Vysvetľujeme, čo je Rutherfordov atómový model a jeho hlavné postuláty. Tiež, aký bol Rutherfordov experiment.
Aký je Rutherfordov atómový model?
Rutherfordov atómový model, ako naznačuje jeho názov, bol jedným z modelov navrhnutých na vysvetlenie štruktúru interné z atóm. V roku 1911 britský chemik a fyzik Ernest Rutherford navrhol tento model na základe výsledkov jeho experimentovanie s plátkovým zlatom.
Tento model predstavoval rozchod s predchádzajúcimi modelmi, ako je Daltonov atómový model a Thompsonov atómový model, a krok vpred vzhľadom na v súčasnosti akceptovaný model.
V jeho atómový modelRutherford navrhol, že atómy majú centrálne jadro, kde je najvyššie percento ich omša. Ďalej, podľa tejto teórie má toto jadro kladný elektrický náboj a obiehajú ho častice opačného náboja a menšej veľkosti (elektróny).
Podľa jeho úvah atóm fungoval ako a Slnečná sústava elektrónov obiehajúcich okolo ťažšieho atómového jadra, ako to robia planéty okolo slnko.
Rutherfordov atómový model možno zhrnúť do nasledujúcich troch návrhov:
- Väčšina atómovej hmoty je sústredená v jadre, ktoré je čoraz väčšie. hmotnosť než zvyšok časticea je vybavený kladným elektrickým nábojom.
- Okolo jadra a vo veľkých vzdialenostiach od neho sú elektrónyso záporným elektrickým nábojom, ktoré ho obiehajú po kruhových dráhach.
- Súčet kladných a záporných elektrických nábojov atómu by mal byť výsledkom nula, to znamená, že by mali byť rovnaké, takže atóm je elektricky neutrálny.
Rutherford nielen navrhol túto štruktúru atómu, ale tiež vypočítal jeho veľkosť a porovnal ju s veľkosťou jadra a dospel k záver že veľkú časť zloženia atómu tvorí prázdny priestor.
Na druhej strane má tento model určité obmedzenia, ktoré by sa dali vyriešiť pokrokom vedomosti a technológie:
- Nedalo sa vysvetliť, ako je možné, že súbor kladných nábojov drží pohromade v atómovom jadre, keďže by sa mali navzájom odpudzovať, keďže sú to všetky náboje rovnakého znamienka.
- Stabilita atómu sa nedala vysvetliť, pretože pri zvažovaní elektrónov so záporným nábojom, ktoré rotujú okolo kladného jadra, museli v určitom bode tieto elektróny stratiť. energie a kolaps proti jadru.
Rutherfordov atómový model bol v platnosti krátko a bol nahradený atómovým modelom navrhnutým dánskym fyzikom Nielsom Bohrom v roku 1913, v ktorom boli vyriešené niektoré obmedzenia a boli začlenené teoretické návrhy vyvinuté Albertom Einsteinom v roku 1905.
Rutherfordov experiment
Rutherfordova experimentálna metóda začala s niekoľkými tenkými plátmi zlata, ktoré boli v laboratóriu bombardované jadrami hélia (častice alfa, ktoré majú kladný náboj), čím sa merali uhly vychýlenia lúča častíc pri prechode cez zlato.
Toto správanie, ktoré niekedy dosahovalo odchýlky až 90 °, sa nezhodovalo s atómovým modelom navrhnutým Thompsonom, ktorý v tom čase prevládal.
Thompsonov model navrhuje, že atóm je kladná guľa, v ktorej sú vložené záporne nabité elektróny. Z tohto dôvodu model pripomína puding s hrozienkami: puding by bol atóm a hrozienka by boli elektróny.
Na druhej strane Rutherfordov model uvádza, že atóm má kladný náboj sústredený v jadre a elektróny obiehajú okolo neho. Ak by mal atóm štruktúru navrhnutú Thompsonom, alfa (pozitívne) častice by pri prechode cez zlatú fóliu mali sledovať svoje trajektórie alebo sa veľmi málo odchyľovať. Stalo sa však, že boli pozorované odchýlky týchto častíc až o 90 a 180 °, čo ukázalo, že atóm má skutočne kladný náboj sústredený vo svojom strede (ako navrhol Rutherford) a nie je distribuovaný v gule. ( ako navrhuje Thompson).