Baru-baru ini, saya tiba-tiba menemukan bahwa banyak orang tidak memahami model atom dengan benar. Yang saya maksud dengan orang-orang ini adalah mereka tahu bahwa atom adalah unit dasar yang menyusun segala sesuatu, tetapi mereka tidak memahami struktur atom dengan benar.
Menurut saya konsep "atom" adalah istilah ilmiah yang harus diketahui semua orang, lagipula, Anda, saya, dan segala sesuatu yang kita lihat sehari-hari terbuat dari atom. Oleh karena itu, hari ini kita hanya akan mendapatkan pemahaman yang benar tentang model atom paling akurat yang saat ini diketahui dari sejarah perkembangan model atom.
Sebelum memulai, izinkan saya melakukan survei. Tahukah Anda manakah dari lima model atom berikut yang paling benar?
Manakah dari kelima model atom diatas yang paling benar (pilihan tunggal) 0 orang 0% Gambar 10 orang 0% Gambar 20 orang 0% Gambar 30 orang 0% Gambar 40 orang 0% Gambar 50 orang 0% Tidak tahu Pilih
Saya juga melakukan survei kecil-kecilan dengan banyak teman non-ilmiah di sekitar saya, tidak termasuk mereka yang tidak tahu istilah atom. Kebanyakan orang memberi jawaban pada Gambar 3, dan beberapa orang mengira itu Gambar 4.
Memang, jika Anda memasukkan "atom" dalam gambar Google atau Baidu, Anda akan menemukan bahwa sebagian besar gambar yang ditemukan adalah model atom planet (Gambar 3). Tidak heran jika banyak orang yang menganggap atom seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.
Faktanya adalah gambar ini salah.
Pada awal Yunani kuno, Democritus (lebih mungkin gurunya Lekibe) mengusulkan bahwa segala sesuatu terdiri dari atom yang tidak dapat dibagi. Tetapi baru pada abad ke-19, ahli kimia Inggris Dalton membangkitkan kembali teori atom Democritus dan mengusulkan berdasarkan bukti eksperimental. Model bola padat (Gambar 1). Dia percaya bahwa semua elemen terbuat dari atom, dan atom tidak dapat dibagi atau dihancurkan.
Pada awal abad ke-20, para ilmuwan mengetahui bahwa atom terbuat dari elektron bermuatan negatif ditambah benda bermuatan positif tertentu. Pada saat itu, gagasan utama (yang dikemukakan oleh penemu elektron Thomson) adalah bahwa atom adalah bola bermuatan positif dengan elektron yang tertanam di dalamnya, yang tampak seperti puding kismis, jadi itu disebut Model Puding Kismis (Gambar II).
Model puding kismis Thomson, juga dikenal sebagai model puding prem, model semangka, dan model Thomson. (Sumber gambar: boundless.com)
Namun pada tahun 1911, penampilan Rutherford mengubah segalanya. Dia berada di Universitas Manchester dan menerbitkan hasil percobaan kertas emas yang terkenal. Dalam pengaturan eksperimental Rutherford (digambarkan di bawah), sumber radioaktif menembakkan sekumpulan partikel alfa bermuatan positif, mengenai lapisan emas yang sangat tipis dengan lingkaran layar seng sulfida di sekitar kertas emas, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah (a ). Saat partikel alfa mengenai layar, mereka akan mengeluarkan sedikit kilatan.
Eksperimen kertas emas Rutherford. Saat ini, fisikawan masih mengikuti model eksperimental Rutherford untuk menjelajahi dunia subatom. (Sumber gambar: Arsip Buku)
Berdasarkan model puding kismis, kami berharap untuk melihat partikel alfa secara langsung melewati kertas emas dalam percobaan, membentuk sekumpulan kecil kilatan di layar, seperti pada gambar (b) di atas.
tapi! Seperti yang Anda lihat dari gambar (c) di atas, beberapa partikel alfa dibelokkan dengan sudut yang besar! ! ! Eksperimen selalu dapat memberi kita hasil yang tidak terduga. Karena partikel alfa yang bermuatan positif dibelokkan, Rutherford membuat ringkasan yang berani dari hasil eksperimennya: Di dalam atom, yang membuat partikel alfa membelok ke arah lain pasti kecil, berat, dan Itu bermuatan positif. Atom harus memiliki inti!
Jadi dia mengusulkan struktur atom Model planet : Elektron berputar mengelilingi inti seperti planet di tata surya berputar mengelilingi matahari.
Model planet Rutherford. (Sumber gambar: SciShow)
Model Rutherford secara akurat memprediksikan bahwa pusat atom adalah proton dan elektron mengorbit inti. Sekarang Anda masih dapat melihat modelnya diterapkan pada penjelasan dasar atom. Namun, model planet memiliki masalah besar: Menurut teori elektromagnetik klasik, elektron semacam itu memancarkan radiasi elektromagnetik dan kehilangan energi, sehingga ia jatuh ke dalam inti atom. Ini berarti bahwa semua atom pada akhirnya akan runtuh. Tetapi kita tahu bahwa atom stabil memang ada, jika tidak maka tidak akan ada kita, jadi pasti ada yang salah.
Hanya dua tahun kemudian, pada tahun 1913, fisikawan Denmark Bohr (mahasiswa Rutherford) merevisi model Rutherford dan memecahkan masalah ini dengan sempurna.
Model Bohr (Gambar 4) mengasumsikan bahwa elektron hanya dapat bergerak secara melingkar di sekitar inti pada rangkaian orbit energi spesifik.Energi spesifik ini disebut tingkat energi elektron. Elektron hanya dapat bergerak tepat pada orbit tertentu, sehingga tidak akan runtuh menuju nukleus.
Model atom Bohr menjelaskan spektrum atom hidrogen dengan sangat baik. Ketika sebuah elektron melompat dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya, ia akan meradiasikan foton Energi foton dapat dihitung dari E pada gambar. (© HyperPhysics)
Ketika sebuah elektron melompat dari satu tingkat energi ke tingkat energi lainnya, ia akan memancarkan atau menyerap foton yang sesuai dengan perbedaan energi antara tingkat energi tersebut. Model Bohr berhasil menjelaskan distribusi garis spektral atom hidrogen. Oleh karena itu, ia dengan cepat menjadi model atom paling populer dan sering digunakan saat ini untuk menjelaskan struktur dasar atom.
Tetapi model Bohr masih belum sepenuhnya menjadi model atom yang benar.
Pada 1932, ada penemuan terobosan. Fisikawan Inggris Chadwick menemukan keberadaan neutron. Neutron bersifat netral secara elektrik, yang juga membantu menjelaskan mengapa inti atom berat.
Penemuan terobosan lain terkait dengan mekanika kuantum, yaitu elektron tidak harus bergerak dalam lingkaran di sekitar nukleus di sepanjang orbit tertentu. Faktanya, elektron tidak harus berada di lokasi tertentu pada waktu tertentu, tetapi dapat berada di tempat berbeda di area yang lebih luas pada waktu yang sama. Kemudian, ketika Anda benar-benar mengukur sebuah elektron, ia tiba-tiba berada di tempat tertentu di area tersebut.
Konsep ini sangat berbeda dengan dunia yang kita alami dalam kenyataan. Tapi ini adalah mekanika kuantum. Saat Anda mengukur elektron, area di mana Anda mungkin menemukan elektron disebut Awan elektronik . Misalnya, struktur atom helium:
Atom helium: Inti terdiri dari dua proton dan dua neutron, dan awan elektron (area hitam) mengelilingi inti. (Sumber gambar: SciShow)
Dalam struktur atom helium, terdapat inti atom yang terdiri dari proton dan neutron di tengahnya, dan awan elektron berbentuk bola mengelilingi inti atom. Awan elektron yang lebih dekat ke inti lebih gelap, yang berarti bahwa saat Anda mengukur, kemungkinan menemukan elektron di area yang lebih gelap lebih tinggi. Para ilmuwan juga menemukan bahwa kemungkinan menemukan elektron di orbit Bohr adalah yang tertinggi, itulah sebabnya kita sering menggunakan model Bohr untuk menyederhanakan perhitungan.
Trek elektronik. (Sumber gambar: Wikimedia Commons)
Namun, ketika mempelajari atom yang semakin besar, yang berarti bahwa mereka mengandung lebih banyak elektron, awan elektron mulai saling mengganggu dan mulai mengambil berbagai bentuk.
Model awan elektron dari mekanika kuantum (Gambar 5) adalah model atom paling akurat yang pernah diketahui.
Tetapi ini tidak berarti bahwa model lain tidak berguna. Misalnya, model Bohr berguna saat Anda ingin fokus pada studi tingkat energi dan radiasi. Jika Anda ingin mempelajari ikatan kimia, Anda memerlukan model awan elektron untuk menentukan letak elektronnya. Tetapi jika Anda ingin orang lain memiliki pemahaman yang sangat mendasar tentang struktur atom, model planet akan menjadi pilihan yang baik. Jika Anda ingin mengetahui gambaran sebenarnya dari struktur atom, lihat ini:
Gambaran nyata pertama dari struktur orbital atom hidrogen. (Foto kredit: APS / Alan Stonebrakere)
Terakhir, tinggalkan pertanyaan untuk Anda pikirkan. Menurut Anda, apakah mungkin atom-atom dalam tubuh kita berasal dari masa lalu? Misalnya, mungkinkah atom dalam tubuh Anda juga berada di Qin Shihuang? (Perlu dicatat bahwa Anda biasanya berpikir bahwa "Anda" di sini mengacu pada tulang, otot, kulit, atau organ Anda lainnya, tetapi dari sudut pandang seluler, ini hanya mengandung 4% sel tubuh Anda. 96% lainnya Dari sel darah dan bakteri.)
- Sun Xingmin, 35 juta euro, memiliki perasaan seperti Zheng Zhi dari China, dia sangat merindukan Kane.
- Melaju dengan kecepatan tinggi di 120 yard pada 1800 rpm, konsumsi bahan bakar hanya 6 di polos, para netizen menyebutnya monster kecil
- Gerakan lambat memulihkan seluruh proses Zhao Rui makan T: keterampilan Lion Roar menakutkan lawan, Du Feng membuat masalah bagi murid-muridnya
- Kementerian Perumahan dan Pembangunan Perkotaan-Pedesaan: Bangunan perumahan harus diperdagangkan dengan area yang digunakan di set! Mencari komentar
- Kim Young-kwon menunjukkan performa terbaiknya tahun ini, jadi dia tidak akan "dibersihkan" oleh Guangzhou Evergrande
- Benteng pertahanan pantai kuno di pantai tenggara, gerbang terkenal di Tiongkok: Xiongzhenguan di Nan'ao
- Mobil ini akan mengambil 718 pekerjaan, mesin EA888 + penggerak empat roda, bagaimana karakter yang stabil
- Gerakan lambat memulihkan kesalahan fatal Cong Mingchen: Guo Ailun melompat ke dalam guntur, mengeluh tentang dipegang oleh Gao Shiyan
- 300.000 konfigurasi, 200.000 ruang, lebih dari 60.000 untuk membelinya untuk tur mengemudi sendiri Festival Perahu Naga