеклянных трубках, кроме катодных лучей, были открыты каналовые лучи, которые обнаруживались в виде светящихся пучков, исходящих из отверстий (каналов) в катоде. В электрическом поле каналовые лучи отклоняются к отрицательному электроду, т. е. несут в себе положительный заряд. Величина отклонения каналовых лучей значительно меньше, чем катодных. Следовательно, масса частиц каналовых лучей значительно больше массы частиц катодных лучей и, кроме того, она зависит от природы газа. [c.3] Было установлено, что каналовые лучи состоят из положительных ионов атомов и молекул газа. [c.4] Таким образом, атомы различных веществ могут быть разделены на прложительно и отрицательно заряженные составные частицы, причем всю массу атомов составляют в основном частицы с положительным зарядом. [c.4] Радиоактивность. В 1896 г. французский ученый Беккерель открыл явление радиоактивности. Самопроизвольное испускание веществом трех видов излучения (потока электронов, потока положительно заряженных частиц и жесткого электромагнитного излучения) явилось доказательством сложности структуры атомов. Исследование этого явления позволило английскому физику Резерфорду сделать смелое заключение, что радиоактивность— это самопроизвольный распад атомов (1903 г.). Позднее английский ученый Содди доказал, что радиоактивное излучение сопровождает самопроизвольное превращение атомов одного химического элемента в атомы другого. [c.4] В 1904 г. английский физик Дж. Дж. Томсон предложил модель атома. Атом, по мнению Томсона, представляет собой положительно заряженный шар, в который вкраплены небольшие, по сравнению с размером шара, электроны. Несмотря на свое несовершенство, томсоновская модель позволяла объяснить возможность испускания, поглощения и рассеяния света атомами определить общее количество электронов в веществе, а, следовательно, и в одном атоме. Эта модель дала возможность установить количество электронов для легких элементов оно оказалось численно равным половине атомного веса. Сопоставляя строение атомов с положением элементов в таблице Менделеева, Томсон предположил, что электроны в атомах располагаются концентрическими слоями, а химические свойства элементов определяются внешним слоем электронов. [c.4] Было установлено, что большая часть а-частиц проходила через фольгу, не изменяя направления своего движения, т. е. не встречая на своем пути препятствия. Небольшая доля а-частиц отклонялась от прямолинейного пути на различные углы. Но самым интересным было то, что приблизительно одна из 10 000 а-частиц отскакивала от металлической фольги обратно почти на 180°. Резерфорд объяснил это явление тем, что в атомах большая часть объема пустая , а отлетающие обратно а-частицы встречают на своем пути сгусток положительно заряженной массы. Этот сгусток был назван ядром атома. Диаметр ядра атома, по расчетам Резерфорда, имел порядок см (размер атомов10 см ). [c.5] В 1911 г. Резерфорд предложил планетарную модель атома . Согласно Резерфорду, атом состоит из ядра, занимающего очень малую часть объема атома, в котором сосредоточена почти вся его масса. [c.5] Здесь . — длина волны рентгеновского излучения 2 —порядковый номер элемента а я Ь — постоянные. [c.5] Таким образом, Мозли экспериментально установил, что по- рядковый номер элемента равен положительному заряду ядра атома. До работ Мозли не было ясно, почему Со и М , Те и Л 1 располагаются в периодической системе не по общему правилу. [c.6] Со имеет атомную массу 58,9, а N1 — 58,7 у Те атомная мае- са 127,6, а у Л —126,9. Однако их расположение соответствует заряду ядер атомов 27 и 28, 52 и 53. [c.6] После работ Мозли периодический закон Д. И. Менделеева лолучил несколько иную формулировку Свойства простых веществ, а также свойства и формы соединений элементов находятся в периодической зависимости от заряда ядра атомов элементов . [c.6] Простейшим ядром является ядро атома водорода. Его заряд равен по величине и противоположен по знаку заряду электрона, а масса — наименьшая из всех атомов. Ядро атома водорода было признано элементарной частицей, и в 1920 г. Резерфорд назвал ядро атома водорода протоном, что значит первый. Масса протона равна 1,00758 углеродных единиц (УЕ). Однако массы. всех атомов, кроме водорода, численно превышают заряды ядер атомов в 2—2,5 раза. Уже Резерфорд предполагал, что в ядрах атомов, кроме протонов, должны содержаться некие нейтральные частицы, обладающие определенной массой. Эти частицы были открыты в 1932 г. Боте и Беккером. Природу этих частиц устано вил ученик Резерфорда — Чедвик, назвавший их нейтронами. Нейтрон — это незаряженная частица с массой 1,00897 УЕ, почти равной массе протона. [c.6] Б 1932 г. Иваненко и Гейзенберг независимо друг от друга разработали протонно-нейтронную теорию строения ядра, которая утверждала, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов. Рассмотрим строение атома какого-нибудь элемента, например, натрия, с позиций протонно-нейтронной теории. Порядковый номер натрия в периодической системе 11, атомная масса 23. [c.6] Если металл нагреть до температуры испарения, то пары металла начнут светиться, причем пары каждого металла имеют свой цвет. Разложенное призмой излучение паров металла образует спектр (рис. 2), состоящий из отдельных светящихся линий. Такой спектр называется линейчатым. Каждая линия спектра характеризуется определенной длиной волны, или определенной частотой электромагнитного излучения. [c.7] Здесь с — скорость света (3-10 см сек) Л — постоянная Планка (6,63-10 2 эрг-сек). [c.8] Таким образом, каждая линия линейчатого спектра создается фотонами с одинаковой энергией. Отсюда следует, что атомы излучают энергию в виде фотонов, или квантов энергии, которые для каждого вида атомов имеют вполне определенные величины. [c.8] Вернуться к основной статье