A Dalton-féle, oszthatatlan
atommodellel az anyagok reakcióinak csupán kis részét lehetett értelmezni.
Nem adott magyarázatot az anyagok szerkezetére és változására sem.
1879-ben Crookes
elektromos kísérlete során megállapította, hogy bizonyos körülmények között
a fémek felületéről negatív töltésű sugárzás (úgy nevezte katódsugárzás)
indul ki. A negatív töltést okozó részecskét elnevezte elektronnak..
1896-ban Becquerel
francia fizikus megfigyelte, hogy az uránszurokérc minden külső behatás nélkül
láthatatlan sugárzást bocsát ki, amelyet radioaktív sugárzásnak nevezett el.
A fenti két példából kitűnik,
hogy az anyagok és az őket felépítő atomok különböző sugarakat képesek kibocsátani.
Dalton elmélete szerint viszont az atom oszthatatlan. Jogosan merült fel a
kérdés, hogyan sugározhat ki az atom, ha oszthatatlan. A XX. század elejére
világossá vált, hogy a daltoni atomelmélet részben helytelen, és az atom részekre,
elemi részecskékre bontható.
Az első atommodellek megalkotásakor
a következő tényekből indulhattak ki:
Az atomok pozitív és negatív részecskékből állnak,
utóbbiak könnyen eltávolíthatók, és ez nem jár az atom átalakulásával, kémiai
minőségének megváltozásával,
a pozitív töltésű alkotórész erősebben kötött,
annak kisugárzása (radioaktivitás) atomátalakulást okoz.
Rutherford
kísérlete alapján a következőket tapasztalta: "az atom középpontjában
van a pozitív töltés és az atom tömegének túlnyomó többsége" - ezt
atommagnak nevezzük; "körülötte keringenek a negatív töltésű
elektronok" - ezt elektronfelhőnek nevezzük. Az atommag
sugarát 10-14 m, az atom méretét 10-10 m nagyságrendűnek
állapította meg.
Niels Bohr
pár évvel később a Rutherford-féle atommodellt tovább fejlesztette. Megállapította,
hogy az elektronok meghatározott pályákon keringenek. A későbbi vizsgálatoknak
köszönhetően a töltés nélküli neutront is felfedezték, amely szintén az atommagban
helyezkedik el. Megállapították, hogy az atom tömegét a proton és a neutron
tömege határozza meg, és megalkotják a rendszám fogalmát, amely megmutatja
az atommagban lévő protonok számát.
Bohr "apró Naprendszer" modellje
Az alábbi táblázat az elemi részecskék tulajdonságait
tartalmazza
elemi részecske
tömeg (kg)
relatív tömeg
elektromos töltés (coulomb)
relatív töltés
proton
1/ 598.000.000.000.000.000.000.000.000
1
1/ 6.250.000.000.000.000.000
+1
neutron
1/ 597.000.000.000.000.000.000.000.000
1
0
0
elektron
1/1.098.000.000.000.000.000.000.000.000.000
1/1840
1/ 6.250.000.000.000.000.000
-1
9.1.
A fentiek alapján rajzolj le egy atommodellt, jelöld az elemi részecskék helyét!
A periódusos rendszer
Napjainkban az ismert elemek száma meghaladja a száztízet, s azt is tudjuk
már, hogy az atomok tovább oszthatók elemi részecskékre. De hogyan igazodhatunk
el ennyi adat közt?
Az eligazodást a periódusos rendszer segíti. Régóta ismert, hogy különböző
atomok tulajdonságai hasonlók lehetnek, ezeket számos szempont alapján próbálták
rendszerezni. Voltak akik kémiai, míg mások fizikai tulajdonságaik alapján.
A XIX. század végén több kutató is dolgozott egy ún. periódusos rendszeren,
amely rendszerezi az ismert atomokat tulajdonságaik alapján. Ma úgy gondoljuk,
hogy csupán a véletlen műve az, hogy a Dimitrij Ivanovics Mengyelejev
féle vált ismerté.
A periódusos rendszerben az elemek vegyjelükkel vannak feltüntetve.
Az "a" betűjelü oszlopk a főcsoportok, a "b" betűjelűek
a mellékcsoportok. A vegyjel feletti szám a rendszám, amely mint tudjuk a
protonok számát mutatja. A semleges atomban a protonok és az elektronok száma
azonos. Előbbiek a neutronokkal együtt az atommagban, míg
utóbbiak az elektronfelhőben helyezkednek el. Az elektronok
az atommag körül pályákon keringenek. Az elektronpályák száma
eltérő lehet, ezt a periódusok mutatják. Az első periódus atomjainak (H, He)
egyetlen elektronpályájuk van, a második periódus atomjainak (Li, Be, B, C,
N, O, F, Ne) kettés és így tovább. A későbbi tanulmányaid során (kémiai kötések)
fontos lesz tudni, hogy a legkülső elektronhájon, az ún. vegyértékhéjon
hány darab elektron kering. Ezt a főcsoportszám mutatja. Az első főcsoport
elemeinek (H, Na, K, Rb, Cs, Fr) legkülső héján egyetlen elektron, a második
főcsoport atomjainál kettő elektron és így tovább.
9.2.
Tanulmányozd a periódusos rendszert és beszéljétek meg mi mindent lehet még
leolvasni belőle!
Itt
megnézheted melyik elem hogyan néz ki. Léteznek a Mengyelejevétől eltérő
periódusos rendszerek is, pl. itt egy spirális.
Itt
meg egy másik. Ez itt Mengyelejev eredeti
periódusos rendszere. És végül néhány interaktív 1.,
2.
Tudjuk, hogy a(z) (töltés nélküli, semleges)
atomban a protonok és az elektronok száma azonos, de a neutronok száma különböző
lehet.
9.3. Töltsd ki az alábbi táblázatot!
rendszám
jelölése
protonszám
neutronszám
elektronszám
tömegszám
2
2
S
15
16
11
11
6
6
7
6
C
8
A táblázat utolsó három sorából kitűnik, hogy valóban lehetséges az, hogy
egy adott atomnak különböző a neutronszáma.
Hogyan nevezzük az azonos rendszámú, de különböző neutronszámú elemeket?
Henry
Becquerel
Thomson "mazsolás puding" modellje
9.1.Végezd
el te is Rutherford kísérletét!
Bohr "apró Naprendszer" modellje
elemi
részecske, elektron, proton, neutron, izotóp, rendszám, atommag, elektronfelhő,
vegyértékhéj, elektronpálya
