Ми пояснюємо, що таке атомна модель Резерфорда та її основні постулати. Також, яким був експеримент Резерфорда.
Що таке атомна модель Резерфорда?
Атомна модель Резерфорда, як випливає з її назви, була однією з моделей, запропонованих для пояснення структура внутрішній о атом. У 1911 році британський хімік і фізик Ернест Резерфорд запропонував цю модель на основі результатів свого дослідження. експериментування з сусальним золотом.
Ця модель стала розривом з попередніми моделями, такими як атомна модель Дальтона та атомна модель Томпсона, а також кроком вперед по відношенню до прийнятої на даний момент моделі.
У своєму атомна модель, Резерфорд припустив, що атоми мають центральне ядро, де їх найбільший відсоток мас. Крім того, згідно з цією теорією, це ядро має позитивний електричний заряд і обертається на орбіті частинок протилежного заряду і меншого розміру (електрони).
За його міркуваннями, атом функціонував як a Сонячна система електронів, які обертаються навколо більш важкого атомного ядра, як планети навколо сонце.
Атомну модель Резерфорда можна підсумувати в наступних трьох положеннях:
- Більша частина атомної маси зосереджена в ядрі, яке стає все більше і більше. вага ніж решта частинок, і наділений позитивним електричним зарядом.
- Навколо ядра і на великій відстані від нього розташовані ст електрони, з негативним електричним зарядом, які обертаються навколо нього по колових шляхах.
- Сума позитивних і негативних електричних зарядів атома в результаті повинна дати нуль, тобто вони повинні бути рівними, щоб атом був електрично нейтральним.
Резерфорд не тільки запропонував цю структуру для атома, але й розрахував його розміри і порівняв з розмірами ядра, і прийшов до висновок що значну частину складу атома становить порожній простір.
Ця модель, з іншого боку, має певні обмеження, які можна було б вирішити з розвитком знання і технології:
- Не можна було пояснити, як можна було, щоб набір позитивних зарядів утримувався разом в атомному ядрі, оскільки вони повинні відштовхуватися один від одного, оскільки всі вони є зарядами одного знака.
- Стабільність атома неможливо пояснити, тому що при розгляді електронів негативного заряду, які обертаються навколо позитивного ядра, в якийсь момент ці електрони повинні були втратити Енергія і руйнуються проти ядра.
Атомна модель Резерфорда діяла недовго, і була замінена атомною моделлю, запропонованою датським фізиком Нільсом Бором у 1913 році, в якій були усунені деякі обмеження та включені теоретичні пропозиції, розроблені Альбертом Ейнштейном у 1905 році.
Експеримент Резерфорда
Експериментальний метод Резерфорда почався з кількох тонких листів золота, які в лабораторії бомбардували ядрами гелію (альфа-частинки, які мають позитивний заряд), таким чином вимірюючи кути відхилення пучка частинок при проходженні через золото.
Така поведінка, яка іноді досягала відхилень до 90 °, не узгоджувалася з атомною моделлю, запропонованою Томпсоном, що переважала в той час.
Модель Томпсона передбачає, що атом є позитивною сферою, в якій вбудовані негативно заряджені електрони. З цієї причини модель нагадує пудинг з родзинками: пудинг був би атомом, а родзинки — електронами.
З іншого боку, модель Резерфорда стверджує, що атом має позитивний заряд, зосереджений в ядрі, а електрони обертаються навколо нього. Якби атом мав структуру, запропоновану Томпсоном, то альфа-частинки (позитивні) при проходженні через золоту фольгу повинні йти за своїми траєкторіями або відхилятися дуже мало. Однак сталося те, що були помічені відхилення цих частинок на 90 і 180°, що показало, що в атома дійсно є позитивний заряд, зосереджений в центрі (як це запропонував Резерфорд), а не розподілений у сфері. ( як запропоновано Томпсоном).