Teaduses on olnud palju teadlasi, kes on asjade toimimise teadmisel midagi muutnud. Teadmised osakeste, aatomite ja elektronide kohta on andnud teaduses palju edusamme. Seetõttu pühendame selle artikli Thomsoni aatomimudel. Seda tunti ka kui Raisin Pudding mudelit.
Selles artiklis saate teada kõike, mis on seotud Thomsoni aatomimudeliga, millised on selle omadused ja kui oluline see oli teaduse jaoks.
Mis on Thomsoni aatomimudel
See on mudel, mis töötati välja 1904. aastal ja võib juhtuda, et avastati esimene subatoomiline osake. Avastajaks oli Briti teadlane Joseph John Thomson. See mees suutis negatiivse laenguga osakesi avastada katse abil, kus ta kasutas 1897. aastal katoodkiiretorusid.
Selle avastuse tagajärg oli üsna tohutu, kuna puudusid tõendid selle kohta, et aatomil võiks olla tuum. See teadlane paneb meid mõtlema, et elektronid sukeldusid mingisse positiivselt laetud ainesse, mis neutraliseerib elektronide negatiivse laengu. See tegi aatomitel neutraalse laengu.
Nende seletamine arusaadaval viisil tähendab sama, nagu asetada želee, mille sees rosinad hõljuvad. Sellest ka mudelinimi rosinatega puding. Selles mudelis Thomson oli vastutav elektronide korpuskesteks nimetamise eest ja leidis, et need olid paigutatud mitte juhuslikult. Tänapäeval on teada, et nad on omamoodi pöörlevas rõngas ja et igal rõngal on erinev energiatase. Kui elektron kaotab energia, läheb see kõrgemale tasemele, see tähendab, et ta eemaldub aatomi tuumast.
Kuldfooliumi katse
Thompsoni arvates oli aatomi positiivne osa alati lõpmatuseni. Sellel 1904. aastal loodud mudelil ei olnud laialdast akadeemilist heakskiitu. Viis aastat hiljem said Geiger ja Marsden teha katse kuldfooliumiga, mis muutis Thomsoni avastused vähem tõhusaks. Selles katses nad läbisid heeliumi alfaosakeste kiir läbi kuldfooliumi. Alfaosakesed pole midagi muud kui elemendi lõvid, see tähendab tuumad, millel pole elektrone ja millel on seetõttu positiivne laeng.
Katse tulemus oli see, et see tala hajus kuldfooliumi läbimisel laiali. Selle põhjal võib järeldada, et positiivse laengu allikaga pidi olema tuum, mis vastutas valgusvihu kõrvalekaldumise eest. Teiselt poolt oli Thomsoni aatomimudelis see, et positiivne laeng jaotati želatiinina öelduna ja sisaldas elektrone. See tähendab, et ioonide kiir võiks läbida selle mudeli aatomi.
Kui järgmises katses näidati vastupidist, seda mudelit võiks eitada aatomi.
Elektroni avastamine tuli ka teise aatomimudeli osast, kuid Daltonilt. Selles mudelis peeti aatomit täiesti jagamatuks. See ajendas Thomsonit mõtlema oma Raisin Pudding mudelile.
Thomsoni aatomimudeli omadused
Selle mudeli peamistest omadustest võtame kokku järgmised:
- Aatom, mida see mudel esindab sarnaneb keraga, millel on elektronidega positiivselt laetud materjal mis on negatiivselt laetud. Sfääri sees on nii elektronid kui ka positiivselt laetud aine.
- Positiivse ja negatiivse laengu suurus on sama. See tähendab, et kogu aatomil pole laengut, kuid see on elektriliselt neutraalne.
- Nii et aatomil võib üldiselt olla neutraalne laeng elektronid tuleb sukeldada positiivse laenguga ainesse. Seda mainitakse rosinatega elektronide osana ja ülejäänud želatiin on positiivse laenguga osa.
- Ehkki seda pole selgesõnaliselt seletatud, võib järeldada, et selles mudelis aatomituuma ei eksisteerinud.
Kui Thomson selle mudeli lõi, loobus ta eelmisest hüpoteesist udukogu aatomi kohta. See hüpotees põhines asjaolul, et aatomid koosnesid mittemateriaalsetest keeristest. Olles edukas teadlane, tahtis ta luua omal ajal teadaolevatele eksperimentaalsetele tõenditele tuginedes oma aatomimudeli.
Hoolimata asjaolust, et see mudel polnud päris täpne, suutis see aidata kindla aluse rajamisel, et hilisemad mudelid oleksid edukamad. Tänu sellele mudelile oli võimalik teha erinevaid katseid, mis viisid uute järeldusteni ja nii arenes teadus, mida me täna tunneme, üha enam.
Thomsoni aatomimudeli piirangud ja vead
Analüüsime, millised on probleemid, milles see mudel ei õnnestunud ja miks see ei saanud jätkuda. Esimene asi on see, et ta ei suutnud selgitada, kuidas laengud aatomi sees olevatel elektronidel hoitakse. Kuna ta ei suutnud seda seletada, ei suutnud ta ka aatomi stabiilsuse osas midagi lahendada.
Oma teoorias ei maininud ta midagi tuuma omava aatomi kohta. Kas me oleksime täna teadnud, et aatom koosneb prootonitest ja neutronitest koosnev tuum ja elektronid pöörlevad ringi erinevatel energiatasemetel.
Prootoneid ja neutroneid veel ei avastataks. Thompson püüdis oma mudeli aluseks võtta seletuse sel ajal teaduslikult tõestatud elementidega. Kui kuldfooliumikatse oli kontrollitud, visati see kiiresti minema. Selles katses võib näidata, et aatomi sees peab olema midagi, mis muudaks selle positiivse laengu ja suurema massiga. See on juba teadaolevalt aatomi tuum.
Loodan, et selle teabe abil saate Thomsoni aatomimudeli kohta lisateavet.