Историческое развитие

На протяжении многих веков в сознании человека господствовали натурфилософские представления об атомах как мельчайших неделимых простейших по составу и неизменных «кирпичиках» вещества.

Сначала химическая атомистика основывалась на представлениях о существовании лишь одного вида мельчайших частиц вещества – атомов, из которых образовываются все тела окружающего мира. На протяжении всей истории развития естествознания высказывались мысли о том, что помимо атомов, существуют и более сложные частицы. Такие идеи развивались в работах Бернулли, Ньютона и Ломоносова. Но достаточно убедительного научного обоснования эти взгляды не имели.

Для объяснения многих свойств представления о «двухступенчатой» дискретной организации вещества было недостаточно. 1860 г., Карлсруэ – съезд химиков – разграничение понятий молекулы и атома.

С представление о «трехступенчатой» организации вещества: атом – молекула – макротело. Все вещества стали представлять состоящими из молекул, которые в свою очередь состоят из атомов. Учение о дискретном строении вещества стало не атомным, а атомно-молекулярным.

19 век – открытие электрона, открытие сложности атомов, их делимости, взаимопревращений, явление радиоактивности. Благодаря этому атом предстал как сложная целостная система, состоящая из более мелких частиц (сублимаций).

Уникальным и принципиально новым явлением в развитии атомистических представлений стали труды Ломоносова (корпускулярные представления о строении вещества, кинетическая теория теплоты, закон сокращения вещества и движения).

История возникновения понятия молекулы – две точки зрения. 1 – аналитическая, молекула как элементарная единица состава тела. 2 – самостоятельное существование молекулы в качестве реальной структурной кинетической единицы материи.

Теория химического строения – учение о строении молекулы, описание всех характеристик, которые в своей совокупности определяют химическое поведение (реакционную способность) данной молекулы.

Теория химического строения по Бутлерову:

· Атомы в молекулах соединяются друг с другом согласно их валентности, порядок распределения связей в молекуле называется химическим строением. Валентность – способность атомов образовывать химические связи

· Изменение этой последовательности приводит к образованию нового вещества с новыми свойствами

· Свойства веществ зависят не только от их состава, но и от химического строения, т.е. от порядка соединения атомов в молекулах и характера их взаимного влияния

· Атомы в молекулах оказывают влияние друг на друга, это приводит к химическим изменениям поведения атома

· Определить состав и строение химического элемента можно по продуктам химических превращений

Из теории Бутлерова вытекает возможность изображать строение молекул в виде структурных формул.

Изомерия – существование соединений, обладающих одним и тем же качественным и количественным составом, но разными свойствами (Бутлеров, 1864).

Планетарная модель атома, или модель Резерфорда — историческая модель строения атома, которую предложил Эрнест Резерфорд в результате эксперимента с рассеиванием альфа-частиц. По этой модели атом состоит из небольшого положительно заряженного ядра, в котором сосредоточена почти вся масса атома, вокруг которого движутся электроны, — подобно тому, как планеты движутся вокруг Солнца. Планетарная модель атома соответствует современным представлениям о строении атома с учётом того, что движение электронов имеет квантовый характер и не описывается законами классической механики. Исторически планетарная модель Резерфорда пришла на смену «модели сливового пудинга» Джозефа Джона Томсона, которая постулирует, что отрицательно заряженные электроны помещены внутрь положительно заряженного атома.

Недостатком планетарной модели была её несовместимость с законами классической физики. Если электроны движутся вокруг ядра как планеты вокруг Солнца, то их движение ускоренное, и, следовательно, по законам классической электродинамики они должны были бы излучать электромагнитные волны, терять энергию и падать на ядро.

Постулаты Бора:

· Электрон может вращаться вокруг ядра не по любым, а только по некоторым определенным круговым орбитам (стационарные)

· Двигаясь по стационарной орбите, электрон не излучает э/м энергию

· Излучение происходит при скачкообразном переходе с одной орбиты на другую, при этом происходит испускание/поглощение квантово-э/м излучения, энергия которого равна разности энергии атома в конечном и исходном состоянии

Лекции за 9/09/2014, 12/09/2014, 16/09/2014, 19/09/2014, 23/09/2014

КОРПУСКУЛЯРНО-ВОЛНОВОЙ ДУАЛИЗМ - важнейшее универсальное свойство природы, заключающееся в том, что всем микрообъектам присущи одновременно и корпускулярные и волновые характеристики. Так, напр., электрон, нейтрон, фотон в одних условиях проявляются как частицы, движущиеся по классич. траекториям и обладающие определ. энергией и импульсом, а в других - обнаруживают свою волновую природу, характерную для явлений интерференции и дифракции частиц. В качестве первичного принципа К.-в. д. лежит в основе квантовой механики и квантовой теории поля.

Уравнение Планка: E=h*v

В 1924 г. Луи де Бройль предположил, что к.-в. д. присуща не только фотону, но и электрону, поэтому электрон должен проявлять волновые свойства, и для него должно выполнятся следующее уравнение де Бройля: Л=h/mv (v – ск-ть, h=6,626*10^-34 – постоянная Планка).