Vypracovala: Božena Horváthová      

 

 


Už grécky filozofi  (Leukippos z Milétu, Démokritos z Abdér) dospeli k názoru, že všetky telesá sa skladajú z menších častí. Za základ všetkých objektov považovali neviditeľné čiastočky atómy.

Atóm je základná stavebná častica látky, ktorá je chemicky nedeliteľná. Atóm sa skladá z atómového jadra a atómového obalu. V elektricky neutrálnom atóme je v elektrónovom obale toľko elektrónov, koľko je v jadre protónov. V roku 1803 anglický chemik J. Dalton sformuloval atómovú hypotézu, ktorá bola neskôr potvrdená: - prvky sa skladajú z veľmi malých ďalej chemicky nedeliteľných čiastočiek. Všetky atómy daného prvku sú rovnaké.

 

- Pri chemických reakciách atómy nevznikajú ani nezanikajú. Dochádza k ich preskupovaniu.

- Spojením atómov vznikajú molekuly

 

Prvou experimentálne objavenou časticou, ktorá je súčasťou atómu bol elektrón. Postupne sa pokusmi preukázalo, že katódové lúče sú hmotné elektricky záporne nabité častice, ktoré v roku 1900 J. Stoney nazval elektróny.

 

J. J. Thomson predpokladal, že atóm ja kladne nabitá guľa, v ktorej sú rovnomerne rozptýlené elektróny. Atómy sú navonok neutrálne. Thomsonov model sa niekedy nazýva aj pudingový model.

Veľkosť elektrického náboja elektrónu zistil experimentálne R. A. Millikan v roku 1911. Elementárny náboj  označujeme e a má hodnotu e = 1,602177.10-19 C.

 

E. Rutherford v roku 1911 ostreľoval veľmi tenkú zlatú fóliu časticami  . Ak by platil pudingový model, mali by sa častice  prechodom cez fóliu vychyľovať len málo. Pri pokusoch dochádzalo aj k veľkým výchylkám. Z toho bolo usúdené, že všetok kladný náboj atómu je sústredený v jeho jadre, ktoré je oveľa menšie ako celý atóm.

Pretože elektrón je 1837- krát ľahší ako protón, je elektrónový obal omnoho ľahší ako celý atóm, väčšina hmoty atómu je sústredená v atómovom jadre.

 

 

Rutherfordov model atómu, nazývaný aj planetárny model, mal aj nedostatky.

Napríklad nevysvetľoval presnú zákonitosť spektrálnych čiar emisného spektra vodíka popísanú Balmerovým – Rydbergovým vzťahom.

Tento problém sa snažil vyriešiť dánsky fyzik Niels Bohr. V roku 1913 formuloval dva postuláty:

- elektrón sa môže bez vyžarovania energie pohybovať okolo jadra, len po určitých dráhach – orbitách. Spočiatku predpokladal kruhové dráhy.

- elektrón vyžaruje alebo prijíma energiu  len pri prechode z jedného stacionárneho stavu do druhého, energeticky odlišného .

 

 

Energia atómu je teda kvantovaná a Bohrov model bol prvý kvantový model atómu.

Bohrov model atómu mal prednosti a aj nedostatky. Model veľmi dobre popisuje energetické hladiny elektrónu v atóme vodíka, prechody medzi nimi a vysvetľuje emisiu a absorpciu optického žiarenia. Presne stanovil termíny energetická hladina, základný a excitovaný stav a hlavné kvantové číslo.

 


Bohrov model atómu

 

 

Bohrov model atómu je planetárny podobne ako Rutherfordov model. Kvantovacia podmienka je aplikovaná dodatočne, aby model odpovedal experimentálnym podmienkam. Tento model je plochý.

 

Nedostatky odstránil kvantovo mechanický model atómu, ktorý vytvoril v roku 1926 E. Schrodinger. Elektrón je viazaný k jadru, pretože sa nachádza v potenciálovej jame, a podľa kvantovej mechaniky môže existovať iba v jednom z diskrétnych stacionárnych kvantových stavov. Tieto stavy sú popísané vlnovou funkciou, ktorá je riešením Schrodingerovej rovnice.

Vlnové funkcie sú charakterizované tromi kvantovými číslami.

Hlavné kvantové číslo n, určuje energiu príslušného stcionárneho stavu elektrónu. Nadobúda hodnoty n = 1,2,3,4,5,...

Vedľajšie kvantové číslo (orbitálne) súvisí s orbitálnym momentom hybnosti elektrónu a pre dané n nadobúda dovolené hodnoty l = 0,1,2,...,n-1

Magnetické kvantové číslo m, súvisí s magnetickým dipólovým momentom elektrónu a pre dané l nadobúda dovolené hodnoty m = 0,+1,-1,+2,-2,....,+l,-l.

Vlnová funkcia pre elektrón v centrálnom poli sa nazýva aj orbitál. Orbitál vymedzuje priestor s  90%-99%  pravdepodobnosťou výskytu elektrónu okolo jadra.

Ďalšou základnou vlastnosťou elektrónu je aj spin elektrónu. Elektrón v atóme charakterizuje  spinové magnetické kvantové číslo, ms. Nadobúda dve hodnoty ½,-1/2.

 

 

Použitá literatúra:

Vladimír Lank, Miroslav Vondra - Fyzika v kocke pre stredné  školy                                                                                     

Gobel, Schulze-fyzika pre maturantov