Atomul cu Mai Mulți Electroni

Conceptia atomista, conform careia universul este format din particule indivizibile, numite atomi, separate prin spatii goale, a avut ca prim suport stiintific interpretarea pe care ea o poate da legilor gazelor (v. teoria cinetica a gazelor). Studiul legilor combinarii chimice (inceputul secolului al XIX-lea) a contribuit in mod esential la fundamentarea si dezvoltarea teoriei atomiste: 1. s-au determinat masele relative ale atomilor, 2. s-a facut clar distinctia intre atomi si molecule. Substantele cele mai simple, elementele, au drept constituenti de baza atomi, iar cele compuse moleculele, rezultate din asocierea unui numar relativ mic de atomi. Studiul proprietatilor fizice si chimice ale elementelor a condus la o clasificare a lor (tabelul periodic al elementelor, D. I. Mendeleev, 1869), a carei explicatie a fost data de-abia dupa descoperirea structurii atomilor.

Concluzie importanta, desprinsa de Avogadro din studiul combinarii chimice a gazelor, este aceea ca volume egale de baze diferite aflate la aceeasi presiune si temperatura, contin acelasi numar de atomi (sau molecule). Numarul lui Avogadro ne da o idee despre dimensiunile si masele atomilor. Fizica secolului XX are posibilitati noi de a obtine informatii despre atomi si molecule, posibilitati descrise de imbogatirea (si uneori modificarea) cunostintelor initiale despre atomi si interactiunile lor.

Urmatorul pas in dezvoltarea teoriei atomiste l-a constituit descoperirea structuri atomilor, adica punerea in evidenta a faptului ca atomii nu sunt particule indivizibile. In mod treptat, in legatura cu rezultatele mai multor descoperiri ale fizicei experimentale, fizicienii au aflat care sunt constituenti atomilor si care sunt proprietatile lor. Sub impulsul faptelor experimentale fizicienii au ajuns la concluzia ca particulele constituente ale atomilor si, in buna masura, atomii insusi nu asculta de legile mecanicei newtoniene. De asemenea, la scurt timp dupa evidentierea naturii elecromagnetice a lumii si a posibilitatii de a intelege proprietatile ei de baza cu ajutorul ecuatiilor lui Maxwell, s-a impus concluzia ca radiatia electromagnetica are unele proprietati in contraradietie cu previziunile acestor ecuatii. Rezultatul cercetarilor experimentale si teoretice intreprinse in deceniile al doilea si al treilea ale secolului nostru este sintetizat in fizica cuantica. Componentele ai de baza, mecanica cuantica si teoria cuantica a radiatiei, studiaza legile de care asculta constituenti atomilor si respectiv, legile care guverneaza comportarea campului electromagnetic. Fizica cuantinca sta la baza explicarii comportarii nucleelor, atomilor, moleculelor, radiatiei electromecanice, ca sisteme izolate sau in interactiune.

STRUCTURA ATOMILOR

Parte dintre descoperirile fizicei la sfarsitul secolului trecut privesc direct atomii si au ridicat intrebari referitoare la structura acestora. A reiesit in mod clar ca atomii nu pot fi indivizibili, asa cum isi imaginau filozofii antici. Dupa cum se arata in relatii chimice care au loc in celule electrolitice, precum si la trecerea curentului prin gaze la presiune joasa, au fost pusii in evidenta ionii - atomi incarcati cu electricitate iar dupa descoperirea electronului s-a tras concluzia ca electronii provin din interiorul atomilor, fiind constituenti ai acestora. Atomul care contine electroni, deci sarcina electrica negativa, trebuie sa contina sarcina electrica pozitiva in aceeasi cantitate, astfel incat sistemul sa fie neutru din punct de vedere electric. Electroni se pot si atasa atomilor, formand ioni negativi. Tinand seama de faptul ca masa electronului este mult mai mica decat masa atomului, rezulta fie ca un atom contine extrem de multi electroni, fie ca sarcina pozitiva este purtata de o masa mult mai mare decat cea a electronului. Datele experimentale au confirmat a doua presupunere.