Атомні спектри

Перші моделі атома

Перша теорія будови атома — статична, сформульована у 1903 році англійським фізиком Дж. Томпсоном. За цією теорією позитивний заряд атома рівномірно розподілений в його об'ємі та нейтралізований електронами, вкрапленими у позитивну сферу на однаковій відстані один від одного. Однак статична теорія будови атома не пояснювала досліди англійського фізика Резерфорда щодо проникання α-частинок крізь тонкі металічні пластинки.

У 1911 році Ернест Резерфорд запропонував ядерну (планетарну) модель атома: атом складається з позитивно зарядженого ядра, дуже малого за розмірами, в якому зосереджена майже вся його маса. Навколо ядра обертаються електрони, як планети навколо сонця. Внаслідок обертання електрона навколо ядра виникає відцентрова сила, яку врівноважують сили електростатичного притягання негативно зарядженого електрона до позитивно зарядженого ядра. Однак планетарна модель атома не могла пояснити стійкість його: за уявленнями класичної електродинаміки, електрон, який обертається навколо ядра, повинен безперервно випромінювати енергію у вигляді електромагнітних хвиль. Внаслідок чого радіус його обертання весь час зменшується і електрон повинен упасти на ядро. Таке випромінювання електрона зумовлює суцільний спектр атомів елементів. Однак експериментально одержаний спектр випромінювання атомів є лінійчастим.

Експериментальним обгрунтуванням будови атома служать спектри елементів. Відомо, що при пропусканні видимого світла крізь кварцеву призму на екрані, розміщеному за призмою, з'являється кольорова смуга, яка містить усі кольори райдуги. Це пояснюється тим, що промінь світла складається з електромагнітних хвиль різної довжини, які при проходженні крізь призму неоднаково заломлюються та потрапляють у різні точки екрану. Такий спектр називають суцільним. Його утворюють нагріті до високої температури тверді тіла та рідини. Випромінювання розжарених газоподібних та пароподібних речовин складається з електромагнітних хвиль певної довжини. При проходженні крізь кварцеву призму таке випромінювання утворює ряд окремих кольорових ліній, розділених темними смугами. Видима частина спектра випромінювання водню складається з ліній: червоної, синьої та двох фіолетових (рис. 1). Такі спектри називають лінійчастими атомними спектрами. Експериментально встановлено, що кожний хімічний елемент має свій атомний спектр, який відрізняється від спектрів атомів інших елементів.

Запропонована Резерфордом ядерна модель атома суперечила лінійчастим спектрам атомів елементів, оскільки, обертаючись навколо ядра і безперервно випромінюючи електромагнітні хвилі, електрон повинен утворювати суцільний спектр випромінювання.

Дата добавления: 2015-05-24