HISTORIE ATOMU

Mgr. ROBERT PECKO

TENTO DOKUMENT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Historie atomu(modely)

Mgr. Robert Pecko

Období bez modelu

pojetí hmoty spíše vychází z filozofických úvah než experimentů a pozorování

hmota je složena z částí, které už nelze dělit

co kultura, škola či časové období to jiný model

mnohá řešení přinášejí objevy v chemii

starověká Indie

6. stol. př. n. l.

starověká Indie

první zmínky v indické filozofii (džinismus)

různé školy formují komplikované teorie, jak atomy seskupit do složitějších částí

antické Řecko - atomismus

5. století př. n. l. - Leukippos a jeho žák Démokritos

existuje bytí a nebytí

bytí představuje hmotu skládající se z množství částí, které nelze dále dělit

části existují v prázdnu, nezanikají a nepodléhají žádným vlivům

tyto části byly označeny jako átomos (ἄτομος) – nedělitelné, nesmírně malé

indické i řecké představy vychází z filozofické roviny, je používán termín vytvořený Démokritem

Leukippos z Milétu

500 - 440 př. n. l.

zakladatel atomismu

Démokritův učitel

Démokritos

460 - 370 př. n. l.

považoval atomy za neviditelné, nedělitelné, nezničitelné a neměnné, ze kterých se skládá vše, i bohové

atomy se pohybují a střetávají

Daltonova teorie

John Dalton (1766 – 1844)

prvky se skládají z malých částeček nazývané atomy

každý prvek je jedinečný svým typem atomu

atomy nelze měnit ani ničit, lze je jen skládat → sloučeniny

John Dalton

6.9. 1766 – 27.7. 1844

zabýval se meteorologií

zkoumal vlastnosti kapalin a plynů

1794 – vysvětlil barvoslepost

1801 – atomová teorie

Thomsonův model atomu

J. J. Thomson

v roce 1897 vyvrátil Daltonovu teorii při studiu katodového záření objevil

elektron je vytvořen tzv. pudinkový model

atomu

Sir Joseph John Thomson

18.12. 1856 – 30.8. 1940

1897 – objev elektronu

1906 – Nobelova cena za fyziku

Thomsonův model atomu

atom si představujeme jako kladně nabitou kouli uvnitř se nacházejí záporně nabité elektrony celkový elektrický náboj je nulový někdy je přirovnáván k pudinku (pudinkový

model) kladně nabitá hmota – pudink elektrony - hrozinky

Rutherfordův model

E. Rutherford (1871 - 1937)

velká část hmoty, která je nabita kladně, je umístěna uprostřed atomu

vzniká Planetární model atomu kolem kladně nabitého jádra

obíhají záporně nabité elektrony jádro obsahuje jedinou částici,

která je přítomna i v jiných atomech → objev protonu

Lord Ernest Rutherford

30.8. 1871 – 19.10. 1937

považován za zakladatele jaderné fyziky

rozdělil záření na α, β, γ

1908 – Nobelova cena za chemii

1919 – první transmutace

7N14 +

2He4 →

8O17 +

1p1

předpověděl existenci neutronů

Vznik kvantové teorie

řeší nedostatky Rutherfordova modelu

pokud by elektron obíhal po kruhové nebo eliptické dráze, musel by vysílat elektromagnetické záření, což by mělo za následek ztrátu energie a eletron by se zřítil do jádra atomu

Vznik kvantové teorie

N. Bohr (1885 - 1962)

vychází z planetárního modelu a pokouší se odstranit jeho nedostatky

využívá poznatků kvantové teorie – řeší stabilitu drah elektronů

elektrony se mohou pohybovat jen po určitých drahách

pokud elektron setrvává na své dráze, energii neztrácí

přechodem elektronu mezi drahami dochází k vyzáření energie (fotonu)

Niels Henrick David Bohr

7.10. 1885 – 18.11. 1962

1913 – první kvantový model atomu

1922 – Nobelova cena za fyziku

1927 – podílí se na vzniku kvantové mechaniky

1939 – podílí se na objevu procesu štěpení uranu v praxi

Vznik kvantové teorie

n=1

n=2

n=3

E=h⋅

Sommerfeldův model

elektrony se pohybují nejen po kruhových, ale také po eliptických drahách

elektron se pohybuje po elipse, která se otáčí

elektron se při svém pohybu také otáčí

neumí vysvětlit všechny vlastnosti atomu, ale poskytuje představu o jeho stavbě

Vznik kvantové teorie

Bohrův model atomu byl použitelný jen na atom vodíku, spektra složitějších atomů jsou jím neřešitelná → vznik kvantového modelu atomu

stav částice není popsán její polohou a hybností, ale vlnovou funkcí, která udává stav částice v jakémkoli čase

Klasická x kvantová mechanika

stavu částice odpovídá učitá hodnota pravděpodobnosti

částice může být najednou ve více stavech

některé veličiny mohou nabývat jen určitých stavů (kvanta), např. energie

měření na částici vede ke změně stavu objektu

částice mohou prostupovat zakázanými oblastmi (přes překážku, na kterou nemají energii) – tunelový jev

Klasická x kvantová mechanika

objekt se může chovat jako vlna i jako částice – částicový dualismus (fotoelektrický jev)

některé veličiny nejsou současně měřitelné (nejznámější je poloha a hybnost)

dvě stejné částice nelze rozlišit (označit) – princip nerozlišitelnosti

určením stavu jedné částice je ovlivněn stav druhé částice – kvantová provázanost

Model v měřítku

Kdyby jádro atomu bylo velké jako zrnko máku a položili jste ho doprostřed fotbalového hřiště, elektrony by ho sledovaly z tribun.

Objevy elementárních částic

1897 – objev elektronu (J. J. Thomson)

1918 – objev protonu (E. Rutherford)

1932 – objev neutronu (J. Chadwick)

James Chadwick

20.10. 1891 – 24.7. 1974

1932 – objen neutronu

1935 – Nobelova cena za fyziku

účastnil se projektu Manhattan (1. atomová bomba)

1945 – pasován na rytíře

Zdroje

http://reich-chemistry.wikispaces.com/Fall.2010.MMA.Neil.atomictimeline

http://wikipedia.org/

časopis pro studenty 3pól - Září 2009

http://news.bbc.co.uk/2/hi/science/nature/3178890.stm

http://library.thinkquest.org/28383/nowe_teksty/htmla/1_11a.html

http://e-ducation.net/naturalscience.htm

http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/1210367

http://www.mlahanas.de/Greeks/Atoms.htm