Развитие теории строения атома


Антуан Анри Беккерель (1852-1908)

Склодовская-Кюри Мария (1867-1934) Пьер Кюри (1859-1906)

Резерфорд Эрнест (1871-1937)

Нильс Хенрик Давид Бор (1885-1962)

Зоммерфельд Арнольд Иоганнес Вильгельм (1868-1951)

Альберт Эйнштейн (1879-1955)

Луи Виктор Пьер Раймон, 7-й герцог Брольи (Луи де Бройль) (1892-1987)

Эрвин Рудольф Йозеф Александр Шрёдингер (1887-1961)

Вернер Карл Гейзенберг (1901-1976)

Атом (от др.-греч. ατομος — неделимый). Достижения экспериментальной физики к концу XIX в. доказали неправомерность представлений о неделимости атома. Французский физик Беккерель в 1896 г. обнаружил самопроизвольное испускание урановыми рудами ранее неизвестного вида излучения, проникающего через вещества. Позднее в 1898 г. то же явление было обнаружено и основательно изучено французскими учеными П. Кюри и М. Склодовсткой-Кюри, которые объяснили наблюдаемое излучение естественной радиоактивностью. Они открыли в урановых рудах два новых и более мощных источника излучения, чем сам уран. Ими оказались радиоактивные элементы полоний и радий. Было найдено, что радий претерпевает многоступенчатый спонтанный распад, который заканчивается образованием стабильного свинца. Поскольку атомы свинца качественно отличаются от атомов радия, такое превращение элементов можно объяснить только тем, что атомы обоих элементов построены из одинаковых, более мелких, чем сами атомы, частиц. Это послужило основанием для глубокого теоретического и экспериментального изучения строения атома. Первым основополагающим достижением в области изучения внутреннего строения вещества было создание модели атома английским физиком Резерфордом в 1911 г. По Резерфорду, атом состоит из ядра, окруженного электронной оболочкой. Датский физик теоретик Бор использовал представления Резерфорда и созданную немецким физиком Планком (1900 г.) квантовую теорию для разработки в 1913 г. теории водородоподобного атома и первой квантовой модели атома — модель атома Бора. Приняв, что электроны — это частицы, он описал атом как ядро, вокруг которого на разных расстояниях движутся по круговым орбитам электроны. В 1916 г. модель атома Бора была усовершенствована немецким физиком Зоммерфельдом, который объединил квантовую теорию Планка и теорию относительности Эйнштейна (1905 г.), создав квантовую теорию атомных орбит, которые по Зоммерфельду, могут быть не только круговыми но и эллиптическими.

Следующий этап в становлении квантовой теории строения атома начался с теоретического обоснования французским ученым де Бройлем двойственной природы материальных частиц, в частности электрона. Распространив идею Эйнштейна о двойственной природе света на вещество, де Бройль постулировал (1924 г.), что поток электронов, наряду с корпускулярным характером обладает и волновыми свойствами. Исходя из учения о корпускулярно-волновой природе частиц вещества, австрийский физик Шрёдингер и ряд других ученых разработали теорию движения микрочастиц — волновую механику, которая привела к созданию квантово-механической модели атома

Волновая механика Шрёдингера и матричная механика, созданная в то время немецким физиком Гейзенбергом (Хайзенбергом), явились двумя равноценными формами представления квантовой механики. Однако ни одна из созданных моделей полностью не воспроизводит реальную действительность, хотя и является полезной для решения определенных научных задач. Модель атома Бора более десяти лет служила инструментом для трактовки химической связи. Тем не менее представление о том, что электроны движутся по определенным орбитам вокруг ядра, недостаточно точно соответствует реальному их поведению в атоме. Такое представление о способе существования электронов в атоме следует признать упрощенным, заимствованным из теории механики движения твердых макротел, поэтому оно непригодно для объяснения возникновения химической связи между атомати. Современная квантово-механическая,орбитальная модель атома не только абстрактно-математически описывает движение электронов в атоме, но и обеспечивает достаточно наглядное представление о строении электронной оболочки атома.


Комментарии запрещены.