Když jsem byl ve škole, dozvěděl jsem se (od Demokrita), že atom je podobný sluneční soustavě, přičemž jádrem je slunce a elektrony být planetami. Samozřejmě existují určité rozdíly:
-
„Slunce“ není jediná entita, ale soubor protonů a nuetronů.
-
Dvě planety mohou sdílet oběžnou dráhu (což je také možné ve sluneční soustavě, ale v naší sluneční soustavě k tomu nedochází).
Je tento model stále platný? Zde jsou mé problémy:
-
V článku „Jistě, že žertujete, pane Feynmane“ Richard Feynman naznačuje, že elektrony jsou spíše teoretickým konceptem než skutečnými objekty.
-
Mám potíže s porozuměním atomových vazeb (iontových a kovalentních) v tomto modelu.
-
Mám také potíže s porozuměním elektronové „oběžné dráhy“ v tento model a několik dalších věcí.
Existuje lepší model pro někoho, kdo se to učí poprvé?
Komentáře
- 1., toto není od Demokrita. Protože nemáme originální texty, nevíme, zda měl nápady na některé " struktura " jeho " atomů ". 2. tento Bohrův model nikdy nebyl div id = „924b0abb3e“>
platný ", (podle dnešních standardů), protože měl více nedostatků než dobrot. Bohrsův model získal až po nápadech DeBroglies d nějaký respekt. A ke zbytku: Už jste někdy slyšeli o kvantové mechanice? Pro chemii používejte nejlépe Schr ö dingersovu rovnici.
Odpověď
Ano, model je stejně platný, jaký kdy byl, a ne, neexistují lepší modely pro jeho první vysvětlení (IMHO).
Jak zdůrazňuje Georg, model nebyl nikdy matematicky platný; jednoduše není možné přeložit relativistický model planetárního systému na atomovou strukturu. Pokud se od publika očekává, nebo je zamýšleno, skutečně použít model k dělat kvantitativní předpovědi, planetární model je docela k ničemu …
U lidí, kteří se o atomech učí poprvé, se téměř jistě neočekává, že budou tento model používat k vytváření kvantitativních předpovědí. školské systémy v USA zavádějí koncept atomů před 14. rokem věku. Když máte možná jednu hodinu denně na pár da Když už mluvíme o atomové struktuře, jednoduše nebude možné se podrobněji zabývat tématem.
Planetární model neodpovídá realitě ani nevytváří platné předpovědi, ale pro 12leté dítě kdo má nějakou představu o tom, jak mohou kolem sebe obíhat planetární model, dává alespoň ty správné nápady. Umožňuje studentovi vizualizovat a rozlišovat mezi jádrem a elektrony [jaderná fyzika]; konceptualizovat ztrátu, zisk a sdílení elektronů [chemie]; pohyb elektronů podél materiálu [elektřina a magnetismus]; a nakonec fotonová emise a absorpce [optika].
Vzhledem k tomu, že pouze velmi malý počet těchto studentů se bude i nadále učit fyziku na vyšší úrovni, zdá se, že výhody převyšují nedostatky. To je zejména případ, když vezmeme v úvahu, že ti, kteří se budou učit dál, budou mít tendenci být studenty, kteří jsou nejvíce schopni opustit starý model.
Komentáře
- Upřímně, ' je možné z modelu získat ještě více, než jsem uvedl výše. Na mnohem hlubší úrovni model správně naznačuje, že elektrony zabírají prostor, který je radiálně vzdálenější od středu než neutrony a protony; tato vzdálenost má tendenci se zvyšovat s počtem elektronů; neutrony a protony jsou vyloučeny z obsazení stejného fyzického prostoru; a chemické reakce jsou pravděpodobnější než jaderné. Na kvalitativní úrovni model není tak špatný.
- To znamená, že model je užitečný , jako Platón ' s « léčivá lež.» Neznamená to, že je platný . Potkal jsem profesorku filozofie, která se na střední škole vzdala vědy poté, co zjistila, že jí lhali její dřívější učitelé využívající tento planetární model … a ona ' t souhlasím buď s Platónem ….
- Myslím, že zde souhlasím s Josephem: model je užitečný , ale ne platný . Přinejmenším začíná tím, že " Ano, model je stejně platný jako kdykoli " je hrubě zavádějící (dokonce i když vidím, jak by to mohlo být technicky považováno za pravdivé tvrzení).
- A jaký model navrhujete, je platný? Je možné mít stupně platnosti? Pokud požadujete absolutní korelaci mezi teorií a realitou, standardní model částicové fyziky je jistě neplatný. Otázka, zda je model " stále platný. " Interpretace slova " valid ", protože navrhujete, že by samotná otázka ztratila smysl.
- Všechny modely jsou neplatné – některé modely jsou užitečné. To ' je v podstatě definice fyziky.
Odpověď
Model je velmi neplatný, a to ze všech důvodů, které zmiňujete: chemické vazby jsou nevysvětlitelné z hlediska tohoto modelu atd. A z jiných důvodů nezmíníte, ale které byly v té době chápány: rotující nabitá částice (například protože v tomto modelu má být elektron) generuje rádiovou vlnu stejným způsobem jako naše antény, takže ztrácí energii a musí během několika vteřin spadnout do jádra.
Pedagogika nepřišla s platnější model, který uspěje ve všech věcech, na které správně upozorňuje pan Redwine, se dostane k použití neplatného planetárního modelu. Ale pokud se pokusíme, něco se dá udělat pomocí modelu de Broglieho vlnového modelu nebo pomocí Schroedingerova modelu ( časné, naivní a nesprávné) porozumění elektronové vlně. Takový model je platnější, i když vynecháte všechny zmínky o pravděpodobnostech, takže to možná není úplně platné, a myslím, že by se s ním dalo něco udělat. Viz moje odpověď na související otázku.
Komentáře
- Podrobnosti o chemických vazbách jsou nevysvětlitelné – ale spousta anorganické chemie je docela dobře předpovězena pouhým získáním nebo ztrátou valenčních elektronů. Jak to dělají modely ' velmi dobrá hodnota za peníze!
odpověď
Ano, v některých případech .
Téměř sto let poté, co dánský fyzik Niels Bohr nabídl svou planetu model atomu vodíku vytvořil tým fyziků pod vedením Rice University obrovské atomy o velikosti milimetrů, které se mu podobají více, než jakákoli jiná dosud dosažená experimentální realizace.
Pomocí laserů vědci vzrušili atomy draslíku na extrémně vysoké úrovně. Pečlivě používejte ocas ored sérii krátkých elektrických impulzů, tým byl poté schopen přemluvit atomy do přesné konfigurace s jedním bodovým, " lokalizovaným " elektron obíhající daleko od jádra
Komentáře
- Protože elektrony zůstávají lokalizovány pouze v kruhová oběžná dráha pro několik otáček, nejde o atomy, protože trpí nestabilitou, která vedla Bohra k vymyslení kvantové teorie na prvním místě: rotující nabitá částice ztrácí energii elektromagnetickým zářením a nemůže zůstat na oběžné dráze. Takže, ' ve skutečnosti to není oběžná dráha …