Rutherford atommodell

Rutherford atommodell

Az ismerkedés után Thomson atommodellje, amely az elektronokat pozitív töltésű közegben tartotta, egy fejlettebb néven ismert modell Rutherford atommodell. A tudomány ezen új előrelépéséért felelős tudós Ernest Rutherford volt. 20. augusztus 1871-án született és 19. október 1937-én hunyt el. Élete során nagyban hozzájárult a kémia és általában a tudomány világához.

Ezért ezt a cikket dedikáljuk, hogy elmondhassunk mindent, amit tudnia kell Rutherford atommodelljéről.

Arany levél kísérlet

Arany levél minta

A régi thomson-modell szerint az elektronok pozitív töltésű közegben vannak. 1909-ben Ernest Rutherford két Geiger és Marsden nevű asszisztens kíséretében elvégzett egy Gold Leaf kísérlet néven ismert tanulmányt, ahol igazolni tudták Thomson jól ismert "mazsolás pudingja" tévedett. És hogy ez az új kísérlet képes volt megmutatni, hogy az atom erős pozitív töltésű szerkezettel rendelkezik. Ez a kísérlet vagy segíthet néhány olyan következtetés helyreállításában, amelyek végül Rutherford atommodelljeként kerültek bemutatásra 1911-ben.

Az Aranylevél néven ismert kísérlet nem volt egyedülálló, de ezeket 1909 és 1913 között hajtották végre. Ehhez használták a manchesteri egyetem fizikai laboratóriumai. Ezek a kísérletek nagy jelentőségűek voltak, mivel eredményeikből új következtetéseket lehetett levonni, amelyek forradalmi atommodellhez vezettek.

Ez a kísérlet a következőkből állt: egy vékony, csak 100 nm vastag aranylapot kellett nagy mennyiségű alfa részecskével bombázni. Ezek az alfa részecskék voltak és ionok. Vagyis olyan atomok, amelyek nem rendelkeznek elektronokkal, tehát csak protonjaik és neutronjaik voltak. Neutronok és protonok jelenlétével az atom teljes töltése pozitív volt. Ennek a kísérletnek elsősorban az volt a célja, hogy megerősítse a Thomson-modell helyes voltát. Ha ez a modell igaz volt, az alfa részecskéknek egyenes vonalban kellett áthaladniuk az arany atomokon.

Az alfa részecskék okozta elhajlás tanulmányozásához fluoreszkáló cink-szulfid szűrőt kellett elhelyezni a finom arany fólia körül. Ennek a kísérletnek az az eredménye, hogy megfigyelték, hogy egyes részecskék egyenes vonalban képesek áthaladni a lemez arany atomjain. Ezen alfa-részecskék egy része azonban véletlenszerű irányba terelődött.

Az Aranyleveles kísérlet következtetései

Kísérletek

Tekintettel erre a tényre, nem sikerült megerősíteni, hogy mit tekintenek a korábbi atommodelleknek. És ezek az atommodellek rámutattak arra, hogy a pozitív töltés egyenletesen oszlik el az atomokban, és ez megkönnyíti annak átlépését, mivel töltése egy bizonyos ponton nem lesz olyan erős.

Ennek az Aranyleveles kísérletnek az eredményei teljesen váratlanok voltak. Ez arra késztette Rutherfordot, hogy az atomnak van egy erős pozitív töltésű központja, amely akkor keletkezik, amikor egy alfa részecske próbálja átadni a központi struktúra által elutasítva. A megbízhatóbb forrás megállapítása érdekében a részecskéket olyan mennyiségben vettük figyelembe, amely visszatükröződött és nem. Ennek a részecskeválogatásnak köszönhetően sikerült meghatározni a mag méretét a körülötte lévő elektronok pályájához képest. Arra is lehet következtetni, hogy az atom térének nagy része üres.

Látható volt, hogy néhány alfa részecskét elhajított az arany fólia. Néhányan csak nagyon kis szögekben tértek el. Ez segített megállapítani, hogy az atom pozitív töltése nem oszlik el egyenletesen. Vagyis a pozitív töltés koncentráltan, egy nagyon kis térfogatban helyezkedik el az atomon.

Nagyon kevés alfa részecske sodródott vissza. Ez az eltérés a következőképpen jelzi az említett részecskék visszapattanását. Mindezen új megfontolásoknak köszönhetően Rutherford atommodellje új ötletekkel megalapozható.

Rutherford atommodell

Ernest Rutherford

Tanulmányozni fogjuk Rutherford atommodelljének alapelveit:

  • Az atom belsejében pozitív töltésű részecskék nagyon kis térfogatban vannak elrendezve, ha összehasonlítjuk az említett atom teljes térfogatával.
  • Szinte az atom tömege az említett kis térfogatban van. Ezt a belső tömeget hívták magnak.
  • Negatív töltésű elektronok a mag körül forognak.
  • Az elektronok nagy sebességgel forognak, amikor a sejt körül vannak, és ezt kör alakú utakon teszik. Ezeket a pályákat pályáknak nevezték. Később fogom pályákként ismertek.
  • Az elektrosztatikus vonzerőnek köszönhetően mind a negatív töltésű elektronok, mind a pozitív töltésű atom magja mindig együtt van.

Rutherford atommodelljének elfogadása és korlátai

A várakozásoknak megfelelően ez az új modell egy teljesen új panorámát képzelt el az atomról a tudományos világban. Ennek az atommodellnek köszönhetően sok későbbi tudós tanulmányozhatta és meghatározhatta a periódusos rendszer minden egyes elemének elektronszámát. Ezenkívül új felfedezéseket lehet tenni, amelyek segítenek az atom működésének legegyszerűbb megmagyarázatában.

Ennek a modellnek azonban vannak korlátai és hibái is. Bár áttörés volt a fizika világában, nem voltak sem tökéletes, sem teljes modellek. És ez a Newton törvényei és Maxwell törvényeinek egyik fontos szempontja szerint, ez a modell nem tudott megmagyarázni bizonyos dolgokat:

  • Nem tudta megmagyarázni, hogyan képesek a negatív töltések összetartani a magban. Az elektronikus sípcsont szerint a pozitív töltéseknek taszítaniuk kell egymást.
  • További ellentmondás volt az elektrodinamika alapvető törvényei felé. Ha úgy tekintenénk, hogy a pozitív töltésű elektronok a mag körül forognak, akkor elektromágneses sugárzást kell kibocsátaniuk. Ennek a sugárzásnak a kibocsátásakor energiát fogyasztanak, hogy az elektronok összeomljanak a magban. Ezért a csíkos atommodell nem tudja megmagyarázni az atom stabilitását.

Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet megtudhat Rutherford atommodelljéről.


Legyen Ön az első hozzászóló

Hagyja megjegyzését

E-mail címed nem kerül nyilvánosságra. Kötelező mezők vannak jelölve *

*

*

  1. Az adatokért felelős: Miguel Ángel Gatón
  2. Az adatok célja: A SPAM ellenőrzése, a megjegyzések kezelése.
  3. Legitimáció: Az Ön beleegyezése
  4. Az adatok közlése: Az adatokat csak jogi kötelezettség alapján továbbítjuk harmadik felekkel.
  5. Adattárolás: Az Occentus Networks (EU) által üzemeltetett adatbázis
  6. Jogok: Bármikor korlátozhatja, helyreállíthatja és törölheti adatait.