Nowoczesna teoria atomiczna: modele
W 1913 roku Neils Bohr, student Rutherforda, opracował nowy model atomu. Zaproponował, że elektrony są ułożone w niecentrycznych kołowych orbitach wokół Model ten jest wzorowany na układzie słonecznym i jest znany jako model planetarny. Model Bohra można podsumować za pomocą następujących czterech zasad:
- Elektrony zajmują tylko określone orbity wokół jądra. Orbity te są stabilne i są zwane orbitami „stacjonarnymi”.
- Każda orbita ma związaną z nią energię. Najbliższa orbita jądra ma energię E1, następna orbita E2 itd.
- Energia jest pochłaniana, gdy elektron skacze z z niższej orbity na wyższą i energia jest emitowana, gdy elektron spada z wyższej orbity na niższą orbitę.
- Energię i częstotliwość emitowanego lub pochłanianego światła można obliczyć na podstawie różnicy między pl dwie orbitalenergie.
W 1926 roku austriacki fizyk Erwin Schrödinger poszedł o krok dalej w tworzeniu modelu atomu Bohra. Schrödinger użył równań matematycznych do opisania prawdopodobieństwa znalezienia elektronu w określonej pozycji. Ten model atomowy jest znany jako model mechaniki kwantowej atomu. W przeciwieństwie do modelu Bohra, model mechaniki kwantowej nie definiuje dokładnej ścieżki elektronu, ale raczej przewiduje prawdopodobieństwo lokalizacji elektronu. Model ten można przedstawić jako jądro otoczone chmurą elektronów. Tam, gdzie chmura jest najbardziej gęsta, prawdopodobieństwo znalezienia elektronu jest największe i odwrotnie, istnieje mniejsze prawdopodobieństwo, że elektron znajdzie się w mniej gęstym obszarze chmury. W ten sposób model ten wprowadził koncepcję poziomów subenergii.
Do 1932 r. Sądzono, że atom składa się z dodatnio naładowanego jądra otoczonego ujemnie naładowanymi elektronami. W 1932 roku James Chadwick zbombardował atomy berylu cząstkami alfa. Wytworzono nieznane promieniowanie. Chadwick zinterpretował to promieniowanie jako złożone z cząstek o obojętnym ładunku elektrycznym i przybliżonej masie protonu. Cząstka ta stała się znana jako neutron, a wraz z odkryciem neutronu chemikom udostępniono odpowiedni model atomu.
Od 1932 roku, w wyniku ciągłych eksperymentów, odkryto wiele dodatkowych cząstek w atomie. pierwiastki zostały utworzone przez bombardowanie istniejących jąder różnymi cząstkami subatomowymi. Teoria atomowa została dodatkowo wzmocniona przez pogląd, że protony i neutrony są zbudowane z jeszcze mniejszych jednostek zwanych kwarkami, a same kwarki są z kolei zbudowane z wibrujących strun energii. Teoria składu atomu nadal jest ciągłą i ekscytującą przygodą.