После знакомства Атомная модель Томсона, которая считала электроны в положительно заряженной среде, более продвинутая модель, известная как Атомная модель Резерфорда. Этим новым достижением науки руководил Эрнест Резерфорд. Он родился 20 августа 1871 года и умер 19 октября 1937 года. За свою жизнь он внес большой вклад в химию и науку в целом.
Поэтому мы собираемся посвятить эту статью тому, чтобы рассказать вам все, что вам нужно знать об атомной модели Резерфорда.
Эксперимент с золотым листом
Старая модель Томсона гласила, что электроны находятся в положительно заряженной среде. В 1909 году Эрнест Резерфорд в сопровождении двух помощников по имени Гейгер и Марсден провел исследование, известное как эксперимент с золотым листом, в котором они могли проверить, что Знаменитый «пудинг с изюмом» Томсона был неправильным. И заключается в том, что этот новый эксперимент смог показать, что атом имеет структуру с сильным положительным зарядом. Этот эксперимент может помочь восстановить некоторые выводы, которые в итоге были представлены как атомная модель Резерфорда в 1911 году.
Эксперимент, известный как «Золотой лист», не был уникальным, но он проводился между 1909 и 1913 годами. Для этого они использовали лаборатории физики Манчестерского университета. Эти эксперименты имели большое значение, поскольку по их результатам можно было сделать новые выводы, которые привели к революционной модели атома.
Этот эксперимент заключался в следующем: тонкий лист золота толщиной всего 100 нм нужно было бомбардировать большим количеством альфа-частиц. Эти альфа-частицы были и ионами. То есть атомы, у которых нет электронов, поэтому у них были только протоны и нейтроны. Имея нейтроны и протоны, общий заряд атома был положительным. Этот эксперимент в основном имел целью подтвердить правильность модели Томсона. Если бы эта модель была правильной, альфа-частицы должны были пройти через атомы золота по прямой линии.
Чтобы изучить отклонение, вызванное альфа-частицами, вокруг тонкой золотой фольги должен был быть помещен флуоресцентный фильтр из сульфида цинка. В результате этого эксперимента было обнаружено, что некоторые частицы могли проходить через атомы золота листа по прямой линии. Однако некоторые из этих альфа-частиц отклонялись в случайных направлениях.
Выводы эксперимента с золотым листом
Учитывая этот факт, было невозможно подтвердить то, что рассматривались в предыдущих атомных моделях. И именно эти атомные модели показали, что положительный заряд был равномерно распределен в атомах, и это облегчило бы его пересечение, поскольку его заряд не был бы таким сильным в определенной точке.
Результаты этого эксперимента с Золотым листом были совершенно неожиданными. Это заставило Резерфорда подумать, что у атома есть центр с сильным положительным зарядом, который возникает, когда альфа-частица попытаться передать это отклонено центральной структурой. Чтобы установить более надежный источник, частицы учитывались в количестве тех, которые были отражены, и тех, которые не отражались. Благодаря такому отбору частиц можно было определить размер ядра по сравнению с орбитой электронов, находящихся вокруг него. Можно также сделать вывод, что большая часть пространства атома пуста.
Видно было, что некоторые альфа-частицы отклонялись золотой фольгой. Некоторые из них отклонялись только на очень маленькие углы. Это помогло сделать вывод, что положительный заряд на атоме распределен неравномерно. То есть положительный заряд сосредоточен на атоме в очень небольшом объеме пространства.
Очень мало альфа-частиц вернулось обратно. Это отклонение означает, что указанные частицы могли отскочить. Благодаря всем этим новым соображениям атомная модель Резерфорда могла быть основана на новых идеях.
Атомная модель Резерфорда
Мы собираемся изучить, каковы принципы атомной модели Резерфорда:
- Частицы с положительным зарядом внутри атома они расположены в очень маленьком объеме, если сравнить его с общим объемом указанного атома.
- Почти вся масса атома находится в упомянутом небольшом объеме. Эта внутренняя масса была названа ядром.
- Электроны с отрицательным зарядом найдены вращающимися вокруг ядра.
- Электроны вращаются с высокой скоростью, когда они находятся вокруг ядра, и делают это по круговым траекториям. Эти траектории были названы орбитами. Позже я буду они известны как орбитали.
- И те электроны, которые были отрицательно заряжены, и само ядро положительно заряженного атома всегда удерживаются вместе благодаря электростатической силе притяжения.
Принятие и ограничения атомной модели Резерфорда
Как и ожидалось, эта новая модель представила совершенно новую панораму атома в научном мире. Благодаря этой атомной модели многие более поздние ученые смогли изучить и определить количество электронов в каждом элементе периодической таблицы. Кроме того, могут быть сделаны новые открытия, которые помогут самым простым способом объяснить функционирование атома.
Однако у этой модели также есть некоторые ограничения и ошибки. Хотя это был прорыв в мире физики, они не были ни совершенной, ни законченной моделью. И это из согласно законам Ньютона и важному аспекту законов Максвелла, эта модель не могла объяснить некоторые вещи:
- Он не мог объяснить, как отрицательные заряды могут удерживаться вместе в ядре. Согласно электронной большеберцовой кости, положительные заряды должны отталкиваться друг от друга.
- Другое противоречие касалось основных законов электродинамики.. Если считать, что электроны с положительным зарядом вращаются вокруг ядра, они должны испускать электромагнитное излучение. При испускании этого излучения для коллапса электронов в ядре расходуется энергия. Следовательно, полосатая модель атома не может объяснить стабильность атома.
Я надеюсь, что с этой информацией вы сможете больше узнать об атомной модели Резерфорда.