Entwicklung der Atomtheorie vom Daltonschen Atom zur Quantenmechanik

Atomtheorie

Die Atomtheorie entstand aus der Neugier griechischer Philosophen in mehreren Jahrhunderten vor Christus wie Leukipp und Demokrit, die argumentierten, dass alle Materie aus Teilchen besteht, die nicht wieder geteilt werden können.

Die von Demokrit übermittelte Idee besagt, dass ein Material, wenn es in kleinere Teile geteilt wird, weiterhin geteilt wird, wobei ein sehr kleiner Teil, der nicht wieder geteilt oder nicht zerstört werden kann, als Atom bezeichnet wird (vom griechischen Wort Atomos, was nicht bedeutet) geteilt).

Philosophische Ideen zur Atomtheorie wurden also erst im frühen 18. Jahrhundert akzeptiert, bis John Dalton schließlich eine Erklärung der Atomtheorie gab, die auf chemischen Grundgesetzen, dem Gesetz der Massenerhaltung, dem Gesetz konstanter Proportionen und dem Gesetz der Vielfachen von Proportionen beruhte.

Daltons Atomtheorie

Die Entwicklung der Atomtheorie wurde erstmals 1803 bis 1808 von John Dalton initiiert. John Daton gab dies an

  1. Jedes Element besteht aus sehr kleinen Teilchen, die Atome genannt werden
  2. Alle Atome desselben Elements sind identisch, aber die Atome anderer Elemente unterscheiden sich von anderen Elementen
  3. Atome sind unteilbar und können durch chemische Reaktionen weder erzeugt noch zerstört werden.
  4. Verbindungen entstehen aus der Kombination von Atomen verschiedener Elemente mit spezifischen Atomverhältnissen

Das Atommodell von Dalton wird wie unten gezeigt als Vollkugel- oder Billardkugelmodell beschrieben.

JJ Thomsons Atomtheorie

JJ Thomsons Atomtheorie wurde 1897 geboren, als er mit Kathodenstrahlen experimentierte. In seinen Experimenten können Kathodenstrahlen durch ein Magnetfeld oder ein elektrisches Feld abgelenkt werden. Die elektrisch geladenen Kathodenstrahlen können zu den positiv geladenen Polen abgelenkt werden, so dass die Kathodenstrahlen negativ geladen sind.

Nun, dieses negativ geladene Teilchen bezieht sich auf die Entdeckung von Elektronen und JJ Thomson argumentierte, dass Atome aus negativ geladenen Elektronen bestehen.

JJ Thomsons Modell des Atoms ist als Kugel mit Elektronen dargestellt, die wie Rosinenbrot verstreut sind. Diese Rosinen sind Elektronen, während das Brot eine positiv geladene Kugel ist.

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Rutherfords Atomtheorie

1911 führte Ernest Rutherford ein Experiment durch, indem er ein positiv geladenes α-Teilchen auf eine dünne Goldplatte schoss.

Bei diesen Experimenten stellte er fest, dass die meisten Partikel die Goldplatte durchdrangen und einige von ihnen Ablenkung und Reflexion erlebten.

Es kann gefolgert werden, dass das Rutherford-Atommodell aus Atomen besteht, die größtenteils aus einem leeren Raum in Form eines festen und positiv geladenen Kerns bestehen, der als Atomkern bezeichnet wird, und aus negativ geladenen Elektronen, die den Atomkern umkreisen.

Bohrs Atomtheorie

1913 schlug Niels Bohr die Idee eines Atommodells vor, um das Phänomen der Lichtstreuung an Elementen zu erklären, wenn diese einer Flamme oder Hochspannung ausgesetzt werden.

Das Bohr-Atommodell ist speziell ein Modell des Wasserstoffatoms, um das Phänomen des Wasserstoffatom-Linienspektrums zu erklären. Bohr stellte fest, dass sich negativ geladene Elektronen in unterschiedlichen Entfernungen auf die gleiche Weise wie die Umlaufbahnen von Planeten um die Sonne um den positiv geladenen Kern bewegen.

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Nun, das Bohr-Modell des Atoms ist auch als Sonnensystemmodell bekannt. In diesem Modell befindet sich jeder Elektronenorbitalweg auf einem anderen Energieniveau. Je weiter der Orbitalweg vom Kern entfernt ist, desto höher ist das Energieniveau. Dieser Weg der Elektronenbahn wird als Elektronenhülle bezeichnet. Wenn die Elektronen von der äußeren Umlaufbahn in die tiefere Umlaufbahn fallen, hängt das abgestrahlte Licht von den Energieniveaus der beiden Bahnbahnen ab.

Theorie der Quantenmechanik

Die Theorie der Quantenmechanik begann mit der "Ultraviolett-Katastrophe" gegen Ende des 19. Jahrhunderts. Bei hohen Frequenzen wäre die Schwarzkörperstrahlung von immensem und sogar unendlichem Wert. Max Planck gelang es, eine einfache Formel zur Schwarzkörperstrahlung zu finden, um das Problem dieser ultravioletten Katastrophe zu lösen.

Obwohl einfach, liegt diese Entdeckung der Geburt der Quantenphysik im frühen 20. Jahrhundert zugrunde.

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Zur gleichen Zeit sandte Albert Einstein 1905 ein Papier an Planck, das die Idee des photoelektrischen Effekts enthielt. Einsteins Ideen bewiesen Plancks einfache Formel und bewiesen, dass sich Licht wie Teilchen verhält. Danach gab es einen Physiker aus den USA namens Arthur Compton, der daran teilnahm, zu beweisen, dass Licht zwei Verhaltensweisen hat, nämlich Teilchen und Wellen.

Im Laufe der Zeit gelang es Louis de Broglie, den linearen Impuls einer Welle zu formulieren. Dadurch verhält sich eine Welle wie ein Teilchen.

1924 kam Wolfgang Pauli auf ein Verbot. Verbot, dass zwei oder mehr Elektronen nicht die gleichen vier Quantenzahlen haben sollen (Adressen von Elektronen in Atomen).

Einige Monate später, im Winter, gelang es Erwin Schrödinger, eine erstaunliche Vorstellung von Wellen zu finden, nämlich die Wellengleichung . Schrödingers Wellenidee scheint jedoch die klassische Idee wiederzubeleben, die in Zweifel gezogen wurde.

Zu dieser Zeit hatte Schrödinger nur eine grobe Vorstellung von der Wellengleichung gefunden, die er entdeckt hatte. Sogar er wusste nicht, was er gefunden hatte.

Das Rätsel der Schrödinger-Gleichung wurde endlich gelöst, als Max Born seine Ideen zur Wahrscheinlichkeit von Wellen veröffentlichte. Born erklärte, dass Schrödingers Wellenregel unsicher oder wahrscheinlich ist.

Atomtheorie

In dem Gefühl, dass seine Ideen für selbstverständlich gehalten wurden, machte Schrödinger eine experimentelle Analogie, die er " Schrödingers Katze " nannte.

Obwohl es zu dieser Zeit aufgrund von Meinungsverschiedenheiten Meinungsverschiedenheiten zwischen Physikern gab, wurden sie schließlich in einer Solvay-Konferenz vereint, die von Ernest Solvay initiiert wurde, um eine neue Idee zu diskutieren, um die klassischen Ideen zu ersetzen, die anfingen, durch eine Wissenschaft namens Quantenmechanik oder Quantenphysik angezweifelt zu werden .

So die Entwicklung der Atomtheorie von Daltons Atomtheorie zur Quantenmechanik-Theorie. Könnte nützlich sein!