U znanosti je bilo mnogo znanstvenika koji su napravili promjenu kada je riječ o znanju kako stvari funkcioniraju. Znanje o česticama, atomima i elektronima pružilo je mnogo napretka u znanosti. Stoga ćemo ovaj članak posvetiti Thomsonov atomski model. Bio je poznat i kao model pudinga od grožđica.
U ovom članku možete naučiti sve što je povezano s Thomsonovim atomskim modelom, koje su njegove karakteristike i koliko je važan za znanost.
Što je Thomsonov atomski model
Ovo je model razvijen 1904. godine i možda je otkrivena prva subatomska čestica. Otkrivač je bio britanski znanstvenik Joseph John Thomson. Taj je čovjek uspio otkriti negativno nabijene čestice kroz eksperiment u kojem je koristio katodne cijevi 1897. godine.
Posljedica ovog otkrića bila je prilično velika, jer nije bilo dokaza da atom može imati jezgru. Ovaj nas znanstvenik navodi na pomisao da su elektroni uronjeni u neku vrstu supstance s pozitivnim nabojem koji djeluje protiv negativnog naboja elektrona. To je ono zbog čega su atomi imali neutralni naboj.
Objasniti ih na razumljiv način znači poput stavljanja želea s grožđicama koje plutaju unutra. Otuda naziv modela puding sa grožđicama. U ovom modelu, Thomson bio zadužen za nazivanje elektronskih korpuskula i smatrao je da su raspoređeni na ne slučajan način. Danas je poznato da su oni u nekoj vrsti rotirajućih prstenova i da svaki prsten ima različitu razinu energije. Kad elektron izgubi energiju, on prelazi na višu razinu, odnosno odmiče se od jezgre atoma.
Pokus sa zlatnom folijom
Thompson je mislio da pozitivni dio atoma uvijek ostaje unedogled. Ovaj model koji je stvorio 1904. nije imao široko prihvaćeno akademsko prihvaćanje. Pet godina kasnije Geiger i Marsden uspjeli su izvesti eksperiment sa zlatnom folijom zbog čega Thomsonova otkrića nisu bila toliko učinkovita. U ovom su eksperimentu prošli snop čestica helij alfa kroz zlatnu foliju. Alfa čestice nisu ništa drugo do lavovi elementa, odnosno jezgre koje nemaju elektrone i zato imaju pozitivan naboj.
Rezultat eksperimenta bio je da se ta zraka raspršila kad je prolazila kroz zlatnu foliju. Iz ovoga bi se moglo zaključiti da mora postojati jezgra s izvorom pozitivnog naboja koja je bila zadužena za odbijanje svjetlosne zrake. S druge strane, u Thomsonovom atomskom modelu imali smo da je pozitivni naboj raspodijeljen duž onoga što je rečeno kao želatina i koji sadrži elektrone. To znači da bi snop iona mogao proći kroz atom tog modela.
Kad se u sljedećem eksperimentu pokazalo suprotno, ovaj bi se model mogao poreći atomska.
Otkriće elektrona također je došlo iz dijela drugog atomskog modela, ali iz Daltona. U tom se modelu atom smatrao potpuno nedjeljivim. To je ono što je ponukalo Thomsona na razmišljanje o svom modelu pudinga od grožđica.
Karakteristike Thomsonovog atomskog modela
Među glavnim karakteristikama ovog modela rezimiramo sljedeće:
- Atom koji ovaj model predstavlja sliči kugli koja ima pozitivno nabijeni materijal s elektronima koji su negativno nabijeni. I elektroni i pozitivno nabijena tvar prisutni su unutar kugle.
- Pozitivni i negativni naboji imaju jednaku veličinu. To znači da cijeli atom nema naboj, već je električki neutralan.
- Tako da atom općenito može imati neutralni naboj elektroni trebaju biti uronjeni u supstancu koja ima pozitivan naboj. To je ono što se spominje s grožđicama kao dijelom elektrona, a ostatak želatine je dio s pozitivnim nabojem.
- Iako to nije eksplicitno objašnjeno, može se zaključiti da u ovom modelu atomska jezgra nije postojala.
Kada je Thomson stvorio ovaj model, napustio je prethodnu hipotezu o magličastom atomu. Ova se hipoteza temeljila na činjenici da su atomi sastavljeni od nematerijalnih vrtloga. Budući da je bio uspješan znanstvenik, želio je stvoriti vlastiti atomski model zasnovan na eksperimentalnim dokazima koji su bili poznati u njegovo vrijeme.
Unatoč činjenici da ovaj model nije bio potpuno precizan, mogao je pomoći u postavljanju fiksnih temelja kako bi kasniji modeli mogli biti uspješniji. Zahvaljujući ovom modelu bilo je moguće provesti različite eksperimente koji su doveli do novih zaključaka i tako se znanost koju danas poznajemo razvijala sve više i više.
Ograničenja i pogreške Thomsonovog atomskog modela
Analizirat ćemo koja su pitanja u kojima ovaj model nije uspio i zašto se nije mogao nastaviti. Prva stvar je da nije mogao objasniti kako se naboji drže na elektronima unutar atoma. Ne mogavši to objasniti, također nije mogao riješiti ništa o stabilnosti atoma.
U svojoj teoriji nije spomenuo ništa o atomu koji posjeduje jezgru. Da danas znamo da se atom sastoji od jezgra sastavljena od protona i neutrona i elektrona rotira oko sebe na različitim razinama energije.
Protoni i neutroni još ne bi bili otkriveni. Thompson je svoj model pokušao temeljiti na objašnjenju s elementima koji su u to vrijeme bili znanstveno dokazani. Kada je eksperiment sa zlatnom folijom potvrđen, brzo je odbačen. U ovom eksperimentu je pokazano da unutar atoma mora postojati nešto zbog čega bi mogao imati pozitivan naboj i veću masu. Za ovo se već zna da je jezgra atoma.
Nadam se da ćete s ovim podacima saznati više o Thomsonovom atomskom modelu.