Po pažinties Thomsono atominis modelis, kuri elektronus laikė teigiamai įkrautoje terpėje, pažangesnis modelis, žinomas kaip Rutherfordo atominis modelis. Už naują mokslo pažangą buvo atsakingas mokslininkas Ernestas Rutherfordas. Jis gimė 20 m. Rugpjūčio 1871 d. Ir mirė 19 m. Spalio 1937 d. Per savo gyvenimą jis labai prisidėjo prie chemijos ir mokslo pasaulio apskritai.
Todėl mes skirsime šį straipsnį, kad pasakytume viską, ką reikia žinoti apie Rutherfordo atominį modelį.
Aukso lapų eksperimentas
Senasis Thomsono modelis teigė, kad elektronai buvo teigiamai įkrautoje terpėje. 1909 m. Ernestas Rutherfordas, lydimas dviejų padėjėjų Geigerio ir Marsdeno, atliko tyrimą, žinomą kaip Auksinio lapo eksperimentas, kurio metu jie sugebėjo patikrinti, Gerai žinomas Thomsono „lietaus pudingas“ buvo klaidingas. Ir tai, kad šis naujas eksperimentas sugebėjo parodyti, kad atomas turėjo stiprų teigiamą krūvį. Šis eksperimentas arba galėtų padėti atkurti kai kurias išvadas, kurios 1911 m. Buvo pateiktos kaip Rutherfordo atominis modelis.
Eksperimentas, žinomas kaip Aukso lapas, nebuvo unikalus, tačiau jis buvo atliktas 1909–1913 m. Tam jie naudojo Mančesterio universiteto fizikos laboratorijos. Šie eksperimentai buvo labai svarbūs, nes iš jų rezultatų buvo galima padaryti naujas išvadas, pasiekusias revoliucinį atominį modelį.
Šį eksperimentą sudarė: ploną, tik 100 nm storio aukso lakštą reikėjo bombarduoti dideliu kiekiu alfa dalelių. Šios alfa dalelės buvo ir jonai. Tai yra, atomai, kurie neturi elektronų, todėl jie turėjo tik protonus ir neutronus. Turėdamas neutronus ir protonus, bendras atomo krūvis buvo teigiamas. Šio eksperimento tikslas buvo patvirtinti, ar Thomsono modelis buvo teisingas. Jei šis modelis buvo teisingas, alfa dalelės turėjo praeiti per aukso atomus tiesia linija.
Norint ištirti alfa dalelių sukeltą deformaciją, aplink smulkią aukso foliją reikėjo uždėti fluorescuojantį cinko sulfido filtrą. Šio eksperimento rezultatas yra tai, kad buvo galima pastebėti, jog kai kurios dalelės galėjo praeiti per auksinius lakšto atomus tiesia linija. Tačiau kai kurios iš šių alfa dalelių buvo nukreiptos atsitiktinėmis kryptimis.
„Aukso lapo“ eksperimento išvados
Atsižvelgiant į šį faktą, tai, kas buvo laikoma ankstesniuose atomų modeliuose, negalėjo būti patvirtinta. Ir šie atominiai modeliai parodė, kad teigiamas krūvis atomuose pasiskirstė tolygiai, o tai palengvintų praėjimą, nes tam tikru momentu jo krūvis nebūtų toks stiprus.
Šio „Gold Leaf“ eksperimento rezultatai buvo visiškai netikėti. Tai privertė Rutherfordą galvoti, kad atomas turi stiprų teigiamą krūvį turintį centrą, kurį sukuria alfa dalelė pabandykite jį perduoti atmesta centrinės struktūros. Norint nustatyti patikimesnį šaltinį, dalelės buvo svarstomos kiekiais tų, kurie atsispindėjo ir kurių nebuvo. Dėl tokio dalelių pasirinkimo buvo galima nustatyti branduolio dydį, palyginti su aplink jį esančių elektronų orbita. Taip pat galima daryti išvadą, kad didžioji atomo erdvės dalis yra tuščia.
Buvo matyti, kad kai kurios alfa dalelės buvo nukreiptos aukso folija. Kai kurie iš jų nukrypo tik labai mažais kampais. Tai padėjo padaryti išvadą, kad teigiamas krūvis atome nėra pasiskirstęs tolygiai. Tai yra, teigiamas krūvis yra koncentruotai atome labai mažame erdvės tūryje.
Labai nedaug alfa dalelių atitolo atgal. Šis nuokrypis rodo, kad šios dalelės galėjo atsigauti. Visų šių naujų sumetimų dėka Rutherfordo atominis modelis galėtų būti sukurtas pasitelkus naujas idėjas.
Rutherfordo atominis modelis
Mes tirsime, kokie yra Rutherfordo atominio modelio principai:
- Dalelės, turinčios teigiamą krūvį atomo viduje jie yra išdėstyti labai mažu tūriu, jei palyginsime jį su bendru minėto atomo tūriu.
- Beveik visa atomo masė yra minėtame nedideliame tūryje. Ši vidinė masė buvo vadinama branduoliu.
- Elektronai, turintys neigiamą krūvį randama sukasi aplink branduolį.
- Elektronai sukasi dideliu greičiu, kai yra aplink branduolį, ir tai daro apskritimais. Šios trajektorijos vadinamos orbitomis. Vėliau Žinomas kaip orbitos.
- Ir tie elektronai, kurie buvo neigiamai įkrauti, ir teigiamai įkrautas atomo branduolys, visada laikomi kartu dėl elektrostatinės traukos jėgos.
Rutherfordo atominio modelio priėmimas ir apribojimai
Kaip ir tikėtasi, šis naujas modelis apžvelgė visiškai naują atomo panoramą mokslo pasaulyje. Dėl šio atominio modelio daugelis vėlesnių mokslininkų sugebėjo ištirti ir nustatyti elektronų skaičių, kurį turi kiekvienas periodinės lentelės elementas. Be to, buvo padaryti nauji atradimai, kurie padeda paprasčiausiu būdu paaiškinti atomo veikimą.
Tačiau šis modelis taip pat turi tam tikrų apribojimų ir klaidų. Nors tai buvo didelis pažanga fizikos pasaulyje, jis nebuvo nei tobulas, nei užbaigtas modelis. Ir tai yra pagal Niutono dėsnius ir svarbų Maksvelio dėsnių aspektą, Šis modelis negalėjo paaiškinti tam tikrų dalykų:
- Jis negalėjo paaiškinti, kaip neigiami krūviai sugebėjo išsilaikyti branduolyje. Pagal elektroninę teoriją teigiami krūviai turi atstumti vienas kitą.
- Kitas prieštaravimas buvo susijęs su pagrindiniais elektrodinamikos dėsniais. Jei teigiama, kad elektronai, turintys teigiamą krūvį, sukasi aplink branduolį, jie skleistų elektromagnetinę spinduliuotę. Skleidžiant šią spinduliuotę sunaudojama energija, dėl kurios elektronai subyrėtų branduolyje. Todėl šis atominis modelis negali paaiškinti atomo stabilumo.
