Atomic Theory

En teori om atommers struktur og oppførsel har tatt mer enn to årtusen å utvikle seg, fra abstrakte tanker fra gamle greske filosofer til moderne teknologers høyteknologiske eksperimenter. Men før den vitenskapelige revolusjonen og utviklingen av den vitenskapelige metoden som startet på 1500-tallet, var ideer om atomet hovedsakelig spekulative. Først på slutten av 1800-tallet ble teknologien avansert nok til at forskere kunne få et glimt av atomets bestanddeler: elektron, kjerne, proton og nøytron.



Gresk opprinnelse

Tanken om at all materie består av små, udelelige partikler, eller atomer, antas å ha sin opprinnelse hos den greske filosofen Leucippus fra Miletus og hans student Demokrit fra Abdera på 500-tallet f.Kr. (Ordet atom kommer fra det greske ordet atomer , som betyr? udelelig.?) Disse tenkerne mente at atomer, i tillegg til å være for små til å bli sett, uforanderlige og uforgjengelige, også var helt solide, uten indre struktur, og kom i et uendelig utvalg av former og størrelser, som utgjorde forskjellige slags saker. Farge, smak og andre immaterielle egenskaper ble også antatt å være sammensatt av atomer.

Mens ideen om atomet ble støttet av noen senere greske filosofer, ble den voldsomt angrepet av andre, inkludert Aristoteles, som argumenterte mot eksistensen av slike partikler. I middelalderen i Europa ble romersk-katolske teologer sterkt påvirket av Aristoteles ideer, og derfor ble atomfilosofien i stor grad avskjediget i århundrer. Grekernes oppfatning av atomet overlevde imidlertid, både i Aristoteles 'verk (hans argumenter mot) og i et annet klassisk verk av den romerske forfatteren Lucretius, Natur (? On the Nature of Things?), Som ble gjenoppdaget i Europa ved starten av renessansen.

Moderne utvikling

Moderne atomteori sies vanligvis å begynne med John Dalton, en engelsk kjemiker og meteorolog som i 1808 ga ut en bok om atmosfæren og oppførselen til gasser som hadde rett Et nytt system for kjemisk filosofi. Daltons teori om atomer hvilte på fire grunnleggende ideer: kjemiske elementer var sammensatt av atomer; atomene til et element var identiske i vekt; atomene til forskjellige elementer hadde forskjellige vekter; og atomer bare kombinert i små hele tallforhold, slik som 1: 1, 1: 2, 2: 1, 2: 3, for å danne forbindelser.

Ikke alle disse ideene var nye; grekerne hadde allerede introdusert ideen om at elementer var sammensatt av atomer og at atomer av forskjellige elementer hadde forskjellige fysiske egenskaper. Daltons spesielle bidrag, som skilte hans arbeid fra det som hadde blitt gjort før, var hans metode for å faktisk bestemme atomvekten. I et essay publisert i 1805 hadde Dalton tatt med en liste over atomvekter for 21 elementer. Dalton var også den første til å foreslå standardsymboler for elementene.

Subatomisk struktur

Daltons arbeid handlet hovedsakelig om kjemien til atomer - hvordan de kombinerte for å danne nye forbindelser - snarere enn den fysiske, indre strukturen til atomer, selv om han aldri benektet muligheten for at atomer hadde en underkonstruksjon. Moderne teorier om den fysiske strukturen til atomer begynte ikke før i 1897, med J. J. Thomsons oppdagelse av elektronet.

liste over guder og gudinner

Det Thomson oppdaget var faktisk det katodestråler var strømmer av negativt ladede partikler med en masse omtrent 1000 ganger mindre enn et hydrogenatom. Han hevdet at disse partiklene, som han kalte? Kropp ,? var tingene atomer ble laget av. Begrepet? Elektron? forut for Thomsons oppdagelse? noen år tidligere hadde den irske fysikeren G. J. Stoney foreslått at elektrisitet ble laget av negative partikler kalt? elektroner,? og forskere hadde adoptert ordet for å referere til hva som helst med elektrisk ladning. Thomson, som var fysiker ved Cambridge University, var imidlertid den første som antydet at disse partiklene var en byggestein i atomet.

Thomson prøvde også å vise hvordan elektronene befant seg i atomet. Siden atomer var kjent for å være elektrisk nøytrale, foreslo Thomson (1904) en modell der atomet var en positivt ladet kule besatt av negativt ladede elektroner. Det ble kalt? Plomme-pudding? modell, siden elektronene i atomet lignet rosinene i en plommepudding. Denne modellen overlevde ikke ubestridt lenge. I 1911 førte Ernest Rutherfords eksperimenter med alfastråler ham til å beskrive atomet som en liten, tung kjerne med elektroner i bane rundt det. Denne atommodellen av atomet ble grunnlaget for den som fortsatt er akseptert i dag.

Bohr and Beyond

I 1913 forbedret den danske fysikeren Niels Bohr, som hadde studert under både Thomson og Rutherford, videre kjernefysisk modell ved å foreslå at elektroner bare beveget seg i begrensede, påfølgende orbitalskaller og at de ytre banene med høyere energi bestemte de kjemiske egenskapene til de forskjellige elementer. Videre var Bohr i stand til å forklare spektrallinjene til de forskjellige elementene ved å antyde at når elektroner hoppet fra høyere til lavere baner, sendte de ut energi i form av lys. På 1920-tallet ble Bohrs teori grunnlaget for kvantemekanikken, som nærmere forklarte atommers komplekse struktur og oppførsel.

Protoner og nøytroner

Siden Thomsons oppdagelse av elektronet i 1897 hadde forskere innsett at et atom måtte inneholde en positiv ladning for å motveie elektronenes negative ladning. I 1919 oppdaget Rutherford protonet, som utgjør kjernen til et hydrogenatom, som et biprodukt av eksperimentene hans på splitting av atomkjerner. En proton bærer en enkelt positiv elektrisk ladning, og hver atomkjerne inneholder ett eller flere protoner. Selv om Rutherford foreslo eksistensen av en nøytral subatomær partikkel, nøytronen, i 1920, ble den faktiske oppdagelsen gjort av den engelske fysikeren James Chadwick, en tidligere student i Rutherford, i 1932.


Tabell over geologiske perioder .com / ipa / 0/9/0/5/2/2 / A0905226.html