Elmagyarázzuk, mi a Rutherford-féle atommodell és főbb posztulátumai. Illetve milyen volt Rutherford kísérlete.
Mi a Rutherford-féle atommodell?
Rutherford atomi modellje, ahogy a neve is sugallja, egyike volt azoknak a modelleknek, amelyeket a magyarázatára javasoltak szerkezet belső atom. 1911-ben Ernest Rutherford brit kémikus és fizikus javasolta ezt a modellt a kutatás eredményei alapján. kísérletezés aranylevéllel.
Ez a modell szakítást jelentett a korábbi modellekkel, mint például a Dalton atommodell és a Thompson atommodell, és előrelépést jelentett a jelenleg elfogadott modellhez képest.
Abban atommodell, Rutherford azt javasolta, hogy az atomoknak központi magjuk van, ahol a legnagyobb százalékban tömeg. Ezen túlmenően ezen elmélet szerint ez az atommag pozitív elektromos töltéssel rendelkezik, és ellentétes töltésű és kisebb méretű részecskék (elektronok) keringenek körülötte.
Meggondolása szerint az atom a Naprendszer az elektronok egy nehezebb atommag körül keringenek, ahogy a bolygók teszik a körülötte Nap.
Rutherford atomi modellje a következő három tételben foglalható össze:
- Az atomtömeg nagy része a magban koncentrálódik, amely egyre nagyobb. súly mint a többi részecskék, és pozitív elektromos töltéssel van felruházva.
- A mag körül és attól nagy távolságra találhatók a elektronok, negatív elektromos töltéssel, amelyek körpályán keringenek körülötte.
- Egy atom pozitív és negatív elektromos töltéseinek összege ennek eredményeként nullát adjon, azaz egyenlő legyen, hogy az atom elektromosan semleges legyen.
Rutherford nemcsak ezt a szerkezetet javasolta az atomnak, hanem kiszámította a méretét és összehasonlította az atommag méretével, és arra jutott, hogy következtetés hogy az atom összetételének jó része üres tér.
Ennek a modellnek viszont vannak bizonyos korlátai, amelyek a fejlesztés előrehaladásával feloldhatók tudás és a technológia:
- Nem lehetett megmagyarázni, hogy az atommagban hogyan tarthat össze pozitív töltések halmaza, hiszen ezeknek egymást kellene taszítaniuk, hiszen mindegyik azonos előjelű töltés.
- Az atom stabilitását nem lehetett megmagyarázni, mert ha figyelembe vesszük a pozitív atommag körül forgó negatív töltésű elektronokat, egy ponton ezeknek az elektronoknak el kellett veszniük. Energia és összeesik a maggal szemben.
A Rutherford-féle atommodell rövid ideig érvényben volt, és a Niels Bohr dán fizikus 1913-ban javasolt atommodellje váltotta fel, amelyben a korlátok egy részét feloldották, és beépítették az Albert Einstein által 1905-ben kidolgozott elméleti javaslatokat.
Rutherford kísérlete
Rutherford kísérleti módszere több vékony aranylappal indult, amelyeket a laboratóriumban héliummagokkal (pozitív töltésű alfa-részecskékkel) bombáztak, így mérve a részecskenyaláb elhajlási szögeit az aranyon való áthaladáskor.
Ez a viselkedés, amely néha elérte a 90°-os eltérést, nem ért egyet a Thompson által javasolt atomi modellel, amely akkoriban uralkodott.
Thompson modellje szerint az atom egy pozitív gömb, amelyben negatív töltésű elektronok vannak beágyazva. Emiatt a modell egy mazsolás pudinghoz hasonlít: a puding az atom, a mazsola pedig az elektronok.
Másrészt Rutherford modellje azt állítja, hogy az atom pozitív töltése az atommagban koncentrálódik, és az elektronok körülötte keringenek. Ha az atomnak a Thompson által javasolt szerkezete lenne, akkor az alfa (pozitív) részecskék, amikor áthaladnak az aranyfólián, követniük kell a pályájukat, vagy nagyon kis mértékben eltérnek. Azonban az történt, hogy ezeknek a részecskéknek akár 90 és 180°-os eltérései is láthatók voltak, ami azt mutatta, hogy az atom pozitív töltése valóban a középpontjában koncentrálódik (ahogyan Rutherford javasolta), és nem oszlik el egy gömbben. Thompson javaslata szerint).