| Referate fizica | Bac 2008 fizica| Recomanda unui prieten

Atomul este cea mai mică particulă a unui element chimic. Diametrul atomului este cuprins, aproximativ între 0,8 Å pentru elementele uşoare şi 3 Å pentru elemnetele grele. În contrast cu vechea lor reprezentare, atomii au o structură complexă, căreia i se datorează varietatea proprietăţilor fizice şi chimice. În antichitate atomul a fost reprezentat de gânditori mate-rialişti, ca Leu-cip, Democrit, Epicur şi Aris-totel. Conform teoriei lui Aris-totel: „ orice corp poate fi divizat în părticele oricât de mici fără ca prin aceasta să i se altereze substanţa. Nu se poate arăta o parte atât de mică dintr-o mărime, încât din ea să nu mai putem obţine, prin diviziune, una şi mai mică ”.
De-a lungul evoluţiei cunoştinţelor acumulate şi a tehnicii aflate la dispoziţia omului s-au creat mai multe modele a ceea ce se credea a fi modelul perfect al atomului.
MODELUL SFERIC Conform acestui model, atomilor le revin următoarele proprietăţi: atomii au formă sferică, atomii sunt complet elastici (la o ciocnire cu alţi atomi energia lor cinetică nu se transformă în alte forme de energie) şi atomii aceluiaşi fel de substanţă au aceeaşi mărime şi aceeaşi masă. Atomii au fost deci imaginaţi ca mici particule sferice în care masa este distribuită omogen. Reprezentarea atomului caracteri-zată prin cele 3 proprietăţi enumerate se numeşte modelul sferic al atomului.
MODELUL ATOMIC THOMSON În anul 1904 J.J. Thomson (1856-1940) a dezvoltat un model conform căruia atomul constă dintr-o masă încărcată pozitiv şi distribuită omogen sub formă de sferă. În această masă sunt încorporate în unele locuri sfere mult mai mici, cu sarcină negativă – electronii. Numărul lor este atât de mare încât sarcina lor negativă totală este egală cu sarcina pozitivă a restului atomului. De aceea, în exterior atomul este neutru din punct de vedere electric. Când se separă un electron, restul atomului rămâne pozitiv. Cu ajutorul acestui model atomic, se explică de ce la condicţia electrică în metale participă electronii şi nu atomii reziduali.
MODELUL ATOMIC RUTHERFORD
O extindere a modelului lui Thomson a fost întreprinsă în 1911 de către Rutherford (1871-1937). Bazându-se pe experienţele lui H. Hertz, Lenard, Geiger, Rutherford a elaborat un model atomic nou care are următoarele proprietăţi: aproape toată masa atomului este concentrată în interior într-un volum mic, nucleul atomic. Acest nucleu atomic are un diametru de 10-14 - 10-15 faţă de diametrul de 10-9 - 10-10 m al întregului atom; nucleul este încărcat pozitiv. El este înconjurat de un înveliş de electroni care fac ca, faţă de exterior, atomul să fie neutru din punct de vedere electric; electronii sunt reţinuţi de nucleu prin forţe electrostatice. O mişcare circulară în înveliş împiedică electronii să cadă pe nucleu. Atracţia electrostatică acţionează ca forţă centripetă. Rutherford a calculat traiectorii hiperbolice pentru cazul unei particule în câmpul unui nucleu atomic. El a obţinut o ecuaţie care descrie împrăştierea unui fascicul paralel de raze α la trecerea printr-o foiţă metalică de aur. Cu ajutorul acestei ecuaţii s-a demonstrat că numărul de ordine care îi revine unui element chimic în sistemul periodic este egal cu numărul de sarcină Z al nucleului său. Prin reprezentarea atomului dată de Rutherford s-a introdus pentru prima dată noţiunea de nucleu atomic. El primeşte Premiul Nobel pentru chimie în 1908.
Datele experimentale privind structura complexă a atomului au fost cele legate de: descoperirea electronului, descoperirea nucleului, a nivelelor energetice. Existenţa şi mişcarea electronilor în atomi s-a explicat prin mai multe teorii, dar multe sunt depăşite sau sunt de domeniul istoric. Teoria care a reuşit să explice în cea mai mare parte comportarea electronului în atom şi toate proprităţile substanţelor se bazează pe calculul mecano-cuantic asupra învelişului de electroni.
TEORIA CUANTELOR Max Planck stabileşte că un corp fierbinte nu poate să emită sau să absoarbă lumină de o anumită lungime de unde în cantităţi arbitrare, ci poate să emită sau să absoarbă o anumită cuantă (cantitate) de energie luminoasă de o undă dată. Emiterea sau absorbţia de energie de către substanţe se face pe baza schimbului energetic suferit de electronii din atomi. Deoarece substanţele nu pot absorbi sau emite decât anumite cantităţi de energie, înseamnă că electronul când există în atom nu poate avea decât anumite energii. De aici reiese un adevăr foarte important: în spaţiul atomic electronul are energia cuantificată. Absorbţia de energie radiantă constă în trecerea electronului de la un nivel energetic inferior la unul superior. Emisia este datorată unei treceri inverse. Cantitatea de energie luminoasă W, de lungime de undă λ absorbită sau emisă într-un singur act nu este o cantitate constantă (ca de exemplu sarcina electronului), ci valoarea ei este proporţională cu frecvenţa ν a radiaţiei absorbite sau emise:
ν = C / λ ; W = h • ν , unde h este constantă universală , numită constanta lui Planck, are dimensiunile unei acţiuni [energie] × [timp] = 6,6256 • 10-34 j.s. (±0,0005 • 10-34 j.s.). În afara atomului electronul poate avea toată gama de energii posibile.energia electronului în afara atomului este necuantificată.