Строение атомов. Ионы.

Строение атомов. Ионы.

Васенина Н.А., учитель физики

МАОУ «СОШ № 85» г. Кемерово

https://clck.ru/KwBxJ

https://clck.ru/KwDLU

Древние греки были одной из самых высокоразвитых цивилизаций того времени. И, конечно, первые философы задавались вопросом- как устроен мир, из чего он состоит? Было выдвинуто много теорий, рассмотрим некоторые из них.

https://clck.ru/KwFSL

Историки науки считают Анаксагора (ок. 500–428 до н. э.) первым ученым-профессионалом, целиком посвятившим себя науке.

Анаксагор считал, что мир получил развитие из неопределенного и бесформенного первичного состояния. Оно не совпадало у него ни с водой, ни с воздухом и вообще ни с каким из конкретных чувственно воспринимаемых веществ, хотя и имело вполне вещественную, материальную природу. Первичное состояние мира, по Анаксагору, представляло собой смесь всех веществ, которые потом обнаруживаются в этом мире, -- или (как писал сам Анаксагор) всех «существующих вещей». Эти вещества были раздроблены на бесконечно малые, не воспринимаемые нашими органами чувств частички, перемешанные настолько совершенным образом, что ни одно из веществ не преобладало ни в какой точке пространства. (https://clck.ru/KwJgM)

https://clck.ru/KwGq6

Демокри́т Абдерский

(Абдеры, ок. 460 до н. э. — ок. 370 до н. э. )

— древнегреческий философ

Главным достижением философии Демокрита считается развитие им учения Левкиппа об «атоме» — неделимой частице вещества, обладающей истинным бытием, не разрушающейся и не возникающей (атомистический материализм) . Он описал мир как систему атомов в пустоте, отвергая бесконечную делимость материи, постулируя не только бесконечность числа атомов во Вселенной, но и бесконечность их форм (идей, είδος — «вид, облик» , материалистическая категория, в противоположность идеалистическим идеям Сократа) . Атомы, согласно этой теории, движутся в пустом пространстве (Великой Пустоте, как говорил Демокрит) хаотично, сталкиваются и вследствие соответствия форм, размеров, положений и порядков либо сцепляются, либо разлетаются. Образовавшиеся соединения держатся вместе и таким образом производят возникновение сложных тел. Само же движение — свойство, естественно присущее атомам. Тела — это комбинации атомов. Разнообразие тел обусловлено как различием слагающих их атомов, так и различием порядка сборки, как из одних и тех же букв слагаются разные слова. Атомы не могут соприкасаться, поскольку все, что не имеет внутри себя пустоты, является неделимым, то есть единым атомом. Следовательно, между двумя атомами всегда есть хотя бы маленькие промежутки пустоты, так что даже в обычных телах есть пустота. Отсюда следует также, что при сближении атомов на очень маленькие расстояния между ними начинают действовать силы отталкивания. Вместе с тем, между атомами возможно и взаимное притяжение по принципу «подобное притягивается подобным» . ( http://ru.wikipedia.org/wiki/ Демокрит )

https://clck.ru/KwK7V

• Джозеф Джон Томсон
• (1856-1940)
• Английский физик, лауреат Нобелевской премии.

• В 1897 году открыл существование электрона

На многие века учение Демокрита было забыто. Но все эти долгие века человечество накапливало знания о строении веществ, пройдя огромный путь от алхимии до химии и атомной физики. Томсон открыл существование электрона и первым предложил модель атома.

https://clck.ru/KwKVm

Томсон рассуждал так: внутри атома есть электроны. Они открыты опытным путем, измерен заряд и масса этих частиц. Но в целом атом нейтрален. Ведь тела не заряжены. Зачит,внутри атома находтся и положительный, и отрицательный заряд. Поэтому он предложил модель, в которой внутри чего-то положительного (ведь еще никто не знал, что там, внутри) плавают как рыбки в аквариуме электроны. Или как в английском кексе внутри теста находятся изюминки.

https://clck.ru/KwLE3

Однако физики, тотчас прозвавшие эту модель кексом, стали возражать. Расчеты показывали, что положительного зарряда по массе должно быть слишком много и силы электрического отталкивания должны были разорвать атом слишком быстро. А между тем наша вселенная существует уже 4,5 миллиарда лет. Поэтому строение атома оставалось под вопросом.

https://clck.ru/KwLHN

Эрне́ст Резерфо́рд

(1871 -1937)

Английский физик Новозеландского происхождения

Кембридж

В это же время, в том же университете Англии, в Кембридже, работал физик Эрнест Резерфорд. К тому времени уже было известно, что некоторые вещества в природе являются радиоактивными. Эти вещества выбрасывают в окружающее пространство электроны, какие-то тяжелые частица, заряд и масса которых известны и поток сильно проникающего излучения.

https://clck.ru/KyrpV

Резерфорд решил, что надо исследовать структура атома. Для этого надо «обстрелять» атом тяжелыми радиоактивными частицами, которые назывались альфа-частицами. Впоследствии было доказано, что это- ядра атомов гелия. Но пока они были просто альфа-частицами. Резерфорд знал, что свинец не пропускает альфа- частицы. Поэтому он взял тяжелую свинцовую болванку и просверлил в ней глубокое отверстие. Внутрь отверстия было заложено радиоактивное вещество, испускающее альфа-частицы. Таким образом, получилась радиоактивная пушка, испускающая альфа-частицы только в одном направлении.

Из большого стеклянного баллона, изнутри покрытого специальным веществом, которое под действием радиоактивной частицы вспыхивало маленькой зеленой вспышкой в том месте, куда падала частица, был почти полностью откачан воздух. Внутри была расположена золотая фольга. Дело в том, что золото можно раскатать достаточно тонко. Когда внутри баллона не было препятствия из фольги, то вспышки (сцинтилляции) возникали прямо напротив отверстия «пушки». Когда же была поставлена фольга, то вспышки появлялись уже в разных частях экрана. Частицы даже отбрасывались назад. Весь опыт, надо сказать0 проводился в абсолютной темноте, а за вспышками наблюдали через микроскоп, который мог вращаться вокруг баллона. Иначе вспышки увидеть было довольно трудно.

https://clck.ru/KytvV

Что могло все это означать? Только одно- внутри атома должно было находиться тяжелое положительно заряженное ядро, которое своим электрическим полем могло отбрасывать частицу назад. И ядро должно было занимать очень мало места в пространстве. Ведь основное количество вспышек было именно напротив отверстия пушки.

Ядро

Итак, основываясь на эксперименте, Резерфорд предложил планетарную модель атома.Внутри атома находится положительное ядро, а на орбитах вокруг него летают электроны. В дальнейшем оказалось, что эта модель хорошо описывает структуру атома, хотя на самом деле эта структура более сложная.

электроны

https://clck.ru/Kz5DQ

ядро

протоны

Как вы заметили, ядро атома состоит из большого числа частиц. Кроме того, на рисунке одни частицы желтого цвета, а другие – синего. Это потому, что ядро имеет сложное строение и состоит из двух видов частиц-протонов и нейтронов. Протоны положительно заряжены, а нейтроны не имеют заряда.

нейтроны

https://clck.ru/KzDxy

У любого атома число протонов равно числу электронов и атом в целом нейтрален. Но бывает так, что атом теряет один или даже несколько электронов. Тогда он становится положительно заряженным ионом. А атом, который приобрел электроны, становится отрицательным ионом. Это происходит во время химических реакций. В данном случае атом натрия и фтора образуют молекулу натрия фтористого.

https://clck.ru/KzGc6

Закрепление

https://clck.ru/KzJ9P

• Где и когда зародилась атомная теория строения вещества. Как звали философов, выдвинувших эту теорию?

• Кто открыл электрон? В каком веке было сделано это открытие?

• Кто выдвинул первую теорию строения атома? Расскажите это представление.

• Почему эта теория не была принята и оставляла много сомнений?

• Каким экспериментом проверялась эта теория? Кто проводил этот эксперимент?
• Какие выводы были сделаны из эксперимента?
• Расскажите планетарную теорию строения атома.
• Из каких частиц состоит ядро атома? Какие заряды имеют частицы, входящие в ядро атома?
• Что такое ионы?

Домашнее задание:

§ 24 читать и пересказывать. Стр. 60,61 перенести рисунки моделей атомов и опыта Резерфорда в тетрадь.

https://clck.ru/KzNAe

Используемые ресурсы:

Теория:

• https://clck.ru/KwJgM
• http://ru.wikipedia.org/wiki/Демокрит
• https://clck.ru/KwK7V
•  

• Изображения:
• https://clck.ru/KwBxJ
• https://clck.ru/KwDLU
• https://clck.ru/KwFSL
• https://clck.ru/KwGq6
• https://clck.ru/KwKVm
• https://clck.ru/KwKxL
• https://clck.ru/KwLE3
• https://clck.ru/KwLHN

• https://clck.ru/KyrpV
• https://clck.ru/KytvV
• https://clck.ru/Kz5DQ
• https://clck.ru/KzDxy
• https://clck.ru/KzGc6
• https://clck.ru/KzJ9P
• https://clck.ru/KzNAe