지인 후에 Thomson의 원자 모델, 전자가 양전하를 띤 매체에 있다고 생각한 더 발전된 모델은 다음과 같습니다. 러더퍼드의 원자 모델. 과학의 이 새로운 돌파구를 담당한 과학자는 Ernest Rutherford였습니다. 그는 20년 1871월 19일에 태어나 1937년 XNUMX월 XNUMX일에 사망했습니다. 그는 일생 동안 화학과 일반 과학계에 큰 공헌을 했습니다.
따라서 이 기사를 통해 Rutherford의 원자 모델에 대해 알아야 할 모든 것을 알려드리겠습니다.
금박 실험
이전 Thomson 모델은 전자가 양전하를 띤 매질에 있다고 말했습니다. 1909년 Ernest Rutherford는 Geiger와 Marsden이라는 두 명의 조수와 함께 Gold Leaf 실험으로 알려진 연구를 수행하여 다음을 확인할 수 있었습니다. Thomson의 친숙한 "건포도 푸딩"은 틀렸습니다. 그리고 이 새로운 실험은 원자가 강한 양전하를 가진 구조를 가지고 있음을 입증할 수 있었습니다. 이 실험은 1911년에 러더퍼드의 원자 모델로 제시된 몇 가지 결론을 재정립하는 데 도움이 되지 못했습니다.
Gold Leaf로 알려진 실험은 독특한 것이 아니었지만 1909년에서 1913년 사이에 수행되었습니다. 맨체스터 대학의 물리학 연구소. 이러한 실험은 혁명적인 원자 모델로 이어진 결과로부터 새로운 결론이 확립될 수 있었기 때문에 매우 중요했습니다.
이 실험은 다음과 같이 구성되었습니다. 두께가 100nm에 불과한 얇은 금 시트에 다량의 알파 입자를 가해야 했습니다. 이 알파 입자는 이온이었습니다. 즉, 원자는 전자가 없기 때문에 양성자와 중성자만 있는 것입니다. 중성자와 양성자를 가짐으로써 원자의 총 전하는 양수였습니다. 이 실험은 주로 Thomson의 모델이 올바른지 여부를 확증하는 목적을 가지고 있었습니다. 이 모델이 맞다면 알파 입자는 직선으로 금 원자를 통과해야 했습니다.
알파 입자에 의한 편향을 연구하기 위해 황화아연 형광 필터를 얇은 금박 주위에 배치해야 했습니다. 이 실험의 결과 일부 입자가 시트의 금 원자를 직선으로 통과할 수 있음을 관찰할 수 있었습니다. 그러나 이러한 알파 입자 중 일부는 임의의 방향으로 편향되었습니다.
금박 실험의 결론
이 사실을 감안할 때 이전 원자 모델이 고려한 것을 확증하는 것은 불가능했습니다. 그리고 이러한 원자 모델은 양전하가 원자에 균일하게 분포되어 있고 특정 지점에서 양전하가 그렇게 강하지 않기 때문에 교차하기가 더 쉽다는 것을 나타냅니다.
이 금박 실험의 결과는 전혀 예상치 못한 것이었다. 이것은 Rutherford가 알파 입자가 통과하려고 시도했지만 중앙 구조에서 거부되었습니다.. 보다 신뢰할 수 있는 소스를 설정하기 위해 반사된 입자와 그렇지 않은 입자의 양을 고려했습니다. 이러한 입자 선택 덕분에 주변 전자의 궤도와 비교하여 핵의 크기를 결정할 수 있었습니다. 또한 원자 공간의 대부분이 비어 있다는 결론을 내릴 수도 있습니다.
일부 알파 입자가 금박에 의해 편향되었음을 볼 수 있습니다. 그들 중 일부는 매우 작은 각도에서만 벗어났습니다. 이것은 원자의 양전하가 균일하게 분포되어 있지 않다는 결론을 내리는 데 도움이 되었습니다. 즉, 양전하가 매우 작은 공간의 공간에 집중된 방식으로 원자에 위치합니다.
매우 적은 수의 알파 입자가 뒤로 편향되었습니다. 이 편차는 다음과 같이 입자가 튀었을 수 있음을 나타냅니다. 이러한 모든 새로운 고려 사항 덕분에 Rutherford의 원자 모델은 새로운 아이디어로 확립될 수 있었습니다.
러더 포드의 원자 모델
우리는 Rutherford의 원자 모델의 원리가 무엇인지 공부할 것입니다.
- 원자 내부에 양전하를 띤 입자 원자의 총 부피와 비교하면 아주 작은 부피로 배열됩니다.
- 원자가 가진 거의 모든 질량은 언급 된 작은 부피에 있습니다. 이 내부 덩어리를 핵이라고 불렀습니다.
- 음전하를 띠는 전자 핵을 중심으로 회전하고 있습니다.
- 전자는 핵 주위에있을 때 고속으로 회전하고 원형 경로로 회전합니다. 이 궤도를 궤도라고 불렀습니다. 나중에 나는 그들은 궤도라고 알려져 있습니다.
- 음으로 하전 된 전자와 양으로 하전 된 원자 자체의 핵은 정전기 인력 덕분에 항상 함께 유지됩니다.
러더퍼드 원자 모델의 수용과 한계
예상대로 이 새로운 모델은 과학계에서 원자에 대한 완전히 새로운 파노라마를 보여주었습니다. 이 원자 모델 덕분에 이후의 많은 과학자들은 주기율표의 각 원소가 가지고 있는 전자의 수를 연구하고 결정할 수 있었습니다. 또한 원자의 작동을 가장 간단한 방법으로 설명하는 데 도움이 되는 새로운 발견이 이루어질 수 있습니다.
그러나 이 모델에도 몇 가지 제한 사항과 버그가 있습니다. 그들은 물리학의 세계에서 큰 발전을 의미했지만 완벽하거나 완전한 모델은 아니었습니다. 그리고 그것은 뉴턴의 법칙과 맥스웰 법칙의 중요한 측면에 따르면, 이 모델은 특정 사항을 설명할 수 없습니다.
- 그는 어떻게 음전하가 핵에 함께 붙을 수 있는지 설명할 수 없었습니다. 경골 전자에 따르면 양전하는 서로 반발해야 합니다.
- 또 다른 모순은 전기 역학의 기본 법칙에 대한 것이었다.. 양전하를 띤 전자가 핵 주위를 돌고 있다고 생각한다면 전자파를 방출해야 합니다. 이 방사선을 방출함으로써 전자가 핵으로 붕괴되기 하루 전에 에너지가 소비됩니다. 이러한 이유로 줄무늬 원자 모델은 원자가 갖는 안정성을 설명할 수 없습니다.
이 정보를 통해 Rutherford의 원자 모델에 대해 더 많이 알 수 있기를 바랍니다.