Mes paaiškiname, kas yra Rutherfordo atominis modelis ir pagrindiniai jo postulatai. Be to, kaip sekėsi Rutherfordo eksperimentas.
Kas yra Rutherfordo atominis modelis?
Rutherfordo atominis modelis, kaip rodo jo pavadinimas, buvo vienas iš modelių, pasiūlytų paaiškinti struktūra vidinis atomas. 1911 m. britų chemikas ir fizikas Ernestas Rutherfordas pasiūlė šį modelį, remdamasis savo tyrimo rezultatais. eksperimentavimas su aukso lapeliu.
Šis modelis buvo pertrauka nuo ankstesnių modelių, tokių kaip Daltono atominis modelis ir Thompsono atominis modelis, ir žingsnis į priekį, palyginti su šiuo metu priimtu modeliu.
Savo atominis modelis, Rutherfordas pasiūlė, kad atomai turi centrinį branduolį, kuriame didžiausias jų procentas masė. Be to, remiantis šia teorija, šis branduolys turi teigiamą elektros krūvį ir aplink jį skrieja priešingo krūvio ir mažesnio dydžio dalelės (elektronai).
Jo nuomone, atomas veikė kaip a Saulės sistema elektronų, skriejančių aplink sunkesnį atomo branduolį, kaip tai daro planetos aplink Saulė.
Rutherfordo atominį modelį galima apibendrinti šiais trimis pasiūlymais:
- Didžioji dalis atominės masės yra sutelkta branduolyje, kuris yra vis didesnis. svorio nei likusi dalis dalelės, ir apdovanotas teigiamu elektros krūviu.
- Aplink branduolį ir dideliais atstumais nuo jo yra elektronų, su neigiamu elektros krūviu, kurie aplink jį skrieja apskritimais.
- Dėl to atomo teigiamų ir neigiamų elektrinių krūvių suma turėtų būti lygi nuliui, tai yra, jie turėtų būti lygūs, kad atomas būtų elektriškai neutralus.
Rutherfordas ne tik pasiūlė tokią atomo struktūrą, bet ir apskaičiavo jo dydį bei palygino su branduolio dydžiu ir priėjo prie išvada kad nemaža atomo sudėties dalis yra tuščia erdvė.
Kita vertus, šis modelis turi tam tikrų apribojimų, kuriuos būtų galima pašalinti tobulinant žinių ir technologija:
- Neįmanoma paaiškinti, kaip teigiamų krūvių rinkinys gali būti laikomas kartu atomo branduolyje, nes jie turėtų atstumti vienas kitą, nes jie visi yra to paties ženklo krūviai.
- Atomo stabilumo paaiškinti nepavyko, nes įvertinus neigiamo krūvio elektronus, kurie sukasi aplink teigiamą branduolį, kažkuriuo momentu šie elektronai turėjo prarasti Energija ir griūti prieš šerdį.
Rutherfordo atominis modelis galiojo neilgai ir buvo pakeistas 1913 m. danų fiziko Nielso Bohro pasiūlytu atominiu modeliu, kuriame buvo pašalinti kai kurie apribojimai ir įtraukti Alberto Einšteino 1905 m. sukurti teoriniai pasiūlymai.
Rutherfordo eksperimentas
Rutherfordo eksperimentinis metodas prasidėjo nuo kelių plonų aukso lakštų, kurie laboratorijoje buvo bombarduojami helio branduoliais (alfa dalelėmis, turinčiomis teigiamą krūvį), taip išmatuojant dalelių pluošto nukrypimo kampus praeinant per auksą.
Toks elgesys, kuris kartais pasiekdavo nukrypimus iki 90°, nesutiko su tuo metu vyravusiu Thompsono pasiūlytu atominiu modeliu.
Thompsono modelis siūlo, kad atomas yra teigiama sfera, kurioje yra įterpti neigiamo krūvio elektronai. Dėl šios priežasties modelis primena pudingą su razinomis: pudingas būtų atomas, o razinos – elektronai.
Kita vertus, Rutherfordo modelis teigia, kad atomo teigiamas krūvis yra sutelktas branduolyje, o elektronai skrieja aplink jį. Jei atomas turėtų Thompsono pasiūlytą struktūrą, alfa (teigiamos) dalelės, eidamos per aukso foliją, turėtų sekti savo trajektorijas arba labai mažai nukrypti. Tačiau atsitiko tai, kad buvo pastebėti šių dalelių nuokrypiai iki 90 ir 180 °, o tai parodė, kad atomo teigiamas krūvis iš tikrųjų yra sutelktas jo centre (kaip pasiūlė Rutherfordas), o ne pasiskirstęs sferoje. kaip pasiūlė Thompsonas).