• แบบจำลองอะตอมคืออะไร?
• แบบจำลองอะตอมของเดโมคริตุส (450 ปีก่อนคริสตกาล)
• แบบจำลองอะตอมของดาลตัน (ค.ศ. 1803)
• แบบจำลองอะตอมของลูอิส (ค.ศ. 1902)
• แบบจำลองอะตอมของทอมสัน (ค.ศ. 1904)
• แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด (ค.ศ. 1911)
• แบบจำลองอะตอมของบอร์ (ค.ศ. 1913)
• แบบจำลองอะตอมของซอมเมอร์เฟลด์ (ค.ศ. 1916)
• แบบจำลองอะตอมของชโรดิงเงอร์ (ค.ศ. 1926)

เราอธิบายว่าแบบจำลองอะตอมคืออะไรและมีวิวัฒนาการอย่างไรตั้งแต่สมัยโบราณจนถึงปัจจุบัน

โมเดลเหล่านี้พยายามอธิบายโดยพื้นฐานว่าสสารทำมาจากอะไร

แบบจำลองอะตอมคืออะไร?

แบบจำลองอะตอมเรียกว่าการแสดงภาพกราฟิกต่างๆ ของ โครงสร้าง และการดำเนินงานของ อะตอม. แบบจำลองอะตอมได้รับการพัฒนาตลอดประวัติศาสตร์ของ มนุษยชาติ จากแนวความคิดในแต่ละยุคสมัยเกี่ยวกับองค์ประกอบของ วัตถุ.

แบบจำลองอะตอมรุ่นแรกมีขึ้นในสมัยโบราณ เมื่อนักปรัชญาและนักธรรมชาติวิทยาลองคิดและสรุปองค์ประกอบของสิ่งต่าง ๆ ที่มีอยู่ นั่นคือของสสาร

แบบจำลองอะตอมของเดโมคริตุส (450 ปีก่อนคริสตกาล)

"ทฤษฎีอะตอมของจักรวาล" ถูกสร้างขึ้นโดยนักปรัชญาชาวกรีก Democritus ร่วมกับ Leucippus ผู้ให้คำปรึกษาของเขา ในขณะนั้น ความรู้ ไม่ได้บรรลุโดย การทดลองแต่ผ่านการ การให้เหตุผล ตรรกะ ขึ้นอยู่กับการกำหนดและการอภิปรายของความคิด

เดโมคริตุสเสนอว่าโลกประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กมากและแบ่งแยกไม่ได้ของ การดำรงอยู่ ชั่วนิรันดร์ เป็นเนื้อเดียวกัน และไม่สามารถบีบอัดได้ ซึ่งความแตกต่างเพียงอย่างเดียวคือรูปร่างและขนาด ไม่เคยทำงานภายใน เป็น อนุภาค พวกเขารับบัพติศมาเป็น "อะตอม" คำที่มาจากภาษากรีก atémnein y หมายถึง "แบ่งแยกไม่ได้"

ตามคำกล่าวของเดโมคริตุส คุณสมบัติของสสาร พวกมันถูกกำหนดโดยวิธีการรวมกลุ่มของอะตอม นักปรัชญาในภายหลังเช่น Epicurus ได้เพิ่มทฤษฎี the ความเคลื่อนไหว สุ่มของอะตอม

แบบจำลองอะตอมของดาลตัน (ค.ศ. 1803)

แบบจำลองอะตอมรุ่นแรกที่มีฐานทางวิทยาศาสตร์ถือกำเนิดขึ้นภายใน เคมีเสนอโดย John Dalton ใน "Atomic Postulates" ของเขา เขายืนยันว่าทุกสิ่งถูกสร้างขึ้นจากอะตอม แบ่งแยกไม่ได้และทำลายไม่ได้ แม้กระทั่งโดย ปฏิกริยาเคมี.

ดาลตันเสนอว่าอะตอมของธาตุเคมีเดียวกันมีค่าเท่ากันและมีธาตุเหมือนกัน มวล และมีคุณสมบัติเท่าเทียมกัน ในทางกลับกัน เขาได้เสนอแนวคิดเรื่องน้ำหนักอะตอมสัมพัทธ์ (น้ำหนักของธาตุแต่ละธาตุเทียบกับน้ำหนักของไฮโดรเจน) โดยเปรียบเทียบมวลของแต่ละธาตุกับมวลของไฮโดรเจน เขายังเสนอว่าอะตอมสามารถรวมกันเป็นสารประกอบทางเคมีได้

ทฤษฎีของดัลตันมีข้อบกพร่องบางประการ เขาอ้างว่าสารประกอบทางเคมีถูกสร้างขึ้นโดยใช้อะตอมของธาตุน้อยที่สุด ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของ น้ำจากข้อมูลของ Dalton มันจะเป็น H2O ไม่ใช่ H2O ซึ่งเป็นสูตรที่ถูกต้อง ในทางกลับกัน ท่านกล่าวว่าธาตุใน สถานะก๊าซ พวกมันเป็นอะตอมเดี่ยวเสมอ (ประกอบด้วยอะตอมเดี่ยว) สิ่งที่เรารู้ว่าไม่ใช่ของจริง

แบบจำลองอะตอมของลูอิส (ค.ศ. 1902)

เรียกอีกอย่างว่า "แบบจำลองของลูกบาศก์อะตอม" ในแบบจำลองของลูอิสนี้เสนอโครงสร้างของอะตอมที่กระจายในรูปของลูกบาศก์ซึ่งมีจุดยอดแปดจุดคือ อิเล็กตรอน. สิ่งนี้ทำให้เกิดความก้าวหน้าในการศึกษา of วาเลนซ์ อะตอมและ การเชื่อมโยงทางเคมีโดยเฉพาะอย่างยิ่งหลังจากการปรับปรุงโดยเออร์วิง แลงเมียร์ในปี 2462 ซึ่งเขาได้ยก "อะตอมของออคเต็ตลูกบาศก์"

การศึกษาเหล่านี้เป็นพื้นฐานของสิ่งที่เรียกว่าแผนภาพลูอิส ซึ่งเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากในการอธิบายพันธะโควาเลนต์

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน (ค.ศ. 1904)

ทอมสันสันนิษฐานว่าอะตอมเป็นทรงกลมโดยมีอิเล็กตรอนฝังอยู่ภายใน

เสนอโดย เจ.เจ. ทอมสัน ผู้ค้นพบอิเล็กตรอนในปี พ.ศ. 2440 แบบจำลองนี้ก่อนการค้นพบ โปรตอน Y นิวตรอนดังนั้นเขาจึงสันนิษฐานว่าอะตอมประกอบด้วยทรงกลมที่มีประจุบวกและมีอิเล็กตรอนที่มีประจุลบฝังอยู่ในนั้น เหมือนกับลูกเกดในพุดดิ้ง บลิส คำอุปมา เขาให้ชื่อนางแบบว่า "ลูกเกดพุดดิ้งโมเดล"

แบบจำลองนี้ทำนายประจุบวกบนอะตอมไม่ถูกต้อง เนื่องจากมันแจ้งว่ามีการกระจายไปทั่วอะตอม ภายหลังสิ่งนี้ได้รับการแก้ไขในแบบจำลองของรัทเทอร์ฟอร์ดซึ่งมีการกำหนดนิวเคลียสของอะตอม

แบบจำลองอะตอมของรัทเทอร์ฟอร์ด (ค.ศ. 1911)

เออร์เนสต์ รัทเทอร์ฟอร์ด สร้างซีรีส์เรื่อง การทดลอง ในปี พ.ศ. 2454 จากแผ่นทองคำเปลว ในการทดลองเหล่านี้ เขาได้พิจารณาแล้วว่าอะตอมประกอบด้วยนิวเคลียสของอะตอมที่มีประจุบวก (ซึ่งมวลส่วนใหญ่มีความเข้มข้น) และอิเล็กตรอน ซึ่งหมุนรอบนิวเคลียสนี้อย่างอิสระ ในแบบจำลองนี้ มีการเสนอการมีอยู่ของนิวเคลียสของอะตอมเป็นครั้งแรก

แบบจำลองอะตอมของบอร์ (ค.ศ. 1913)

เมื่อกระโดดจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่ง อิเล็กตรอนจะปล่อยโฟตอนเพื่อแยกพลังงานระหว่างวงโคจร

โมเดลนี้เริ่มต้นในโลกของ ทางกายภาพ กับควอนตัมสมมุติฐาน ดังนั้นจึงถือเป็นการเปลี่ยนแปลงระหว่างกลศาสตร์คลาสสิกและ ควอนตัม. นักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr เสนอแบบจำลองนี้เพื่ออธิบายว่าอิเล็กตรอนจะมีวงโคจรที่เสถียร (หรือระดับพลังงานที่เสถียร) รอบนิวเคลียสได้อย่างไร นอกจากนี้ยังอธิบายว่าทำไมอะตอมจึงมีสเปกตรัมการแผ่รังสีที่มีลักษณะเฉพาะ

ในสเปกตรัมที่ทำกับอะตอมจำนวนมาก พบว่าอิเล็กตรอนที่มีระดับพลังงานเท่ากันมีพลังงานต่างกัน แสดงให้เห็นว่ามีข้อผิดพลาดในแบบจำลองและต้องมีระดับย่อยของพลังงานในแต่ละระดับพลังงาน

แบบจำลองของบอร์สรุปได้เป็น 3 ประการ:

• อิเล็กตรอนติดตามวงโคจรเป็นวงกลมรอบนิวเคลียสโดยไม่มีการฉายรังสี พลังงาน.
• วงโคจรที่อนุญาตสำหรับอิเล็กตรอนคือวงโคจรที่มีค่าโมเมนตัมเชิงมุม (L) ที่แน่นอน (จำนวนการหมุนของวัตถุ) ซึ่งเป็นผลคูณจำนวนเต็มของค่า โดยที่ h = 6.6260664 × 10-34 และ n = 1, 2, 3 ….
• อิเล็กตรอนปล่อยหรือดูดซับพลังงานเมื่อกระโดดจากวงโคจรหนึ่งไปยังอีกวงโคจรหนึ่ง และในการทำเช่นนั้น พวกมันจะปล่อยโฟตอนซึ่งแสดงถึงความแตกต่างของพลังงานระหว่างวงโคจรทั้งสอง

แบบจำลองอะตอมของซอมเมอร์เฟลด์ (ค.ศ. 1916)

แบบจำลองของซอมเมอร์เฟลด์มีพื้นฐานมาจากสมมุติฐานเชิงสัมพัทธภาพของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์

แบบจำลองนี้เสนอโดย Arnold Sommerfield เพื่อพยายามครอบคลุมข้อบกพร่องของแบบจำลอง Bohr

ส่วนหนึ่งมาจากสมมุติฐานเชิงสัมพัทธภาพของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ท่ามกลางการปรับเปลี่ยนนั้นคือการยืนยันว่าวงโคจรของอิเล็กตรอนเป็นวงกลมหรือวงรีที่อิเล็กตรอนมี กระแสไฟฟ้า ตัวพิมพ์เล็กและจากระดับพลังงานที่สองมีระดับย่อยตั้งแต่สองระดับขึ้นไป

แบบจำลองอะตอมของชโรดิงเงอร์ (ค.ศ. 1926)

เสนอโดยเออร์วิน ชโรดิงเงอร์จากการศึกษาของบอร์และซอมเมอร์เฟลด์ เขาตั้งครรภ์อิเล็กตรอนเป็นคลื่นของสสาร ซึ่งทำให้สามารถกำหนดการตีความความน่าจะเป็นของฟังก์ชันคลื่นในภายหลังได้ (ขนาดที่ใช้อธิบาย ความน่าจะเป็น การค้นหาอนุภาคในอวกาศ) โดย Max Born

นั่นหมายความว่าคุณสามารถศึกษาตำแหน่งของอิเล็กตรอนหรือปริมาณของ .ได้อย่างน่าจะเป็น ความเคลื่อนไหว แต่ไม่ใช่ทั้งสองอย่างในเวลาเดียวกัน เนื่องจากหลักการความไม่แน่นอนของไฮเซนเบิร์ก

นี่คือแบบจำลองอะตอมที่มีผลบังคับใช้ในตอนต้นของศตวรรษที่ 21 โดยจะมีการเพิ่มเติมในภายหลัง เป็นที่รู้จักกันในชื่อ "Quantum-Undulatory Model"