Atómová teória

Demokritova atómová teória

Demokritos si myslel, že ak niečo stále znova a znova rozrežete na polovicu, nakoniec budete musieť prestať. Tvrdil, že tento posledný kus hmoty sa už nedá rozrezať na menšie kúsky. Démokritos tieto malé kúsky hmoty nazýval atómami, čo znamená "nedeliteľný". Myslel si, že atómy budú trvať večne, nikdy sa nezmenia a nedajú sa zničiť. Demokritos si myslel, že medzi atómami nič nie je a že všetko okolo nás sa dá vysvetliť, ak pochopíme, ako atómy fungujú.

Niektorí iní filozofi s ním súhlasili, iní nie. Nemali možnosť experimentálne dokázať, či je jeho teória pravdivá alebo nie.

Boscovichova atómová teória

V roku 1758 Roger Joseph Boscovich opísal predchodcu atómovej teórie.

Daltonova atómová teória

V roku 1803 anglický vedec John Dalton, rodák z Cumberlandu, prepracoval Demokritovu teóriu takto:

1. Všetka hmota sa skladá z atómov.
2. Že atómy sú nedeliteľné a neviditeľné častice.
3. Že atómy toho istého prvku sú rovnakého typu a hmotnosti.
4. Atómy, ktoré tvoria chemické zlúčeniny, sú prítomné v stanovených pomeroch.
5. Chemické zmeny zodpovedajú reorganizácii atómov, ktoré sa zúčastňujú na chemickej reakcii.

Dalton definoval atóm ako základnú jednotku prvku, ktorá sa môže zúčastňovať na chemickej kombinácii.

Thomsonov atómový model

V roku 1850 sir William Crookes skonštruoval "výbojku", t. j. sklenenú trubicu s odstráneným vzduchom a kovovými elektródami na jej koncoch, pripojenú k zdroju vysokého napätia. Pri vytvorení vákua v trubici je možné pozorovať svetelný výboj, ktorý prechádza z katódy (záporne nabitá elektróda) na anódu (kladne nabitá elektróda). Crookes nazval toto vyžarovanie "katódové lúče".

Po experimentoch s katódovými lúčmi sir Joseph John Thomson zistil, že vyžarovaný lúč tvoria záporné náboje, pretože ich priťahuje kladný pól. Thomson vedel, že atómy sú elektricky neutrálne, ale zistil, že na to, aby k tomu došlo, musí mať atóm rovnaké množstvo záporných a kladných nábojov. Záporné náboje nazval elektróny (e-).

Na základe predpokladov o neutrálnom náboji atómov Thomson navrhol prvý atómový model, ktorý bol opísaný ako kladne nabitá guľa, v ktorej boli vložené elektróny (so záporným nábojom). Je známy ako model slivkového pudingu.

V roku 1906 Robert Millikan určil, že elektróny majú Coulombov (C) náboj -1,6 * 10⁻¹⁹, čo umožnilo vypočítať ich hmotnosť ako nepatrnú, rovnú 9,109 * 10 ⁻³¹kg.

V tom istom čase experimenty Eugena Goldsteina v roku 1886 s katódovými výbojkami umožnili zistiť, že kladné náboje majú hmotnosť 1,6726 * 10 ⁻²⁷kg a elektrický náboj +1,6 * 10 C⁻¹⁹. Lord Ernest Rutherford neskôr pomenoval tieto kladne nabité častice protóny

Schematické znázornenie modelu Thomson.

Rutherfordov atómový model

V roku 1910 novozélandský fyzik Ernest Rutherford vyslovil myšlienku, že kladné náboje atómu sa nachádzajú najmä v jeho strede, v jadre, a elektróny (e-) okolo neho.

Rutherford to dokázal, keď použil zdroj alfa žiarenia (z hélia) na zasiahnutie veľmi tenkých plátov zlata obklopených tienidlom zo sulfidu zinočnatého, ktoré pri zásahu alfa žiarením vydávali viditeľné svetlo. Tento experiment sa nazýval Geiger-Marsdenov experiment alebo experiment so zlatou fóliou

V tomto štádiu už boli jasné hlavné prvky atómu a objav, že atómy prvku sa môžu vyskytovať v izotopoch. Izotopy sa líšia počtom neutrónov prítomných v jadre. Hoci tento model bol dobre pochopený, moderná fyzika sa vyvíjala ďalej a súčasné predstavy sa nedajú ľahko pochopiť. Určitú predstavu o súčasnej atómovej fyzike nájdete v odkazoch v tabuľke nižšie.

Atómový experiment lorda Ernesta Rutherforda

Moderná fyzika

Atómy nie sú elementárne častice, pretože sa skladajú zo subatomárnych častíc, ako sú protóny a neutróny. Protony a neutróny tiež nie sú elementárne častice, pretože sa skladajú z ešte menších častíc nazývaných kvarky, ktoré sú spojené inými časticami nazývanými gluóny (pretože "lepia" kvarky v atóme). Kvarky sú elementárne, pretože kvarky sa nedajú ďalej rozložiť.