Файл: Столярчук В.Г. Строение атома и периодическая система элементов Д. И. Менделеева.pdf

Насколько

Jf

-

излучение

о б л а д а е т

проникающей

с п о с о б ­

ность»^ можно

судить

на

основания

следующих

примеров:

а)

при

р а б о т е р е а к т о р а

( i

1^)

т р е б у е т с я

IOOOOO т

бетона

ддя

защити

от

J

-

и з л у ч е н и я ;

б )

железо,

толщиной

30

см

н е

защищает

от

Jj -

и з л у ч е н и я .

Исследования Резерфорда , Содди н

других

п о к а з а л и ,

что радиоактивно е излучение -

г т о

процесс

самопроизвольного

распада некоторых

тяжёлых

а т о и о в , приводящий

к

превращению

одного

элемента

в

д р у г о й .

и д а л е е ,

явление

р а д и о ­

активности

т а и в

п о к а з а л о ,

что

из атома

может

п р о ­

исходить

излучение

к а к

полоыительннх,

так

а

о т р и ­

цательных

чаогаЦс

Лйким

о б р а з о м ,

открытие

катодных

л у ч е й ,

терно

-

в ф о т о -

г л е з т р н ч а с х о г о

эффектов,

лучей

р е н т г е н а ,

явления

р а д в о а к т и в -

а о с т и

ж д р ,

у к а з ы в а л о ,

ч т с а т о м

имеет

е л о а н о е

о т р о е н и е ,

жроыз

того,

атои

с о с т о и т

из

положительно

и

отрицательно

з а р я ­

женных

ч а о т я ц .

Но,

т а к

к а к

а т о и

в целой

з л е к т р о к е й т р а л е н ,

т о .

Заряды

должны

быть

равны,

но

с

различными

з н а к а * .

.Поэтому

е с т е с т в е н н о

в с т а л

вопрос

о

модели

атома,

5

г.,

РАННИЕ над ЕЛИ АТОМА

*•

Модель

Дж.Лж.

Тоисона

( 1903

г . )

Автор

п р е д л а г а е т

модель

а т о м а ,

исходя

и з

т о г о ,

ч\\> о т д е л ь ­

н а

атом

прэдотавлнет

собой сферическое

о б л а к о ,

состоящее

и з

Сол оя г тельных

з а р я д о в ,

в

которое

вкраплены

отриц&тельно

з а р я -

г е е ш в

влектрояы ( э т у

модель

иногда

называют

мое

•льв"!тудинг

« «замой") [I2-.2,

-

15

-

При

определённом

р а с п р е д е л е н и я

э л е к т р о н о в

с и с т е м а

может

быть

механически, у с т о й ч и в а .

Юмсон

п о л а г а л ,

ч т о электроны

в атоме р а с п о л а г а ю т с я 1

сл-оями.,

я

ч т о химические

с в о й с т в а

э л е ­

мента

определяются - вяеппшм'олоем

э л е к т р о н о в .

Внешние

э л е к т р о ­

ны

в

некоторнх

с л у я з я х

могут

л е г к о

о т д е л я т ь с я

от а т о м а ,

чем

объяснялась

электропроводность

р я д а

в е щ е с т в ,

эмиссия

катодных

л у ч е й , фотоэлектронов

ж-

J5 -

ч а с т и ц .

Движение

э л е к т р о н о в

в н у ­

три

т а к о г о о б л а к а

• згло

включить

к о л е б а н и я ,

ч а о т о ш

которых

с о о т в е т с т в о в а л и

ч а с т о т а м

и с п у с к а е м о г о

и

поглощаемого

с в е т а

[ V .

12 ] .

Но

данная

модель

атома

не

п о з в о л я л а

с д е л а т ь предсказания

р я д а с в о й с т в

а т о м о в ,

которые

ион но

было

бы

проверить

э к с п е р и »

м е н т а л ь н о . Даннаячмодель

в п о с л е д с т в и и

не была

п р и з н а н н о й . .

2 . Планетарная модель атома

р е з е р ф о р д а .

Первую

экспериментальную

обоснованную

модель

атома

д а л

в 1 9 Ц

году

английский

учёный

Резерфорд

(1871-1937

г г . )

[ l l , l 2 ]

. В

своих

и с с л е д о в а н и я х

Резерфорд

в о с п о л ь з о в а л с я

опытами

Б р э г а ,

{ ф у к с а ,

Г е й т е д я ,

Г е й г е р а

и Ш р с д е н а .

Иссле~

д у я

способность

п р о х о ж д е н и я а С -

частиц

ч е р е з

тонкие

п л а с т и н -

кп

( ф о л ь г у )

металлов^

Резерфорд

о т м е т и л ,

что

и з

300O-I0000

с<

- ч а с т и ц

о д н а - ч а с т и ц а ка к

бы

возвращается

о б р а т н о , з н а ­

ч и т е л ь н а я

ч а с т ь

их

испытывает

о т к л о н е н и е , на

небольшой

угол

( 2 - 3 ° )

и

основная

м а с с а

частиц

проходит

с л о в н о

ч е р е з

п у с т о *

т у ( р н с .

2 ; ) .

Наиболее

наглядно

движение

d

« частиц

можно

наблюдать

в

камере

Вильсона*

Р и с . 2 .

Схема

опыта

Резерфорда

по

пропусканию

а л ь ф а -

чаотиц

ч е р е з

очень

тонкие

металлические

п л а с ­

тинка.

Подавляющее

большинство оС - ч а с т и ц имеет прямолинейные

траектории

и

лишь

н е з н а ч и т е л ь н а я

д о л я

этих

ч а с т и ц п р е т е р п е ­

в а е т отклонения

от

прямолинейного

п у т и .

Изменения

в н а п р а в -

. лапин

движения

cl

-

чаотиц

вызываются

не

столкновениями

с

электронами

еб

( т . к . м а с с а

э л е к т р о н а

почти

в 7500

р а з

м е н ь ­

ше массы

U

- частицы

и

поэтому с к о р е е

э л е к т р о н

изменит

на»

правление

о в о е г о

д в и ж е н и я ) ,

а ,

о ч е в и д н о ,

взаимодействием

её

о положительно

заряженными

частями а т о м о в ,

масса

которых

того

же

п о р я д к а ,

ч т о

и

м а с с а oL -

ч а с т и ц .

Т о - е с т ь

для

т о г о ,

чтобы

Ы. -

чаотица

могла

получить

наибольшее отклонение

от

о в о е г о д в и ж е н и я ,

она

должна

в с т р е т и т ь с я

о

ч а с т и ц е й ,

которая

обладала

Си

н е

только

большим

зарядом

( п о л о ж и т е л ь н ы м ) г

но

и

- болькев

м а с с о й .

малы

по размеру,

но

обладают

о оль я ой

массой и только

она

могут

вызвать

отклонение

в движении

d

~

частицы.

Было замечено, что величина излома

в движении

oL -

части ­

цы зависит от атомной массы элемента

(

металла

) ,

а

живи но,

чем больше атомная масса металла, тем больше величина

излома

при движении

Ы. -

частицы.

В результате своих экспериментальных работ Резерфода

предложил так

называемую

планетарную

(

нуклеарчую

)

модель

атома, подобную солнечной

системе: Солнце,

вокруг Солнца в р а ­

щаются девять

планет.

Масса

в с е х

планет

равна

1/750

массы

Солнца,

Планеты расположены

на огромных

расстояниях

от

Солнца.

-Меркурий, ближайшая к Солнцу планета,находится

на

расстоянии

58 млн. км.

.

Атом. В центре атома находится положительно

заряженное

ядро, в котором сосредоточена почти

вся'масса

агома;

вокруг ядра по круговым орбитам вращают:;я электроны, сумма

зарядов которых

равна

заряду

ядра

(

рис. 3 ) .

Положительно

заряженные

Ы -

частицы

отталкиваются

положи­

тельно

заряженными

ядрами, когда они В Исключительно редких

случаях

проходят в

непосредственной

близости' от последних

( рис.

2 ) .

Объём

ядра меньше объёма

всего

атома Примерно в ДО*-' ра

Плотность

ядерного

вещества

равна

10^** г / с м ^ .