2. Modelul atomic este un model științific care încearcă să explice proprietățile,
constatate experimental, ale atomului.
Pot fi împărțite în:
modele atomice precuantice (Thomson și Rutherford);
modele cuantice (Bohr, Bohr-Sommerfeld și vectorial).
Primele modele atomice erau simple și reușeau să explice numai un număr mic de
proprietăți; ele au fost înlocuite cu modele din ce în ce mai complexe, care reprezină
mai corect realitatea. Astfel prin 1808, John Dalton, luând în considerație lucrările lui
Lavoisier, a propus un model atomic care conținean o idee de bază de la Democrit:
materia este compusă din particule indivizibile. Modelul lui Dalton avea câteva
principii:
- Atomul este o particulă extrem de mică, indivizibilă.
- Toți atomii unui element chimic sunt identici.
- Dacă două elemente chimice sunt diferite atunci și atomii lor sunt diferiți.
- Atomii unor elemente chimice diferite pot forma prin combinare compuși chimici,
noi substanțe.
- Prin reacții chimice se pot forma noi substanțe, dar principiul lui Lavoisier rămâne
totdeauna valabil.
3. • Modelul Thomson este un model clasic care presupune că atomul e alcătuit
din electroni dispuși în interiorul unei sfere cu raza de ordinul 10-10m, încărcate
uniform cu o sarcină pozitivă. Modelul este denumit și "cozonacul cu stafide" datorită
asemănarii dintre dispunerea particulelor negative în norul de sarcină pozitivă și a
stafidelor în aluat. A fost propus de către J.J. Thomson în anul 1904,[1] înainte de
descoperirea nucleului atomic. El presupunea că electronii oscilează în jurul unei
poziții de echilibru atunci când li se comunică energie, atomul emițând radiații de
diverse frecvențe.
• Una dintre deficiențele modelului consta în faptul că frecvența radiației emise putea
avea orice valoare, lucru infirmat de seriile spectrale descoperite experimental.
În 1909, experimentele lui Geiger și Marsden pun în evidență împrăștierea
particulelor {displaystyle alpha ,} la trecerea printr-o foiță metalică, fenomen ce nu
putea fi explicat pe baza modelului Thomson. Ernest Rutherford, în 1911,[2] [3] a intuit
că sarcina pozitivă este concentrată într-un volum mic în interiorul atomului. El a
elaborat un model planetar care considera că atomul este format dintr-un nucleu pozitiv
de rază 10-14÷10-15m în jurul căruia se rotesc electronii, pe orbite circulare.
5. • Modelul atomic Rutherford, elaborat de Ernest Rutherford în 1911, este
primul model planetar al atomului. Conform acestui model, atomul este format
din nucleu, în care este concentrată sarcina pozitivă, și electroni care se rotesc în jurul
nucleului pe orbite circulare, asemeni planetelor în Sistemul Solar.
• Principalul neajuns al modelului consta în faptul că acesta nu explica stabilitatea
atomului. Fiind elaborat în concordanță cu teoriile clasice, presupunea că electronii
aflați în mișcare circulară, deci accelerată, emit constant radiație
electromagnetică pierzând energie. Prin urmare, în timp, electronii nu ar mai avea
suficientă energie pentru a se menține pe orbită și ar "cădea" pe nucleu.
De asemenea, frecvența radiației emise ar fi trebuit să ia orice valoare, în funcție de
frecvența electronilor din atom, fapt infirmat de studiile experimentale asupra seriilor
spectrale.
7. • Modelul atomic Bohr este primul model de natură cuanticăal atomului și a fost
introdus în anul 1913 de către fizicianul danez Niels Bohr. Acest model preia modelul
planetar al lui Ernest Rutherford și îi aplică teoria cuantelor. Deși ipotezele introduse
de către Bohr sunt de natură cuantică, calculele efective ale mărimilor specifice
atomului sunt pur clasice, modelul fiind, de fapt, semi-cuantic. Modelul lui Bohr este
aplicabil ionilor hidrogenoizi (He+, Li+2, Be+3, etc, adică ioniicare au un singur electron
în câmpul de sarcină efectivă a nucleului).
• Acest model nu poate explica spectrele de emisie și energia de ionizare decât
pentru atomul de hidrogen și ionii hidrogenoizi. Nu a putut fundamenta stiintific
spectrele unor atomi grei. Nu a putut explica formarea legaturilor duble. Nu a putut
fundamenta scindarea liniilor spectrale intr-un camp perturbator.
Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia modelului atomic Bohr-Sommerfeld -
modelul precuantic
8. Modelul atomic Bohr pentru atomul de hidrogen (Z = 1) și ionii hidrogenoizi (Z > 1)
