مدل اتمی رادرفورد

مدل اتمی رادرفورد

بعد از آشنایی مدل اتمی تامسون، که الکترونها را در یک محیط با بار مثبت در نظر می گرفت ، یک مدل پیشرفته تر معروف به مدل اتمی رادرفورد. دانشمند مسئول این پیشرفت جدید در علم ، ارنست رادرفورد بود. وی در 20 آگوست 1871 متولد شد و در 19 اکتبر 1937 درگذشت. در طول زندگی او کمک های زیادی به شیمی و به طور کلی جهان علم کرد.

بنابراین ، ما قصد داریم این مقاله را به شما اختصاص دهیم تا هر آنچه را که باید در مورد مدل اتمی رادرفورد بدانید به شما بگوییم.

آزمایش برگ طلا

الگوی برگ طلا

مدل قدیمی تامسون می گفت که الکترون ها در یک محیط با بار مثبت قرار دارند. در سال 1909 ارنست رادرفورد ، با همراهی دو دستیار به نام های گایگر و مارسدن ، تحقیقی موسوم به آزمایش برگ طلا انجام داد كه در آن آنها می توانستند بررسی كنند "پودینگ کشمش" معروف تامسون اشتباه بود. و آیا این آزمایش جدید توانست نشان دهد که اتم ساختاری با بار مثبت قوی دارد. این آزمایش یا می تواند به بازگرداندن برخی نتیجه گیری ها کمک کند که در نهایت به عنوان مدل اتمی رادرفورد در سال 1911 ارائه شد.

آزمایشی که به عنوان برگ طلا شناخته شد بی نظیر نبود اما بین سالهای 1909 و 1913 انجام شد. برای این منظور ، آنها استفاده کردند آزمایشگاه های فیزیک دانشگاه منچستر. این آزمایشات از اهمیت بالایی برخوردار بودند زیرا می توان از نتایج آنها نتیجه گیری جدیدی را نام برد که منجر به یک مدل اتمی انقلابی می شود.

این آزمایش شامل موارد زیر بود: یک ورق نازک طلا به ضخامت فقط 100 نانومتر باید با مقدار زیادی ذرات آلفا بمباران شود. این ذرات آلفا و یونها بودند. یعنی اتم هایی که الکترون ندارند ، بنابراین فقط پروتون و نوترون داشتند. با داشتن نوترون و پروتون ، کل بار اتم مثبت بود. این آزمایش عمدتاً هدف تأیید درست بودن مدل تامسون را داشت. اگر این مدل درست بود ، ذرات آلفا باید از طریق اتمهای طلا به طور مستقیم عبور کنند.

برای بررسی انحراف ناشی از ذرات آلفا ، باید یک فیلتر سولفید روی فلورسنت در اطراف ورق ظریف طلا قرار داده شود. نتیجه این آزمایش این است که مشاهده شد برخی از ذرات قادر به عبور از اتمهای طلای ورق به صورت مستقیم هستند. با این حال ، برخی از این ذرات آلفا در جهات تصادفی منحرف شدند.

نتیجه گیری از آزمایش برگ طلا

آزمایش

با توجه به این واقعیت ، تأیید آنچه که مدلهای اتمی قبلی در نظر گرفته شده امکان پذیر نبود. و این است که این مدل های اتمی اشاره داشتند که بار مثبت به طور یکنواخت در اتم ها توزیع می شود و این عبور از آن را آسان تر می کند زیرا بار آن در یک نقطه خاص چندان قوی نیست.

نتایج این آزمایش برگ طلایی کاملاً غیرمنتظره بود. این باعث شد که رادرفورد تصور کند که اتم دارای مرکزی با بار مثبت قوی است که باعث ایجاد ذره آلفا می شود سعی کنید آن را رد کنید و توسط ساختار مرکزی رد شده است. برای ایجاد منبع معتبرتر ، ذرات در مقادیری از انعکاس و غیر منعکس در نظر گرفته شدند. به لطف این انتخاب ذرات ، امکان تعیین اندازه هسته نسبت به مدار الکترونهای اطراف آن وجود داشت. همچنین می توان نتیجه گرفت که بیشتر فضای یک اتم خالی است.

دیده می شود که برخی از ذرات آلفا توسط ورق طلا منحرف می شوند. برخی از آنها فقط در زوایای بسیار کوچک منحرف شدند. این به این نتیجه رسید که بار مثبت یک اتم به طور مساوی توزیع نشده است. یعنی بار مثبت روی یک اتم به صورت متمرکز در حجم بسیار کمی از فضای قرار دارد.

تعداد بسیار کمی از ذرات آلفا به عقب برگشتند. این انحراف به شرح زیر است که گفته می شود ذرات می توانند دوباره برگردند. با تشکر از همه این ملاحظات جدید ، مدل اتمی رادرفورد با ایده های جدید می تواند ایجاد شود.

مدل اتمی رادرفورد

ارنست رادرفورد

ما قصد داریم بررسی کنیم که اصول مدل اتمی رادرفورد چیست؟

  • ذراتی که درون اتم بار مثبت دارند اگر آنها را با حجم کل اتم گفته شده مقایسه کنیم ، آنها در حجم بسیار کمی مرتب می شوند.
  • تقریباً تمام جرمی که یک اتم دارد در همان حجم کمی است که ذکر شد. به این توده درونی هسته گفته می شد.
  • الکترونهایی که بارهای منفی دارند در حال چرخش در اطراف هسته هستند.
  • الکترون ها وقتی دور هسته هستند با سرعت زیاد می چرخند و این کار را در مسیرهای دایره ای انجام می دهند. به این مدارها مدار گفته می شد. بعدا انجام خواهم داد آنها به عنوان اوربیتال شناخته می شوند.
  • هم الکترونهایی که بار منفی داشتند و هم هسته اتم بار مثبت به لطف نیروی جذاب الکترواستاتیک همیشه در کنار هم قرار می گیرند.

پذیرش و محدودیت های مدل اتمی رادرفورد

همانطور که انتظار می رفت ، این مدل جدید تصویری کاملاً جدید از اتم را در دنیای علمی متصور بود. به لطف این مدل اتمی ، بسیاری از دانشمندان بعدی می توانند تعداد الکترونهایی را که هر عنصر در جدول تناوبی دارد ، بررسی و تعیین کنند. علاوه بر این ، می توان اکتشافات جدیدی انجام داد که به توضیح عملکرد یک اتم به ساده ترین روش کمک می کند.

با این حال ، این مدل همچنین دارای برخی محدودیت ها و اشکالات است. اگرچه این یک موفقیت بزرگ در دنیای فیزیک بود ، اما آنها نه یک مدل کامل و نه یک مدل کامل بودند. و این از آن است طبق قوانین نیوتن و جنبه مهمی از قوانین ماکسول ، این مدل نمی تواند موارد خاصی را توضیح دهد:

  • او نمی توانست توضیح دهد که چگونه بارهای منفی قادر به حفظ هسته در هسته هستند. طبق تیبیای الکترونیکی ، اتهامات مثبت باید یکدیگر را دفع کنند.
  • تناقض دیگر نسبت به قوانین اساسی الکترودینامیک بود. اگر قرار باشد الکترونهایی با بار مثبت در اطراف هسته بچرخند ، باید تابش الکترومغناطیسی ساطع کنند. هنگام انتشار این تابش ، انرژی برای ریزش الکترون در هسته مصرف می شود. بنابراین ، مدل اتمی خطی نمی تواند ثبات اتم را توضیح دهد.

امیدوارم با این اطلاعات بتوانید در مورد مدل اتمی رادرفورد بیشتر بدانید.


محتوای مقاله به اصول ما پیوست اخلاق تحریریه. برای گزارش یک خطا کلیک کنید اینجا.

اولین کسی باشید که نظر

نظر خود را بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخشهای موردنیاز علامتگذاری شدهاند با *

*

*

  1. مسئول داده ها: میگل آنخل گاتون
  2. هدف از داده ها: کنترل هرزنامه ، مدیریت نظرات.
  3. مشروعیت: رضایت شما
  4. ارتباط داده ها: داده ها به اشخاص ثالث منتقل نمی شوند مگر با تعهد قانونی.
  5. ذخیره سازی داده ها: پایگاه داده به میزبانی شبکه های Occentus (EU)
  6. حقوق: در هر زمان می توانید اطلاعات خود را محدود ، بازیابی و حذف کنید.