VVOJ NZOR NA ATOM Mgr Kamil Kuera Gymnzium

VÝVOJ NÁZORŮ NA ATOM Mgr. Kamil Kučera

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy ANOTACE 1. Kód EVM: 2. Číslo projektu: CZ. 1. 07/1. 1. 28/01. 0050 3. Vytvořeno: prosinec 2013 4. Ročník: 4. ročník – čtyřleté gymnázium, 8. ročník – osmileté gymnázium (RVP-G), 5. K_INOVACE_1. FY. 30 Vzdělávací oblast Člověk a příroda Vzdělávací obor Fyzika Tematický okruh Atomová fyzika Anotace: Materiál slouží jako přehled názorů na atom od starověku až po současnost. Materiál ukazuje jednotlivé modely atomů s popisem důležitých vlastností. Učivo je ověřeno závěrečným testem. Materiál se využije v průběhu hodiny. Pomůcky: interaktivní tabule. Materiál je určen pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízeních. Jakékoliv další využití podléhá autorskému zákonu.

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy ATOM nejmenší částice látky, která je nositelem všech chemických vlastností daného chemického prvku řec. atomos = nedělitelný skládá se: • atomové jádro - Ø 10− 15 m (protony a neutrony) • atomový obal - Ø 10− 10 m (elektrony) hmotnost: 1, 67. 10− 27 - 4, 52. 10− 25 kg náboj: elektricky neutrální [1]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Atomisté Starověké Řecko, 5. st. př. n. l. , Leukippos, Demokritos veškerá hmota se skládá z nepatrných částeček – atomů atom – neviditelná, nedělitelná, neproniknutelná a věčná částice, která se pohybuje v prázdnu spojováním a oddělováním atomů vznikají, zanikají, mění se věci a je dána jejich různorodost [2] [3]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Atomová teorie zakladatel John Dalton – anglický chemik, přelom 18. a 19. století navázal na Demokrita velký význam pro rozvoj chemie atomová teorie: • atomy téhož prvku jsou stejné • prvky se navzájem liší • reakce jsou přeskupováním atomů • atomy nemůžeme vytvořit, ani zničit • reakcemi vznikají sloučeniny a poměr prvků v nich je stálý • atomy stejného prvku mají stejnou hmotnost [4]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Objev elektronu objeven 1897 anglickým fyzikem J. J. Thomsonem (NC 1906) při pokusech s katodovou trubicí – katodové záření (tok elektronů) slovo elektron z řeč. - jantar Elektrické jevy poprvé popsal Thales Milétský na vlastnostech jantarového nástroje. základní vlastnosti elektronu: klidová hmotnost elektrický náboj elementární stabilní částice – lepton spin - fermion [5]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Pudinkový (Thomsonův) model atomu - 1904 • model atomu vytvořen J. J. Thomsonem • atom homogenní kladně nabitá koule, v niž jsou rozptýleny elektrony (částice) - jako sušené švestky v pudinku • elektrony mohly být v atomu umístěny různě a mohly vytvářet různé struktury • EMZ má původ v kmitavých pohybech e • navenek se jeví elektricky neutrální [6]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Objev atomového jádra objeveno na základě Rutherfordova experimentu (Geiger-Marsdenův) – rozptyl radioaktivního záření α při průchodu tenkou folií Au nebo Pt kladně nabitá část atomu – nukleony zabírá nepatrnou část atomu 99, 9% hmotnosti atomu [7] [8]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Rutherfordův (planetární) model atomu - 1911 • model atomu vytvořen anglickým fyzikem E. Ruthefordem • atom skládá z kladně nabitého hutného jádra, kolem kterého obíhají záporně nabité elektrony (obdobně jako planety obíhají Slunce - planetární model atomu) • nedostatek - nestabilita atomu • objev protonu (1919, Rutheford) z řec. protos = první • objev neutronu (1932, Chadwick) [9]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Bohrův model atomu - 1913 • model atomu vytvořen dánským fyzikem N. Bohr (NC 1922) • vysvětluje stabilitu atomu a spektrální vlastnosti atomu (použita klasická i kvantová fyzika) • vlastnosti atomu: 1. Elektrony se pohybují po kružnicových trajektoriích (hladinách), na nichž nevyzařují žádné elektromagnetické záření. 2. Při přechodu z jedné hladiny na druhou elektron vyzáří (pohltí) právě 1 foton. 3. Jsou dovoleny ty trajektorie, jejichž moment hybnosti L = nħ, kde n = 1, 2, 3. . . a ħ redukovaná Planckova konstanta. [11] [10]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kvantově mechanický model atomu - 1925 • zcela založen na principech kvantové fyziky • vychází ze dvou principů: dualismus částic (de Broglie) - mikročástice mají jak korpuskulární tak vlnovou povahu princip neurčitosti (Heisenberg)- pro pohyb elektronů nelze stanovit bod dráhy, lze určit pouze pravděpodobnost výskytu pohyb elektronu popsán vlnovou funkcí ( - pravděpodobnost výskytu - atomový orbital) elektrony (fermiony) musí splňovat Pauliho vylučovací princip – v jednom atomu nemohou být 2 e, které by měly stejnou kombinaci všech 4 kvantových čísel

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Kvantová čísla jednoznačně charakterizovat elektron v obalu je možno pomocí 4 kvantových čísel hlavní kvantové číslo n – udává energii elektronu, určuje velikost orbitalu a pořadí slupky od jádra (K, L, M, …) vedlejší kvantové číslo l – určuje energii elektronu, rozhoduje o tvaru orbitalu a typu podslupky (s, p, d, f, …) magnetické kvantové číslo m – rozhoduje o tvaru orbitalu, určuje počet orbitalů v dané podslupce spinové kvantové číslo s – charakterizuje chování (rotaci) elektronu v orbitalu [12]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy [13]

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Trocha opakování 1. Popište Thomsonův model atomu. 2. Popište Ruthefordův model atomu. 3. Popište Bohrův model atomu. 4. Popište kvantově mechanický model atomu. 5. Kteří učenci jsou považováni za zakladatele atomismu?

Gymnázium a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky Svitavy Zdroje a použitá literatura [1] YZMO. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Helium_atom_QM. svg [2] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Leucippe_(portrait). jpg [3] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //commons. wikimedia. org/wiki/File: Democritus 2. jpg [4] ROSCOE, Henry. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Dalton_John_desk. jpg [5] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: JJ_Thomson. jpg [6] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Plum_pudding_atom. svg [7] NEZNÁMÝ. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Ernest_Rutherford. jpg [8 ] NEZNÁMÝ. 3 pol. cz [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //3 pol. cz/799/print [9] NIGHT INK. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Rutherfordsches_Atommodell. png [10] THE AMERICAN INSTITUTE OF PHYSICS. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Niels_Bohr. jpg [11] JABBERWOK. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Bohr-atom-PAR. svg [12] PATRICIA. FIDI. wikipedia [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //cs. wikipedia. org/wiki/Soubor: Electron_orbitals. svg [13] NEZNÁMÝ. www. zsvltava. cz [online]. [cit. 13. 12. 2013]. Dostupný na WWW: http: //www. zsvltava. cz/fyzika/? p=102 SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. Praha: SPN, 1990, ISBN 80 -04 -22435 -0