ساختار اتم :
تالس آب را عنصر اصلي سازنده ي جهان هستي مي دانست.
ارسطو پس از تالس ,سه عنصر هوا و خاك و آتش را به آب اضافه كرد. در آن زمان چهار عنصر، عناصر كاينات تصور مي شد.
بويل مفهوم تازه اي از عنصر را ارائه داد (تعريف دو دانشمند يعني تالس و ارسطو از عنصر درست نبود)به اين معني كه ماده اي كه نمي توان آن را به مواد ساده تري تبديل كرد و شيمي را علمي تجربي و عملي دانست (سه ابزار يونانيان يعني مشاهده و انديشيدن و نتيجه گيري را كافي ندانست.)
نظريه ي اتمي دالتون:
دالتون نظريه اتمي خود را با اجراي آزمايش در هفت بند بيان كرد.
1- ماده از ذره هاي تجزيه ناپذيري به نام اتم ساخته شده است.
2- همه ي اتم ها يك عنصر ، مشابه يكديگرند.
3- اتم ها نه به وجود مي آيند و نه از بين مي روند.
4- همه ي اتم هاي يك عنصر جرم يكسان و خواص شيميايي يكسان دارند.
5-اتم هاي عنصرهاي مختلف به هم متصل مي شوند و مولكول ها را به وجود مي آورند.
6- در هر مولكول از يك تركيب معين , همواره نوع و تعداد نسبي اتم هاي سازنده ي آن يكسان است.
7-واكنش هاي شيميايي شامل جابه جايي اتم ها و يا تغيير در شيوه ي اتصال آن ها است.
نظريه هاي دالتون نارسايي ها و ايرادهايي دارد و اما آغازي مهم بود.
مواردي كه نظريه ي دالتون نمي توانست توجيه كند:
1- پديده ي برقكافت (الكتروليز) و نتايج مربوط به آن
2- پيوند يوني ـ فرق يون با اتم خنثي
3- پرتو كاتدي
4- پرتوزايي و واكنش هاي هسته اي
5- مفهوم ظرفيت در عناصر گوناگون
6- پديده ي ايزوتوپي
آزمايش تامسون
روش كار تامسون:
اشعه كاتدي در ميدان الكتريكي منحرف مي شود. (C)
اشعه كاتدي در ميدان مغناطيسي نيز منحرف مي شود. (A)
تامسون شدت دو ميدان مغناطيسي و الكتريكي را كه همزمان و عمود بر هم، در اطراف لوله اشعه كاتدي برقرار شده بود، به نحوي تنظيم كرد كه اشعه كاتدي هيچگونه انحرافي نداشته باشد (B).
از برابر قرار دادن اين دو ميدان و انجام محاسبات لازم نسبت e/m را به دست آورد.
نکته: كار تامسون:محاسبة نسبت بار به جرم e/m
مدل اتمي رادرفورد: اتم هسته دار
رادرفورد با آزمايش بمباران ورقه نازك طلا با ذره هاي آلفا مدل اتم هسته دار را ارائه داد.
رادرفورد ورقه نازكي از طلا را بوسيله اشعة آلفا بمباران كرد. انتظار داشت تمامي اشعه آلفا از سطح نازك طلا عبور كند (طبق مدل اتمي تامسون) اما با كمال تعجب ديد:
1- دسته اي از اشعه ها بدون انحراف عبور كردند (بيشترين درصد اشعه)
2- دسته اي اشعه ها با انحراف عبور كردند (درصد كمي)
3- دسته اي از اشعه ها بازگشت پيدا كردند (درصد بسيار كم)
-4 انحراف و بازگشت آلفا در واقع نشان داد كه در اتم هاي بارهاي مثبت متمركز هستند:(رد نظريه تامسون كه بارهاي مثبت را فضا ابرگونه و پراكنده فرض كرده بود.)- انحراف به علت عبور از نزديكي هسته (بار مثبت اتم)
- 5بازگشت در برخورد با هسته (هسته اي كوچك با جرم بسيار زياد.)
نتايج آزمايش رادرفورد:
1ـ بيشترين حجم اتم فضاي خالي است .
2ـ بارهاي مثبت متمركز هستند (نه پراكنده)يعني وجود ميدان الكتريكي قوي در اتم را نشان مي داد.
3ـ اتم هسته ي كوچك و جرم بسيار زياد
كشف پروتون
دومين ذره كشف شده پروتون نام گرفت.
تامسون و ساير دانشمندان به دلايل زير به اين نتيجه رسيده بودند كه در اتم علاوه بر الكترون، بايد ذره اي با بار مثبت نيز وجود داشته باشد.
1- اتم ها از نظر الكتريكي خنثي هستند. پس براي خنثي كردن بار منفي الكترون بايد ذره اي با بار مثبت در اتم وجود داشته است.
2- الكترون ها ذره اي بسيار سبك هستند و اين واقعيت نشان مي دهد كه در اتم ها بايد ذره يا ذره هايي با جرم بسيار بيشتر وجود داشته باشند تا وجود آنها سنگين تر بودن اتم نسبت به الكترون را توجيه كند. پروتون ذره اي با بار نسبي 1+ (الكترون بار نسبي 1ـ) و جرمي 1837 بار سنگين تر از جرم الكترون است.
· كشف نوترون
· رادرفورد وجود ذره ديگري در اتم را كه خنثي بود حدس زد.
· او گفت كه در اتم هيدروژن يك پروتون و در اتم هليم دو پروتون وجود دارد. پس بايد جرم هليم دو برابر جرم هيدروژن باشد.اما اين طور نبود (بلكه جرم هليمچهار برابر جرم هيدروژن مي باشد.) او گفت پس بايد ذره ديگري در كار باشد. كه جرم آن حدوداً نزديك به جرم پروتون است و اما در بار اتم نقشي ندارد (يعني خنثي است
اما چادويك با آزمايش (* بمباران Be برليم)( توسطه اشعه α پي به وجودنوترون)
برد و آن را كشف كرد.
كشف عدد اتمي (Z)
موزلي با مطالعه اشعه ايكس توليد شده (در لامپ اشعه) x و بررسي فركانس اشعه ايكس توليد شده، متوجه شد فركانس اشعه Xبا افزايش جرم اتم افزايش مي يابد. سپس مقدار كل بار مثبت درون هسته هر اتم را حساب كرد. از تقسيم مقدار كل بار مثبت هسته 0بر بار الكتريكي يك پروتون تعداد پروتون هاي درون هسته هر اتم را پيدا كرد
از آن جايي كه اتم ذره اي خنثي است. بنابراين تعداد الكترون ها نيز از روي عدد اتمي (Z) مشخص مي شود. از روي عدد اتمي مي توان نوع عنصر را معين كرد.
در واقع ماهيت هر عنصر به عدد اتمي (Z) آن بستگي دارد.
يعني اتمي كه داراي 6 پروتون و 6 الكترون باشد كربن است.
جرم يك اتم به تعداد پروتون و نوترون درون هسته آن بستگي دارد. (از جرم الكترون بعلت
ناچيزي صرف نظر مي كني)
از اين رو به مجموع تعداد پروتون و نوترون يك اتم عدد جرمي مي گويند و به A نمايش مي دهند.
جرم اتم ها را با دقت بسيار زيادي با دستگاهي بنام طيف سنج جرمي اندازه گيري مي .
كنندبه كمك اين دستگاه معلوم شده كه جرم همه اتم هاي يك عنصر يكسان نيست.
از آن جائيكه تعداد پروتون ها در همه اتم هاي يك عنصر يكسان است پس تفاوت در تعداد
نوترون است (و اين يعني مفهوم ايزوتوپي)
در واقع ايزوتوپ ها اتم هاي يك عنصر هستند كه عدد اتمي (Z) يكسان و عدد جرمي (A) متفاوت دارند.
نكته:هيدروژنداراي سه ايزوتوپ است. هيدروژن تنها عنصري است كه نوترون ندارد
نكته: خواص شيميايي ايزوتوپ هاي يك عنصر يكسان است زيرا خواص شيميايي يك عنصر به الكترون ها و پروتون هاي آن بستگي دارد. ولي خواص فيزيكي ايزوتوپ ها با هم متفاوت است (يعني از نظر جرم سنگيني ـ چگالي و نقطه جوش و ....)
نكته: ايزوتوپ ها به دليل داشتن عدد اتمي يكسان مكان يكساني در جدول تناوبي دارند. ايزوتوپ يعني (هم مكان) به همين دليل جرم ميانگين عنصرها را حساب مي كنند و در جدول تناوبي عناصر قرار مي دهند.
مدل اتمي بور
* بور با ارائه مدل تازه اي براي اتم هيدروژن، اين نارسائي را تا حدي برطرف كرد:
1) الكترون در اتم هيدروژن در مسيري دايره اي شكل به دور هسته گردش مي كند.
2) انرژي اين الكترون با فاصله آن از هسته رابطه اي مستقيم دارد
3) اين الكترون فقط مي تواند در فاصله هاي معين و ثابتي پيرامون هسته گردش كند.
در واقع الكترون تنها مجاز است كه مقادير معيني انرژي را بپذيرد. به هر يك از اين مسيرهاي دايره اي (مدارها) مجاز، تراز انرژي مي گويند. تعداد اين ترازهاي انرژي در اتم اندك است.
4) اين الكترون معمولاً در پائين ترين تراز انرژي ممكن (نزديكترين مدار به هسته) قرار دارد. به اين تراز انرژي، حالت پايه گويند.
5) با دادن مقدار معيني انرژي به اين الكترون، مي توان آن را قادر ساخت كه از حالت پايه (ترازي با انرژي كمتر) به حالت برانگيخته (ترازي با انرژي بالاتر) انتقال پيدا كند.
6) الكترون در حالت برانگيخته، ناپايدار است، از اين رو همان مقدار انرژي را كه پيش از اين گرفته بود، از دست مي دهد و به حالت پايه باز مي گردد.از آنجائي كه انرژي اضافه الكترون در حالت برانگيختگي باعث ناپايداري اتم مي شود، اتم تمايل دارد حالت ناپايدار را يا از دست دادن انرژي به حالت پايه اتم كه حالت پايدار است،برسد












































