LYHYT HISTORIA
...
...
...

Erilaisten ilmiöiden ymmärtämiseksi ja selittämiseksi kemistit (ja fyysikot) ovat rakentaneet erilaisia malleja. Nämä erilaiset mallit ovat kehittyneet ajan myötä niin välineiden kehityksen kuin havaittujen ilmiöidenkin myötä. Pyrkimyksenä on aina vain paremmin selittää ilmiöt ja niihin vaikuttavat tekijät.

Materialistisen maailmankuvan perusta syntyi, kun Demokritos (eli vuosina 460-370 ennen ajan laskun alkua) väitti kaiken koostuvan atomeista ja tyhjyydestä. Atomin nimi juontuu käsityksestä, että se oli pienin mahdollinen hiukkanen, osa, maailmassa. Muinaiskreikan kielessä atomos tarkoittaa jakamaton. Teknologia ei pystynyt pitkään aikaan osoittamaan tämä väitettä vääräksi. Tarve tämän käsityksen muuttamiseen tuli ajankohtaiseksi vasta 1700-1800 luvulla, kun alkuaine-käsitettä ryhdyttiin rakentamaan.

Miksi täytyi luoda määritelmä alkuaineista?



Alkuaine-käsitteellä on oma pitkä historiansa. Esimerkiksi muinaiskreiikkalainen filosofi Thales piti vettä alkuaineena, aineena, josta kaikki muut aineet olisivat syntyneet. Ajan myötä eräät filosofit pitivät alkuaineena ilmaa tai tulta. Myöhemmin väitettiin mm. Aristoteleen toimesta, että oli olemassa neljä alkuainetta, maa, vesi, ilma ja tuli. (KUVA)

Samoihin aikoihin oli tunnettu useita aineita, kuten hiili, rikki ja joukko metalleja, mutta niitä ei kutsuttu alkuaineiksi. Kuten aiemmin on todettu, nykyinen käsitys alkuaineista on muodostunut vasta 1700–1800-luvuilla.

Nykyisen käsityksen mukaan aine jaetaan puhtaisiin aineiisiin ja seoksiin, puhdas aine on joko alkuainetta tai alkuaineista muodostuvaa yhdistettä. Alkuaine koostuu atomeista, joissa on sama määrä protoneja. TEEMA 2 Alkuaineet ja jaksollinen järjestelmä

Alkuaineiden ymmärtäminen vaatii atomiteorian


LukionKemia2_kurssimateriaali_atomimallit.jpg
Atomimallit koosteena

(kuvio Reaktio-kirjasarjasta --> OMA)

Daltonin atomiteoria

john dalton.jpg
John Dalton (1766-1844)


Lisätietoa:

Ensimmäisen atomimalli-teorin muotoili englantilainen kemisti, fyysikko ja meteorologi John Dalton (1766 - 1844). Meteorologi Dalton tutki mm. ilmakehän ja kaasujen ominaisuuksia. John Dalton julkaisi ensimmäisen taulukon kuuden aineen suhteelliset atomimassat: vety, happi, hiili, typpi, fosfori ja rikki. Dalton määrittely vedyn atomimassaksi ykkösen.

In Dalton's laboratory notebook (dated September 1803), he indicated that the relative weights of the gaseous elements could be found out from the studies of other compounds, such as water, carbon dioxide, and ammonia. In his notebook, the elements were represented by symbols. He was the first person to propose the idea of identifying an element by its symbol. Much later, elements started to be represented by their abbreviations. For example, 'H' is the abbreviation of the element hydrogen. The same research paper was published in 1805.
Atomic Theory by John Dalton The existence of atoms had been mentioned by many other pioneers before John Dalton actually put forth the atomic theory. However, there was no elaboration on the atomic weight part. As per the lecture given by John Dalton in 1803 in the Royal Institution (London), atoms of one element differed from those of other elements by their relative weights. Following are some of the important points proposed by John Dalton in his atomic theory. •All elements are made up of tiny indivisible particles, known as atoms. •Atoms of the same element are identical with respect to their size, weight, and properties. •Atoms of different elements are different from each other and can be identified by their relative weights. •Atoms can neither be divided into smaller particles nor destroyed. •Chemical reactions occur due to the rearrangement, combination, or separation of the atoms. •Atoms combine in the ratio of whole numbers such as 1:1, 1:2, 2:3, etc. •Atoms of two or more different elements combine together to form chemical compounds In 1808, John Dalton published a list of elements along with their atomic weights in his 'New System of Chemical Philosophy', for which he received the Royal Medal in 1826. He referred the masses of elements as weights. Since then, chemists used either 'atomic weight' or 'atomic mass'. In spite of the fact that there are some flaws in his work (for example, he had assigned the atomic weight of oxygen as 7), John Dalton was the pioneer who had given a pathbreaking view to future experiments.
In order to honor his work, scientists referred one atomic mass unit as 'Dalton' (abbreviated as Da) for many years. In 1886, Eugen Goldstein, a German physicist, discovered positive charged particles in atoms. Later, J. J. Thomson, a British physicist, discovered the electron by using a cathode ray tube in 1897. In contrary to John Dalton's assumptions that atoms are indivisible, he suggested that atoms are made up of smaller particles.
In 1911, Rutherford, a student of Thomson, put forth the view that an atom consisted of a dense positive core at the center (nucleus), surrounded by electrons. He named the positive particles in the nucleus as protons, and stated that protons were larger than the electrons and carried an equal and opposite charge to electrons. In the year 1932, James Chadwick discovered the electrically neutral particle in the atom and named it as the neutron.
In John Dalton's atomic model, the concept of isotopes of an element is not mentioned. They represent different types of atoms of an element, which have different atomic masses but possess similar properties. Also, in contrary to what Dalton had stated earlier, destroying atoms is possible with the help of nuclear reactions. This way, the modern atomic theory was expounded in the later years.

ohn Daltons Theory Stated that:
1.All matter is made up of atoms. 2.Atoms are indestructible and indivisible. 3.Atoms of the same element have identical properties and mass. 4.A chemical reaction is a rearrangement of atoms. 5.A compound is formed by a combination of two or more different kinds of atoms.
Cases where Daltons Theory is different:
•John Dalton’s theory stated that atoms of the same element have identical masses but modern theories have proved that atoms of the same element can have different masses, these atoms are called isotopes however they do have the same chemical properties. •In modern research it was discovered that atoms can be destroyed by nuclear reactions but not by chemical reactions.

Thompson 1898-1903: elektronit
Rutherford 1911: suurin osa atomin massasta pakkautunut atomin pieneen, positiivisesti varautuneeseen ytimeen, jota ympäröi tiheydeltään pieni, negatiivisesti varautunut elektroniverho

BOHRIN ATOMIMALLI

Emission_spectrum_H.png
Vedyn viivaspektri

(Merikanto suo jokaiselle oikeuden käyttää tätä teosta mihin hyvänsä, ilman mitään ehtoja, paitsi jos laki vaatii ehtoja.)

Einstein 1905: sähkömagneettisen säteilyn hiukkasluonne
Max Planck 1900: kvanttihypoteesi (Bohrin malli 1913)

Bohrin atomimallissa elektronit kiertävät ytimen ympäri tiettyjä ympyräratoja, radat sijaitsevat määrätyissä, toisistaan portaittain eroavissa energiatiloissa.

Bohrin atomimalli onnistui selittämään kokeellisesti havaitun vetyatomin viivaspektrin, muttei kykene selittämään monimutkaisempien atomien spektrejä.

Historiavideo (engl.): http://youtu.be/eXdWlnBlncM, http://youtu.be/njGz69B_pUg
Tehtävät

Tehtävä 2.1

Tehtävä 2.2.