Selitämme, mikä on Rutherfordin atomimalli ja sen pääpostulaatit. Myös, kuinka Rutherfordin kokeilu meni.
Mikä on Rutherfordin atomimalli?
Rutherfordin atomimalli, kuten sen nimi kertoo, oli yksi malleista, joita ehdotettiin selittämään rakenne sisäinen atomi. Vuonna 1911 brittiläinen kemisti ja fyysikko Ernest Rutherford ehdotti tätä mallia hänen tutkimustensa tulosten perusteella. kokeilu kultalehdellä.
Tämä malli merkitsi eron aikaisempiin malleihin, kuten Daltonin atomimalliin ja Thompsonin atomimalliin, ja askeleen eteenpäin verrattuna tällä hetkellä hyväksyttyyn malliin.
Sen atomi malli, Rutherford ehdotti, että atomeilla on keskusydin, jossa niiden suurin prosenttiosuus massa-. Lisäksi tämän teorian mukaan tällä ytimellä on positiivinen sähkövaraus ja sitä kiertävät vastakkaisen varauksen omaavat ja pienempikokoiset hiukkaset (elektronit).
Hänen näkemyksensä mukaan atomi toimi a Aurinkokunta elektroneista, jotka kiertävät raskaampaa atomiydintä, kuten planeetat tekevät sen ympärillä Aurinko.
Rutherfordin atomimalli voidaan tiivistää seuraaviin kolmeen ehdotukseen:
- Suurin osa atomimassasta on keskittynyt ytimeen, joka on suurempi ja suurempi. paino kuin loput hiukkasiaja varustettu positiivisella sähkövarauksella.
- Ytimen ympärillä ja suurilla etäisyyksillä siitä ovat elektroneja, joilla on negatiivinen sähkövaraus, jotka kiertävät sitä ympyräreittejä.
- Atomin positiivisten ja negatiivisten sähkövarausten summan tulisi tuloksena olla nolla, eli niiden tulee olla yhtä suuret, jotta atomi on sähköisesti neutraali.
Rutherford ei vain ehdottanut tätä rakennetta atomille, vaan myös laski sen koon ja vertasi sitä ytimen kokoon ja päätyi johtopäätös että suuri osa atomin koostumuksesta on tyhjää tilaa.
Tällä mallilla on toisaalta tiettyjä rajoituksia, jotka voitaisiin ratkaista edistymisen myötä tietoa ja teknologiaa:
- Ei voitu selittää, kuinka positiivisten varausten sarja oli mahdollista pitää yhdessä atomin ytimessä, koska niiden pitäisi hylkiä toisiaan, koska ne ovat kaikki saman merkin varauksia.
- Atomin stabiilisuutta ei voitu selittää, koska kun otetaan huomioon negatiivisen varauksen elektronit, jotka pyörivät positiivisen ytimen ympäri, näiden elektronien piti jossain vaiheessa hävitä. Energiaa ja romahtaa ydintä vasten.
Rutherfordin atomimalli oli voimassa lyhyen aikaa, ja se korvattiin tanskalaisen fyysikon Niels Bohrin vuonna 1913 ehdottamalla atomimallilla, jossa osa rajoituksista poistettiin ja Albert Einsteinin vuonna 1905 kehittämät teoreettiset ehdotukset sisällytettiin.
Rutherfordin kokeilu
Rutherfordin kokeellinen menetelmä alkoi useista ohuista kultalevyistä, joita pommitettiin laboratoriossa heliumytimillä (alfahiukkasilla, joilla on positiivinen varaus), mikä mittasi hiukkassäteen taipumakulmat kulkiessaan kullan läpi.
Tämä käyttäytyminen, joka joskus saavutti jopa 90 asteen poikkeamia, ei ollut samaa mieltä Thompsonin tuolloin vallinneen atomimallin kanssa.
Thompsonin malli ehdottaa, että atomi on positiivinen pallo, johon on upotettu negatiivisesti varautuneita elektroneja. Tästä syystä malli muistuttaa vanukasta, jossa on rusinoita: vanukas olisi atomi ja rusinat elektronit.
Toisaalta Rutherfordin mallin mukaan atomin positiivinen varaus on keskittynyt ytimeen ja elektronit kiertävät sitä. Jos atomilla olisi Thompsonin ehdottama rakenne, alfa (positiivisten) hiukkasten tulisi kulkiessaan kultakalvon läpi seurata lentoratojaan tai poiketa hyvin vähän. Kuitenkin tapahtui, että näiden hiukkasten poikkeamia havaittiin jopa 90 ja 180°, mikä osoitti, että atomin positiivinen varaus todellakin on keskittynyt sen keskustaan (kuten Rutherford ehdotti) eikä se ole jakautunut palloon. ( kuten Thompson ehdotti).