Строение атомов

План изучения
Важность познания атома.
Модели строения атома.
Опыт Эрнеста Резерфорда.
Ядерная модель строения атома.
Протонно-нейтронная модель ядра.
Обобщение.

Возникновение понятия «атом»
Понятие «атом» впервые появилось в работах древнегреческих философов Демокрита и Левкипта. Под атомом они понимали мельчайшую частицу вещества (atomos – неделемый).
К атомной гипотезе они пришли только на основании размышлений, т.к. в то время люди не владели современными физическими методами исследования.
Демокрит
(ок. 460–370 до н.э.)
Древнегреческий ученый

Выдающийся физик современности, лауреат Нобелевской премии Роберт Фейнман говорил:
«Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные знания вдруг оказались уничтоженными, и
к грядущим поколениям живых существ перешла только одна фраза, то какое утверждение, составленное из наименьшего количества слов, принесло бы наибольшую информацию?
Я считаю, что это атомная гипотеза: все тела состоят
из атомов - маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на небольшом расстоянии, но отталкиваются, если одно из них плотнее прижать к другому».

Экспериментальные данные, свидетельствующие о делимости атома
Открытие электрона 1891г.
Открытие явления радиоактивности 1896г.
Опыт Эрнеста Резерфорда 1911г.

Открытие электрона
Занимаясь изучением газового разряда Д.Д.Томсон, совместно с сотрудниками выполнил серию классических работ, приведших к открытию электрона - впервые измерил отношение заряда электрона к массе в 1897 г.
Джозеф-Джон Томсон - английский физик, удостоенный в 1906 г. Нобелевской премии по физике за работы, которые привели к открытию электрона.
Джозеф-Джон
ТОМСОН
(18.12.1856 - 30.8.1940)

Радиоактивность
В 1896 году французский ученый Анри Беккерель открыл явление естественной радиоактивности - самопроизвольного распада ядер атомов тяжелых элементов.
Анри
БЕККЕРЕЛЬ
(15.XII.1852 - 25.VIII.1908)

Радиоактивность

Модель атома Томсона
Одну из первых моделей атома предложил английский физик Дж. Томсон в 1903 г.
По Томсону атом – равномерно заполненный положительным зарядом шар, внутри которого находятся электроны.
Не объясняла явление радиоактивности и нуждалась в экспериментальной проверке.
Джозеф Джон Томсон
1856 – 1940

Опыт Э.Резерфорда
Э. Резерфорд с учениками проверил состоятельность модели атома Томсона.
Эрнест РЕЗЕРФОРД
(1871 - 1937)

Выводы Э. Резерфорда
Ученому понадобилось несколько лет, чтобы понять столь неожиданное рассеяние α-частиц на большие углы.
В атомах большая часть «пустая»,
а отлетающие
обратно α–частицы встречают на своем пути «сгусток» положительно зараженной массы.
Этот сгусток был назван ядром атома.

Ядерная модель строения атома

Размер атома и его ядра
R ат. ~ 10–10 м
R ядра ~ 10–14 – 10–15 м

Открытие протона
1913 г. Э.Резерфорд выдвинул гипотезу о том, что одной из частиц, входящих в состав атомных ядер всех химических элементов, является ядро атома водорода.
1919 г. Э.Резерфорд провел эксперимент по исследованию взаимодействия α-частиц
с ядрами атомов азота.
α
+
N
+
Протон (от греч. protos – первый)

Открытие нейтрона
1920 г. Э.Резерфорд предположил существование электрически нейтральной частицы с массой, приблизительно равной массе протона.
1932 г. Английский ученый Джеймс Чедвик выделил новую частицу в бериллиевом излучении.
α
+
Ве
+
Нейтрон – нейтральный (нет заряда)

Протонно-нейтронная модель ядра
1932 г. советские ученые Е.Н. Гапон, Д.Д.Иваненко и немецкий физик Гейзенберг
Все ядра атомов состоят из частиц двух видов – протонов и нейтронов, имеющих общее название – нуклоны (от лат. nucleus – ядро).

Характеристика элементарных частиц

Строение атомов
Атом
Ядро
состоит из нуклонов (протонов и нейтронов).
состоит из электронов.
Электронная оболочка
Определяет массу атома.
m(ядра) ≈ m(атома).
R(ядра) << R(атома)
Определяет размер атома.
R(эл.об.) = R(атома)
m(эл.об.) ≈ 0.

Состав атома
Атомы химических элементов состоят из трех частиц:
протоны
или р+
нейтроны
или n0
электроны
или е–

Атом – наименьшая частица химического элемента, носитель
его свойств.

Количественная характеристика атомов
А – массовое число атома
Z – зарядовое число атома
Масса атомов: 7 а.е.м.
Заряд ядра: + 3
Состав ядра:
число протонов: 3
число нейтронов: 4
Число электронов: 3

Опишите характеристики и состав атомов
Масса атомов: 14 а.е.м.
Заряд ядра: + 6
Состав ядра:
число протонов: 6
число нейтронов: 8
Число электронов: 6