DIR Return Create A Forum - Home
---------------------------------------------------------
Forum Practic
HTML https://practic.createaforum.com
---------------------------------------------------------
*****************************************************
DIR Return to: Fizica
*****************************************************
#Post#: 146--------------------------------------------------
ATOMUL - Referat
DIR By: iulianstoian
Date: January 14, 2015, 6:08 am
---------------------------------------------------------
Atomul este cea mai mica particula a unui element chimic.
Diametrul atomului este cuprins, aproximativ intre 0,8 A pentru
elementele usoare si 3 A pentru elemnetele grele. In contrast cu
vechea lor reprezentare, atomii au o structura complexa, careia
i se datoreaza varietatea proprietatilor fizice si chimice. In
antichitate atomul a fost reprezentat de ganditori
mate-rialisti, ca Leu-cip, Democrit, Epicur si Aris-totel.
Conform teoriei lui Aris-totel: „ orice corp poate fi divizat in
particele oricat de mici fara ca prin aceasta sa i se altereze
substanta. Nu se poate arata o parte atat de mica dintr-o
marime, incat din ea sa nu mai putem obtine, prin diviziune, una
si mai mica ”.
De-a lungul evolutiei cunostintelor acumulate si a tehnicii
aflate la dispozitia 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
urmatoarele proprietati: atomii au forma sferica, atomii sunt
complet elastici (la o ciocnire cu alti atomi energia lor
cinetica nu se transforma in alte forme de energie) si atomii
aceluiasi fel de substanta au aceeasi marime si aceeasi masa.
Atomii au fost deci imaginati ca mici particule sferice in care
masa este distribuita omogen. Reprezentarea atomului
caracteri-zata prin cele 3 proprietati enumerate se numeste
modelul sferic al atomului.
MODELUL ATOMIC THOMSON In anul 1904 J.J. Thomson (1856-1940) a
dezvoltat un model conform caruia atomul consta dintr-o masa
incarcata pozitiv si distribuita omogen sub forma de sfera. In
aceasta masa sunt incorporate in unele locuri sfere mult mai
mici, cu sarcina negativa -; electronii. Numarul lor este atat
de mare incat sarcina lor negativa totala este egala cu sarcina
pozitiva a restului atomului. De aceea, in exterior atomul este
neutru din punct de vedere electric. Cand se separa un electron,
restul atomului ramane pozitiv. Cu ajutorul acestui model
atomic, se explica de ce la condictia electrica in metale
participa electronii si nu atomii reziduali.
MODELUL ATOMIC RUTHERFORD
O extindere a modelului lui Thomson a fost intreprinsa in 1911
de catre Rutherford (1871-1937). Bazandu-se pe experientele lui
H. Hertz, Lenard, Geiger, Rutherford a elaborat un model atomic
nou care are urmatoarele proprietati: aproape toata masa
atomului este concentrata in interior intr-un volum mic, nucleul
atomic. Acest nucleu atomic are un diametru de 10-14 - 10-15
fata de diametrul de 10-9 - 10-10 m al intregului atom; nucleul
este incarcat pozitiv. El este inconjurat de un invelis de
electroni care fac ca, fata de exterior, atomul sa fie neutru
din punct de vedere electric; electronii sunt retinuti de nucleu
prin forte electrostatice. O miscare circulara in invelis
impiedica electronii sa cada pe nucleu. Atractia electrostatica
actioneaza ca forta centripeta. Rutherford a calculat
traiectorii hiperbolice pentru cazul unei particule in campul
unui nucleu atomic. El a obtinut o ecuatie care descrie
imprastierea unui fascicul paralel de raze a la trecerea
printr-o foita metalica de aur. Cu ajutorul acestei ecuatii s-a
demonstrat ca numarul de ordine care ii revine unui element
chimic in sistemul periodic este egal cu numarul de sarcina Z al
nucleului sau. Prin reprezentarea atomului data de Rutherford
s-a introdus pentru prima data notiunea de nucleu atomic. El
primeste Premiul Nobel pentru chimie in 1908.
Datele experimentale privind structura complexa a atomului au
fost cele legate de: descoperirea electronului, descoperirea
nucleului, a nivelelor energetice. Existenta si miscarea
electronilor in atomi s-a explicat prin mai multe teorii, dar
multe sunt depasite sau sunt de domeniul istoric. Teoria care a
reusit sa explice in cea mai mare parte comportarea electronului
in atom si toate propritatile substantelor se bazeaza pe
calculul mecano-cuantic asupra invelisului de electroni.
TEORIA CUANTELOR Max Planck stabileste ca un corp fierbinte nu
poate sa emita sau sa absoarba lumina de o anumita lungime de
unde in cantitati arbitrare, ci poate sa emita sau sa absoarba o
anumita cuanta (cantitate) de energie luminoasa de o unda data.
Emiterea sau absorbtia de energie de catre substante se face pe
baza schimbului energetic suferit de electronii din atomi.
Deoarece substantele nu pot absorbi sau emite decat anumite
cantitati de energie, inseamna ca electronul cand exista in atom
nu poate avea decat anumite energii. De aici reiese un adevar
foarte important: in spatiul atomic electronul are energia
cuantificata. Absorbtia de energie radianta consta in trecerea
electronului de la un nivel energetic inferior la unul superior.
Emisia este datorata unei treceri inverse. Cantitatea de energie
luminoasa W, de lungime de unda ? absorbita sau emisa intr-un
singur act nu este o cantitate constanta (ca de exemplu sarcina
electronului), ci valoarea ei este proportionala cu frecventa ?
a radiatiei absorbite sau emise:
? = C / ? ; W = h · ? , unde h este constanta universala ,
numita constanta lui Planck, are dimensiunile unei actiuni
aenergiei × atimpi = 6,6256 · 10-34 j.s. (±0,0005 · 10-34 j.s.).
In afara atomului electronul poate avea toata gama de energii
posibile.energia electronului in afara atomului este
necuantificata.
TEORIA ONDULATORIE In mecanica cuantica, retinandu-se la
descrierea clasica a unui mobil prin pozitia si viteza sa, se
afirma ca tot ce se poate sti despre o Intrucat azotul din
camera nu continea H, protonul trebuia sa fi fost eliberat in
locul de bifurcare. Aceasta l-a dus pe Rutherford la
interpretarea corecta a proceselor. In locul de bifurcare,
particula a a patruns intr-un nucleu de azot. A avut loc o
reactie nucleara, nucleul de azot preluand particula a si cedand
in schimb un proton. Conform legii conservarii sarcinii, sercina
nucleului nou format trebuie sa fie cu o unitate elementara mai
mare.particula in miscare se reduce la cunoasterea unei functii
matematice complexe ? de cele trei coordonate si timp: ? (x, y,
z, t), denumita functie de unda a particulei.
Louis de Broglie (1924), pornind de la dualitatea unda -;
corpuscul sub care apare lumina, si-;a propus sa studieze daca
aceasta dualitate nu se manifesta si la particule ca: electroni
sau atomi.
Fotonul ca particula poseda o masa. m = h· ? /c2
Lungimea de unda a radiatiei luminoase se exprima cu ajutorul
relatiei:
? = c / ?
Dezintegrarea radioactiva naturala demonstra ca nucleele atomice
nu sunt indivizibile. De la aceasta descoperire incoace, telul
cercetarii era de a gasi cai si mijloace pentru a modifica
compozitia nucleelor atomice prin interventii. Prima
transformare nucleara artificiala i-a reusit lui Rutherford in
anul 1919. Iradiind intr-o camera Wilson azot cu particule a
emise de Ra -; C , astfel obtinand fotografia primului nucleu
modificat prin transmutatie nucleara. Rezultatul izbitor
reprezentat in fotografie este urma unei particule a care se
bifurca intr-o urma scurta groasa si una mai lunga si subtire.
In interpretarea acestei observatii, Rutherford a pornit de la
urma lunga si subtire.judecand dupaputerea ei de ionizare,
acesta nu a putut fi produsa decat de un proton, adica un nucleu
de hidrogen. O reactie nu-cleara este declansata prin
pa-trunderea unui pro-iectil nu-clear in nucleul atomic.
Proiectilele nucleare uzuale sunt particulele a He, protonul,
deuteronul, neutronul si cuanta ?. Nucleul intermediar instabil
se transforma din nou dupa un timp foarte scurt.
Doua tipuri de reactie importante sunt: a) reactia de captura:
particula bombardanta ramane in nucleu. Nucleul puternic excitat
nu-i mai da drumul ci trece in starea sa fundamentala prin
emisie de radiatie ?. b) reactia de schimb: particula
bombardanta ramane in nucleu iar in locul ei se emite alta.
Emisia noii particule este insotita adesea de radiatie ?.
In urma dezintegrarii ß creste sau scade numarul atomic dupa cum
atomul emite un electron sau un pozitron. Tranzitia izometrica
in urma careia se modifica numai energia interna a nucleului si
fisiunea spontana in urma careia nucleele grele se sparg in doua
sau mai multe fragmente cu mase aproximativ egale si se emit
cativa neutroni. Prin aceasta se produce o degajare de energie
care face ca temperatura unui preparat radioactiv sa fie mai
mare decat cea a mediului ambiant. Radioactivitatea este un
fenomen specific nuclear, nefiind influentat de conditiile
exterioare ca: temperatura, presiune, campuri electrice sau
magnetice, stare de agregare. In medie viteza de dezintegrare
este proportionala cu numarul de nuclee existente in acel
moment, ceea ce inseamna ca numarul mediu de nuclee radioactive
descreste dupa o lege exponentiala. Prin bombardarea nucleelor
atomice ale unor elemente cu anumite particule pot fi obtinuti
izotopi radioactivi ce nu se gasesc in natura. Radiatiile emise
de elementele radioactive produc numeroase efecte cum ar fi:
impresionarea placilor fotografice, ionizarea gazelor,
provocarea luminiscentei unor substante, amorsarea sau
accelerarea unor reactii chimice, distrugerea celulelor vii, sau
a microorganismelor. Radioactivitatea are utilizari in cele mai
diverse domenii (agricultura, industrie, medicina) utilizari
care se bazeaza fie pe efectele produse de radiatii asupra
substantei, fie pe identificarea substantei radioactive. Intre
aplicatiile mai importante sunt: analiza radiochimica,
defectoscopia nedistructiva, tehnica reglajului automat,
determinarea varstei absolute a formatiunilor geologice,
tratarea unor boli, producerea energiei termice si electrice in
centralele nucleare.
Radioactivitatea artificiala a fost descoperita de sotii Irène
si Frédéric Joliot-Curie in 1934.
*****************************************************
Page 1 of 1