Атомная теория


Атомная теория — это научная теория, согласно которой материя состоит из частиц, называемых атомами. Теория атома берёт свое начало в древней философской традиции, известной как атомизм. Согласно этой идее, если взять кусок материи и разрезать его на все более мелкие части, он в конечном итоге достигнет точки, когда части нельзя будет разрезать на что-либо меньшее. Древнегреческие философы называли эти гипотетические конечные частицы материи атомосом, что означало «неразрезаемый».

В начале 1800-х годов учёный Джон Дальтон заметил, что химические вещества, казалось, объединяются и распадаются на другие вещества по весу. Некоторые предполагали, что каждый химический элемент в конечном итоге состоит из крошечных неделимых частиц постоянного веса. Вскоре после 1850 года некоторые физики разработали кинетическую теорию газов и тепла, которая математически описывала поведение газов, предполагая, что они состоят из частиц. В начале 20 века Альберт Эйнштейн и Жан Перрен доказали, что броуновское движение (беспорядочное движение зёрен пыльцы в воде) вызвано действием молекул воды; эта третья линия доказательств заглушила оставшиеся у ученых сомнения в том, существуют ли атомы и молекулы в реальности. На протяжении девятнадцатого века некоторые учёные предупреждали, что доказательства существования атомов являются косвенными, и поэтому атомы на самом деле могут не быть реальными, а только казаться реальными.

К началу 20 века учёные разработали довольно подробные и точные модели структуры материи, что привело к более строгой классификации крошечных невидимых частиц, составляющих обычную материю. Атом теперь определяется как основная частица, составляющая химический элемент. Примерно на рубеже 20-го века физики обнаружили, что частицы, которые химики назвали «атомами», на самом деле являются скоплениями ещё более мелких частиц (субатомных частиц). Сейчас термин элементарная частица используется для обозначения фактически неделимых частиц, а атомы остаются самыми мелкими частицами, неделимыми химически.

Идея о том, что материя состоит из отдельных единиц, — очень стара. Она появилась во многих древних культурах, таких как Греция и Индия. Слово «атом» др.-греч. ἄτομος, что означает «неразрезаемый», был придуман досократическим греческим философом Левкиппом и его учеником Демокритом (460—370 до н. э.)[1][2][3][4]. Демокрит учил, что количество атомов бесконечно, они не сотворены и вечны, а качества объекта зависят от типов, составляющих его атомов. Атомизм Демокрита был усовершенствован и развит более поздним греческим философом Эпикуром (341—270 до н. э.) и римским эпикурейским поэтом Лукрецием (99-55 до н. э.). В период раннего средневековья в Западной Европе об атомизме почти забыли. В XII веке он снова стал известен в Западной Европе благодаря ссылкам на него в недавно открытых трудах Аристотеля.


Текущая теоретическая модель атома включает плотное ядро, окруженное вероятностным «облаком» электронов.
Эксперимент Гейгера — Марсдена
Слева: Ожидаемые результаты: альфа-частицы проходят через модель атома с пренебрежимо малым отклонением.
Справа: наблюдаемые результаты: небольшая часть частиц отклоняется концентрированным положительным зарядом ядра.
Модель атома Бора
Пять заполненных атомных орбиталей атома неона разделены и расположены в порядке возрастания энергии слева направо, при этом последние три орбитали равны по энергии. Каждая орбиталь содержит до двух электронов, которые, с наибольшей вероятностью, находятся в зонах, представленных цветными пузырьками. Каждый электрон в равной степени присутствует в обеих орбитальных зонах, показанных здесь цветом только для того, чтобы выделить разные волновые фазы.
Атом как символ науки.