‏290.00 ₪

שאלת המחקר

כיצד בא לידי ביטוי מבנה האטום?

תוכן עניינים

מבוא

אי רציפות החומר

מספר אטומי

מספר מסה

ראיות לקיום הגרעין

מבנה האטום

מבנה האלקטרונים באטום

תיאור מבנה הקליפות

מבנה הגרעין

היסטוריה

חקר של אטומים

זיהוי אטומים

איזוטופים

אנרגיית יינון

מהי המגמה באנרגיות ינון עוקבות?

זיקה אלקטרונית

הערכות אלקטרונים ברמות אנרגיה

רמות האנרגיה

ביבליוגרפיה

כל אטום מורכב מגרעין ומענן אלקטרונים. הגרעין, הנמצא במרכז האטום ומהווה חלק קטן ביותר ממנו נסו לדמיין כדוררגל המונח באמצע המגרש - הכדור זה בגרעין ומהגרש זהו ענן האלקטרונים. הגרעין מטענו חיובי. הגרעין מכיל על פי רוב שני סוגי חלקיקים - פרוטונים טעונים במטען חיובי, וניוטרונים חסרי המטען יוצא דופן הוא אטום המימן המכיל פרוטון אחד בלבד ואינו מכיל ניוטרונים[1]. את ענן האלקטרונים מרכיבים כצפוי אלקטרונים טעונים שלילית. צורת הענן משתנה בהתאם לרמת האנרגיה שלו אין צורך לדעת את צורות העננים - זהו חומר מתקדם בהרבה מזה של הבגרות.[2]

האָטוֹם שפירושו "לא ניתן לחיתוך" "א" לא ניתן "טומי" חתך הוא המערך החלקיקיהקטן ביותר שמטענו החשמלי הכולל הוא אפס, והמאפיין יסוד כימי ומבדיל אותו מיסודות כימיים אחרים. הוא מורכב מחלקיקים קטנים יותר שאינם מיוחדים לו אלא נמצאים במערכים שונים בכל היסודות הכימיים.[3]

את התאוריה הידועה הראשונה בדבר קיומם של אטומים התורה האטומית הגו הפילוסופים האטומיסטים ביוון העתיקה, בניסיון להסביר את מבנה החומר. על פי תורתם, מורכבים החומרים בטבע מחלקיקים זעירים, שלהם זיזים ושקעים המסוגלים להתחבר זה לזה עלפי דמוקריטוס גם תכונות רוחניות היו מורכבות מאטומים. התאוריות בנוגע לאטומים בעת העתיקה לא נשענו על תצפיות של הטבע כי אם על הגות פילוסופית. במשך 2000 שנים בקירוב, התורה האטומית לא זכתה לאותה הפופולריות לה זכתה תאורית ארבעת היסודות המתחרה. תאוריה זו, לפיה החומר בעולם מורכב מארבעה יסודות רציפים אש, אוויר, מים ואדמה קודמה על ידי הפילוסוף אריסטובמאה ה4 לפנה"ס.

בשנת 1803 הגה ג'ון דלטון את התאוריה המדעית הראשונה שמסבירה באמצעות אטומים תוצאות נסיוניות. בתגובות כימיות המגיבים נמצאים ביחסים משקליים קבועים, ודלטון הסביר זאת באמצעות השערה כי כל יסוד מורכב מסוג אחד של חלקיקים יסודיים, אשר חוברים יחד לתרכובות. דלטון תיאר את האטומים ככדורים חלקים בלתי ניתנים לחלוקה.

ג'וזף ג'ון תומסון גילה כי מכל סוג של חומר נפלטים אלקטרונים זהים, והבין שבאטום יש אלקטרונים והוא אינו חלקיק יסודי, אלא בעל מבנה פנימי. הוא תיאר את מבנה האטום על פי מודל עוגת הצימוקים, שלפיו המטען החשמלי החיובי מפוזר בצורה הומוגנית באטום והאלקטרונים, חלקיקים בעלי מטען חשמלי נקודתי שלילי, "תקועים" בו כצימוקים בעוגה.

בשנת 1911 פינו מודלים אלה את מקומם לטובת המודל הפלנטרי, בעקבות ניסוי רתרפורד. על פי המודל הפלנטרי האטום בנוי מגרעין, שבו מרוכזים נייטרוניםנטולי מטען חשמלי ופרוטונים בעלי מטען חשמלי חיובי. מסביב לגרעין חגים ככוכבים בפלנטה אלקטרונים שמטענם שווה והופכי למטענם של הפרוטונים ומספרם כמספר הפרוטונים שבגרעין, כך שמטענם החשמלי השלילי הכולל שווה למטען החיובי הכולל של הפרוטונים ומטען האטום כולו הוא אפס.

בשנת 1932, גילה ג'יימס צ'דוויק כי הגרעין מכיל חלקיק נוסף, הקרוי נייטרון, בעל מסה דומה לזו של הפרוטון אך חסרת מטען חשמלי, בזכות תגלית זו זכה צ'דוויק בפרס נובל.

חלקו של המודל הנוגע למיקומם של הנייטרונים והפרוטונים בגרעין מרכזי מקובל עד היום, ועל פיו מסתם של האלקטרונים זניחה בהשוואה למסת הפרוטונים והנייטרונים, כך שמסת האטום מרוכזת בגרעין שנפחו מהווה חלק של כאחד ממיליוןמיליארד מנפח האטום כי קוטר הגרעין נמדד בפרמי, שהוא אחד חלקי מאה אלף מקוטר האטום שנמדד באנגסטרם. [1]

מודל האטום של בוהר אותו פיתח נילס בוהר מקצה רמות אנרגיה בדידות בהם יכולים האלקטרונים להסתובב. מודל האטום של בוהר מתאים לאטום המימן או לדמויי מימן, שהם אטומים בעלי אלקטרון אחד בלבד ולכן טעונים חיובית דוגמת He או Li.

ביבליוגרפיה לדוגמא (בעבודה האקדמית כ-10 מקורות אקדמיים )

Various (2018). Lide, David R., ed. Handbook of Chemistry & Physics (88th ed.). CRC. 

Liddell, Henry George; Scott, Robert. A Greek-English Lexicon. Perseus Digital Library. 2018.