A tudományban sok olyan tudós volt, aki változást hozott a dolgok működésének megismerésében. A részecskékről, atomokról és elektronokról szóló ismeretek számos előrelépést jelentettek a tudományban. Ezért ennek a cikknek fogunk szentelni Thomson atommodellje. Raisin Pudding modellként is ismert volt.
Ebben a cikkben megtudhat mindent, ami Thomson atommodelljéhez kapcsolódik, annak jellemzői és mennyire volt fontos a tudomány számára.
Mi a Thomson atommodell
Ez egy olyan modell, amelyet 1904-ben fejlesztettek ki, és felfedezhették az első szubatomi részecskét. A felfedező Joseph John Thomson brit tudós volt. Ez az ember egy negatív töltésű részecskéket fedezhetett fel egy kísérlet során, amelynek során katódsugárcsöveket használt 1897-ben.
Ennek a felfedezésnek a következménye meglehetősen hatalmas volt, mivel nem volt bizonyíték arra, hogy az atomnak lehet magja. Ez a tudós arra gondol, hogy az elektronok egyfajta pozitív töltésű anyagba merültek, amely ellensúlyozza az elektronok negatív töltését. Ez tette az atomokat semleges töltésűvé.
Ha megértett módon elmagyarázzuk őket, az olyan, mintha zselét helyeznénk el, benne mazsolával. Ezért a mazsolás puding modell neve. Ebben a modellben Thomson volt felelős az elektronok korpuszokért való hívásáért, és úgy vélte, hogy nem véletlenszerű módon vannak elrendezve. Ma már ismert, hogy egyfajta forgó gyűrűkben vannak, és mindegyik gyűrű eltérő energiaszinttel rendelkezik. Amikor egy elektron elveszíti az energiáját, magasabb szintre kerül, vagyis eltávolodik az atom magjától.
Aranyfólia kísérlet
Thompson szerint az atom pozitív része mindig a végtelenségig megmaradt. Ennek az 1904-ben létrehozott modellnek nem volt széleskörű tudományos elfogadottsága. Öt évvel később Geiger és Marsden kísérletet hajthattak végre egy aranyfóliával, amely Thomson felfedezéseit kevésbé hatékonnyá tette. Ebben a kísérletben átestek alfa-hélium részecskék nyalábja egy aranyfólián keresztül. Az alfa részecskék nem mások, mint egy elem oroszlánjai, vagyis azok az atommagok, amelyek nem rendelkeznek elektronokkal, ezért pozitív töltéssel rendelkeznek.
A kísérlet eredménye az volt, hogy ez a gerenda szétszóródott, amikor áthaladt az aranyfólián. Ezzel arra lehet következtetni, hogy a magsugár elhajlásáért felelős pozitív töltésű magnak kell lennie. Másrészt Thomson atommodelljében azt tapasztaltuk, hogy a pozitív töltés eloszlott az úgynevezett zselatin mentén, és amely tartalmazta az elektronokat. Ez azt jelenti, hogy egy ionnyaláb áthaladhat a modell atomján.
Amikor az ezt követő kísérletben ennek az ellenkezőjét mutatták be, ezt a modellt meg lehetne tagadni atom.
Az elektron felfedezése szintén egy másik atommodell részéből származott, de Daltonból. Ebben a modellben az atomot teljesen oszthatatlannak tekintették. Ez késztette Thomsont arra, hogy gondoljon Raisin Pudding modelljére.
A Thomson atommodell jellemzői
A modell fő jellemzői között a következőket foglaljuk össze:
- Az atom, amelyet ez a modell képvisel olyan gömbre hasonlít, amelynek pozitív töltése van az elektronokkal amelyek negatív töltésűek. Az elektronok és a pozitív töltésű anyag egyaránt jelen van a gömb belsejében.
- A pozitív és negatív töltések nagysága azonos. Ez azt jelenti, hogy a teljes atomnak nincs töltése, de elektromosan semleges.
- Annak érdekében, hogy az atom általában semleges töltéssel rendelkezzen az elektronokat egy pozitív töltésű anyagba kell meríteni. Ezt említik a mazsolával az elektron részeként, és a zselatin többi része pozitív töltésű rész.
- Bár ezt nem magyarázzák kifejezetten, arra lehet következtetni, hogy ebben a modellben az atommag nem létezett.
Amikor Thomson létrehozta ezt a modellt, felhagyott a ködatomra vonatkozó korábbi hipotézissel. Ez a hipotézis azon a tényen alapult, hogy az atomok immateriális örvényekből álltak. Mivel nagy teljesítményű tudós volt, a korában ismert kísérleti bizonyítékok alapján saját atommodellt akart létrehozni.
Annak ellenére, hogy ez a modell nem volt teljesen pontos, segíteni tudott egy állandó alap megteremtésében, hogy a későbbi modellek sikeresebbek lehessenek. Ennek a modellnek köszönhetően különböző kísérleteket lehetett elvégezni, amelyek új következtetésekhez vezettek, és így fejlődött egyre jobban a ma ismert tudomány.
A Thomson atommodell korlátai és hibái
Elemezzük, melyek azok a kérdések, amelyekben ez a modell nem járt sikerrel, és miért nem folytatódhatott tovább. Az első dolog az, hogy nem tudta megmagyarázni, hogyan tartják a töltéseket az atom belsejében lévő elektronokon. Ezt nem tudta megmagyarázni, és az atom stabilitásával kapcsolatban sem tudott megoldani semmit.
Elméletében nem említett semmit arról, hogy az atomnak van egy magja. Ha ma már tudjuk, hogy az atom az protonokból, neutronokból és elektronokból álló mag körül forog különböző energiaszinteken.
Protonokat és neutronokat még nem fedeznének fel. Thompson megpróbálta modelljét egy magyarázatra alapozni az akkor tudományosan bizonyított elemekkel. Amikor az aranyfóliás kísérletet igazolták, gyorsan elvetették. Ebben a kísérletben megmutatták, hogy az atom belsejében kell lennie valaminek, ami pozitív töltéssel és nagyobb tömeggel bírna. Ez már ismert, hogy ez az atom magja.
Remélem, hogy ezekkel az információkkal többet tudhat meg Thomson atommodelljéről.