Modele atomice

Modelul cozonacului cu stafine - W. Thomson ( 1902 ) - dezvoltat de J.J. Thomson ( 1903 ) Descriere: Atomul este o sfera cu raza de aproximativ 10-10 m, care contine sarcini pozitive si sarcini negative, uniform distribuite.

Nucleul E. Rutherford (1909) Asambleaza un experiment pentru a determina structura interna a atomilor, bazat pe bombardamentul unui strat subtire de aur, cu un tip de particule, denumite generic particule . Se stia ca aceste particule au sarcina electrica pozitiva ( + ), energie ( viteza ) mare si masa foarte mare in comparative cu electronul. Rezultate: 10 % din particule ricoseaza, sunt derivate la unghiuri mai mari de 90 grade 90 % sufera derivatii foarte mici, trec prin stratul de aur. Concluzii: Atomul are o structura lacunara. Exista un nucleu in care este concentrate aproximativ toata masa atomului cu sarcina electrica neta pozitiva.

Modelul Rutherford:

Modelul PlanetarDupa modelul sistemului solar, Rutherford considera ca atomul este format dintr-un nucleu central cu sarcina pozitiva ( + ), de dimensiuni foarte mica in comparative cu atomul, in jurul caruia se rotesc pe anumite orbite, e- .In miscarea lor pe orbite, forta coulombiana de atractii dintre nucleu si electroni este compensata de forta centrifuga

Deficiente: Conform electrodinamicii clasice, un e- in miscare pe o orbita inchisa trebuie sa emita energie.Pierderea de energie ar duce la micsorarea energiei sale cinetice si la micsorarea razei orbitei pana cand electronul ar ajunge in contact cu nucleul. Astfel, atomii nu ar fi sisteme stabile, fapt contrazis de observatiile experimentale.

Modelul lui Bohr

Premisele lui BohrObservatiile experimentale asupra luminii emise de atomi J. Balmer arata ca radiatia electromagnetic in domeniul vizibil si ultraviolet, emisa de atomul de H nu este continua. Postulatul lui M. Planck ( 1900 ) : la nivel atomic, energia se emite discontinu, avand numai anumite valori multiple ale unei valori elementare cuanta ( E= h ); apare astfel teoria cuantelor. A. Einstein ( 1905 ): emite idea ca lumica este formata din cuante localizate numite fotoni.

Modelul semicuantic al lui Bohr- Niels Bohr ( 1913 ) Acesta foloseste tot modelul planetar, dar adduce 2 postulate pentru a explica observatiile experimentale spectroscopice. 1. Atat timp cat atomul nu este perturbat prin interactiuni de diverse tipuri, acesta se gaseste intr-o stare stationara, in care nu emite si nu absoarbe energie. 2. Trecerea dintr-o stare stationara in alta se face cu absorbtie sau cu emisie de radiatie electromagnetic ( fotoni ) de frecventa = (E2 E1)

Deficiente: Nu poate explica structura fina a liniilor spectrale. Nu poate fi aplicat decat pentru atomul de H sau atomul ionilor hidrogenoizi. Pentru acestea, A. Sommerfiel ( 1916 ) propune orbite eliptice cu nucleul intr-unul dintre focare.

Modulul cuantic-ondulatoriu Premisele modelului- dualismul unda-corpuscul al fotonilor;4- Louis de Broglie ( 1924 ) emite ipoteza ca orice obiect sau particula in miscare are o unda asociata. Deci si e- in miscare in jurul nucleului are o unda asociata.

Ervin Schrodinger ( 1926 ) trateaza atomul ca un system de unde stationare. La rezolvarea ecuatiei lui Schrodinger apar anumite numere cuantice:nr. cuantic principal n=1, 2, 3 .nr. cuantic orbital l=0, 1, 2, ., n-1nr. cuantic magnetic orbital me=0, 1, 2, , l

Modelul vectorial al atomului Premisele modelului miscarii e- in jurul nucleului i se asociaza un moment kinetic orbital si un moment magnetic orbital calculate pentru prima data si de un fizician iesean Stefan Procopiu. experimental Stern-Gerlach care presupune separarea unor ioni de argint identici in camp magnetic neuniform, pune in evident o noua proprietate a e- spinul miscarea de rotatii in jurul proprii axe. acestui nou grad de libertate al electronului i se asociaza un moment kinetic de spin si un moment magnetic de spin. cuplaj miscarilor orbital si de spin a e- caracterizeaza energia electronului pe un anumit nivel.

Modelul in paturi Atomii cu mai multi e-. La rezolvarea ecuatiei Schrodinger apar nr. cuantice:nr. cuantic principal n=1, 2, 3nr. cuantic orbital l=0,1, 2, , n-1nr. cuantic magnetic de spin ms=1/2 In atomii multielectronici, e- cu diverse valori ale lui n se distribuie diferit fata de nucleu. Cei cu aceeasi valoare a lui n formeaza o patura. Pauli ( 1925 ) formuleaza principiul de excluziune intr-un atom in care nu pot exista 2 e- in stari identice. Notatii: n=1 patura k, l=0 nivelul s ;n=2 patura L, l=0 nivelul s, l=1 nivelul p ;n=3 patura M, l=0 nivelul s, l=1 nivelul p, l=3 nivelul d ;