دانستنی های تکنولوژیعلوم و تکنولوژی

تاریخچه مختصر نظریه اتمی

تئوری اتمی

نظریه اتمی شرح علمی در مورد ماهیت اتمها و ماده است که عناصر فیزیک ، شیمی و ریاضیات را در هم می آمیزد. طبق نظریه مدرن ، ماده از ذرات ریز به نام اتم ساخته شده است ، که به نوبه خود از ذرات زیر اتمی تشکیل شده اند. اتم های یک عنصر مشخص از بسیاری جهات یکسان هستند و با اتمهای عناصر دیگر متفاوت اند. اتمها به نسبت ثابت با سایر اتمها ترکیب می شوند تا مولکول ها و ترکیبات را تشکیل دهند.

این تئوری به مرور زمان ، از فلسفه اتمیسم (ذره گرایی) گرفته تا مکانیک کوانتومی مدرن ، تکامل یافته است. در اینجا تاریخچه مختصری از نظریه اتمی یا تئوری اتمی آورده شده است:

اتم و اتمیسم

نظریه اتمی به عنوان یک مفهوم فلسفی از هند و یونان باستان سرچشمه گرفت. کلمه “اتم” از کلمه یونانی باستان atomos گرفته شده است که به معنی غیرقابل تفکیک است. طبق اتمیسم ، ماده از ذرات گسسته تشکیل شده است. با این حال ، این تئوری یکی از توضیحات متعدد برای ماده بود و براساس داده های تجربی نبود. در قرن پنجم پیش از میلاد ، دموكریتوس اظهار داشت كه ماده از واحدهای غیر قابل تخریب و غیرقابل تجزیه به نام اتمها تشکیل شده است. لوکرتیوس ، شاعر رومی ، این ایده را ضبط کرد ، بنابراین در طی قرون تاریک و برای بررسی در آینده این ایده زنده ماند.

نظریه اتمی دالتون

تا اواخر قرن 18 میلادی طول کشید تا علم شواهد مشخصی از وجود اتمها ارائه دهد. در سال 1789 ، آنتوان لاوویزر قانون بقای جرم را تدوین كرد ، كه می گوید جرم محصولات یک واکنش برابر با جرم واکنش دهنده ها است. ده سال بعد ، جوزف لوئیس پروست قانون نسبت های قطعی را پیشنهاد کرد ، که بیان می کند جرم عناصر موجود در یک ترکیب همیشه به همان نسبت اتفاق می افتد.

این تئوری ها به اتمها اشاره نکردند ، اما جان دالتون تدوین قانون نسبت های چندگانه را بر مبنای آنها ارائه داده است ، که بیان می کند نسبت جرم عناصر موجود در یک ترکیب ، اعدادی کوچک و صحیح است. قانون نسبت های چندگانه دالتون از داده های تجربی نتیجه گرفت. وی پیشنهاد کرد که هر عنصر شیمیایی از یک نوع اتم تشکیل شده است که به هیچ وجه نمی تواند از بین برود. ارائه شفاهی وی در سال (1803) و انتشار تئوری وی در سال (1805) نشانه آغاز تئوری علمی اتمی بود.

در سال 1811 ، Amedeo Avogadro مشكلی از نظریه Dalton را تصحیح كرد ، وی پیشنهاد كرد كه حجم مساوی از گازها در دما و فشار برابر حاوی تعداد ذرات یکسانی هستند. قانون آوگادرو امکان تخمین دقیق جرم اتمی عناصر را فراهم کرد و تمایز روشنی بین اتم ها و مولکول ها ایجاد نمود.

سهم مهم دیگر در تئوری اتمی توسط گیاه شناس ، رابرت براون ، در سال 1827 انجام شد ، که متوجه شد ذرات گرد و غبار در آب شناور به نظر می رسد بدون هیچ دلیل مشخص به طور تصادفی حرکت می کنند. در سال 1905 ، آلبرت انیشتین فرض کرد که حرکت براون به دلیل حرکت مولکول های آب است. این مدل و تایید آن در سال 1908 توسط ژان پرین ، تئوری اتمی و نظریه ذرات را پشتیبانی کرد.

مدل پودینگ آلو و مدل رادرفورد

تا این زمان ، اعتقاد بر این بود که اتم ها کوچکترین واحدهای ماده هستند. در سال 1897 ، تامسون الکترون را کشف کرد. او معتقد بود که اتمها را می توان تقسیم کرد. از آنجا که الکترون دارای بار منفی است ، او یک مدل پودینگ آلو از اتم را پیشنهاد کرد ، که در آن الکترونها در یک توده بار مثبت برای داشتن یک اتم الکتریکی خنثی تعبیه شده اند.

ارنست رادرفورد ، یکی از دانشجوهای تامسون ، مدل پودینگ آلو را در سال 1909 رد کرد. رادرفورد دریافت که بار مثبت یک اتم و بیشتر جرم آن در مرکز یا هسته یک اتم است. او یک الگوی سیاره ای را توصیف کرد که در آن الکترون ها در مداری اطراف هسته کوچک با بار مثبت قرار دارند.

مدل اتمی بور

رادرفورد در مسیر صحیح قرار داشت ، اما مدل وی نتوانست انتشار و جذب طیف اتمها را توضیح دهد و همچنین اینکه چرا الکترونها به هسته فرو نمی روند. در سال 1913 ، نیلز بور مدل بور را پیشنهاد کرد ، که بیان می کند الکترونها تنها در فاصله های مشخصی از هسته ، در مدار قرار می گیرند. مطابق الگوی او ، الکترون ها نمی توانند در هسته فرو روند اما می توانند جهش کوانتومی بین سطح انرژی ایجاد کنند.

نظریه اتمی کوانتومی

مدل بور خطوط طیفی هیدروژن را توضیح داد اما به رفتار اتمها با الکترون های متعدد گسترش نمی یابد. اکتشافات متعدد ، درک اتمها را گسترش داده است. در سال 1913 ، فردریک سدی ایزوتوپ ها را توصیف کرد ، که اشکال اتمی از یک عنصر بودند که شامل تعداد های مختلف نوترون می باشند. نوترون ها در سال 1932 کشف شدند.

لوئیس د بروگلی رفتار موجی از ذرات متحرک را پیشنهاد کرد ، که اروین شرودینگر با استفاده از معادله شرودینگر (1926) توصیف کرد. این به نوبه خود منجر به اصل عدم اطمینان ورنر هایزنبرگ (1927) شد که بیان می کند شناخت همزمان از موقعیت و شتاب یک الکترون امکان پذیر نیست.

مکانیک کوانتومی منجر به یک نظریه اتمی شد که در آن اتمها از ذرات کوچکتر تشکیل شده اند. این الکترون به طور بالقوه می تواند در هر کجای اتم یافت شود اما بیشترین احتمال را در یک سطح اتمی یا انرژی اتمی پیدا می کند. به جای مدارهای مدور مدل رادرفورد ، نظریه اتمی مدرن مدارهایی را توصیف می کند که ممکن است کروی ، دمبل شکل و غیره باشند. در مورد اتم هایی که تعداد زیادی الکترون دارند ، اثرات نسبی گرایی وارد بازی می شوند ، زیرا ذرات در کسری از سرعت نور حرکت می کنند.

دانشمندان مدرن ذرات کوچکتری را پیدا کرده اند که پروتون ها ، نوترون ها و الکترون ها را تشکیل می دهند ، اگرچه اتم کوچکترین واحد ماده است که با استفاده از مواد شیمیایی قابل تقسیم نیست.

منبع:

https://www.thoughtco.com

برچسب ها
نمایش بیشتر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

دکمه بازگشت به بالا
بستن
بستن