De Rutherford atommodell er beskrivelsen av atomet skapt av den britiske fysikeren Ernest Rutherford (1871-1937) da han i 1911 oppdaget atomkjernen, takket være de berømte spredningseksperimentene som bærer navnet hans.
Ideen om atomet (“udeleligPå gresk) som den minste komponenten av materie, var det en intellektuell skapelse født i det antikke Hellas, rundt 300 f.Kr. Som så mange andre greske begreper, er begrepet atom utviklet basert på logikk og argumentasjon, men ikke på eksperimentering..
De mest bemerkelsesverdige atomistfilosofene var Democritus of Abdera (460 - 360 f.Kr.), Epicurus of Samos (341 - 270 BC), og Titus Lucretius (98 - 54 BC). Grekerne unnfanget fire forskjellige typer atomer som tilsvarte de fire elementene som ifølge dem utgjorde materie: luft, vann, jord og ild.
Senere ville Aristoteles legge til et femte element: eteren som dannet stjernene, siden de andre fire elementene var rent jordiske.
Erobringen av Alexander den store, som Aristoteles var lærer av, utvidet sin tro over hele den antikke verden, fra Spania til India og dermed i århundrer ideen om atom var å skape et eget sted i vitenskapens verden.
Artikkelindeks
Ideene til de greske filosofene om materiens struktur holdt til i hundrevis av år, til en engelsk kjemiker og skolelærer ved navn John Dalton (1776-1844) publiserte resultatene av eksperimentene sine i 1808..
Dalton var enig i at elementene består av ekstremt små partikler, kalt atomer. Men han gikk videre ved å si at alle atomene til det samme elementet er like, har samme størrelse, samme masse og de samme kjemiske egenskapene, noe som gjør at de forblir uendret under en kjemisk reaksjon..
Dette er den første vitenskapelig baserte atommodellen. I likhet med grekerne fortsatte Dalton å betrakte atomet som udelelig, derfor manglende struktur. Imidlertid førte Daltons geni ham til å observere et av de store bevaringsprinsippene i fysikk:
Og han etablerte måten kjemiske forbindelser ble dannet av "sammensatte atomer" (molekyler):
1800-tallet var det store århundret med elektrisitet og magnetisme. Noen år etter Daltons publikasjoner tvilte resultatene av noen eksperimenter forskere om atomets udelbarhet..
Crookes-røret var et apparat designet av den britiske kjemikeren og meteorologen William Crookes (1832-1919). Eksperimentet som Crookes utførte i 1875, besto av å plassere to elektroder, en kalt i et rør fylt med gass ved lavt trykk. katode og en annen ringte anode.
Ved å etablere en potensiell forskjell mellom de to elektrodene, lyste gassen med en farge som var karakteristisk for gassen som ble brukt. Dette faktum antydet at det var en bestemt organisasjon i atomet, og at det derfor ikke var udelelig..
Videre produserte denne strålingen en svak fluorescens på veggen til glassrøret foran katoden, og skar ut skyggen av et kryssformet merke som ligger inne i røret..
Det var en mystisk stråling kjent som "katodestråler", som gikk i en rett linje til anoden og var svært energisk, i stand til å produsere mekaniske effekter, og som ble avbøyd mot en positivt ladet plate eller også gjennom magneter..
Strålingen inne i Crookes-røret kunne ikke være bølger, da den bar negativ ladning. Joseph John Thomson (1856 - 1940) kom med svaret i 1887 da han fant forholdet mellom ladningen og massen av denne strålingen, og fant ut at den alltid var den samme: 1,76 x 10elleve C / Kg., Uavhengig av gassen som er innesluttet i røret eller materialet som brukes til å produsere katoden.
Thomson kalte disse partiklene kroppslegemer. Ved å måle massen i forhold til den elektriske ladningen, konkluderte han med at hver kroppsdel var vesentlig mindre enn et atom. Derfor foreslo han at de måtte være en del av disse, og dermed oppdage elektron.
Den britiske forskeren var den første til å tegne en grafisk modell av atomet, ved å tegne en kule med innsatte punkter, som på grunn av formen fikk kallenavnet "plomme pudding". Men denne oppdagelsen reiste andre spørsmål:
I 1898 hadde Rutherford identifisert to typer stråling fra uran, som han kalte alfa Y beta.
Naturlig radioaktivitet hadde allerede blitt oppdaget av Marie Curie i 1896. Alfapartikler er positivt ladede og er rett og slett heliumkjerner, men på det tidspunktet var konseptet med en kjerne ennå ikke kjent. Rutherford var i ferd med å finne ut av det.
Et av eksperimentene som Rutherford utførte i 1911 ved University of Manchester, med bistand fra Hans Geiger, besto av å bombardere et tynt gullark med partikler alfa, hvis ladning er positiv. Rundt gullfolien plasserte han en lysrør som tillot dem å visualisere effekten av bombardementet..
Rutherford og hans assistenter studerte innvirkningene på lysstoffruten, og observerte at:
Observasjoner 2 og 3 overrasket forskerne og førte dem til å anta at personen som var ansvarlig for spredningen av strålene, måtte ha en positiv ladning, og at den ansvarlige personen i kraft av observasjon nummer 1 var mye mindre enn alfapartiklene..
Rutherford selv sa om det at det var "... som om du skjøt et 15-tommers sjøprosjektil mot et ark papir og prosjektilet spratt tilbake og slo deg." Dette kunne definitivt ikke forklares med Thompson-modellen.
Ved å analysere resultatene fra det klassiske synspunkt, hadde Rutherford oppdaget eksistensen av atomkjernen, der atomens positive ladning var konsentrert, noe som ga den sin nøytralitet..
Rutherford fortsatte sine spredningseksperimenter. I 1918 var det nye målet for alfapartikler nitrogengassatomer..
På denne måten oppdaget han hydrogenkjerner og visste straks at det eneste stedet disse kjernene kunne komme fra var selve nitrogenet. Hvordan var det mulig at hydrogenkjerner var en del av nitrogen?
Rutherford foreslo da at kjernen til hydrogen, et grunnstoff som allerede er tildelt atomnummer 1, må være en grunnleggende partikkel. Jeg ringer henne proton, Gresk ord å betegne Først. Dermed skyldes oppdagelsene av atomkjernen og protonen denne strålende New Zealander.
Den nye modellen var veldig forskjellig fra Thompson. Dette var postulatene hans:
Rutherfords beregninger pekte på en kjerne med sfærisk form og en radius så liten som 10-femten m, verdien av atomradiusen er omtrent 100.000 ganger større, siden kjernene er relativt langt fra hverandre: i størrelsesorden 10-10 m.
Dette forklarer hvorfor de fleste av alfapartiklene passerte jevnt gjennom arket eller hadde liten eller ingen avbøyning..
Sett på skalaen av hverdagsobjekter, ville Rutherford-atomet være sammensatt av en kjerne på størrelse med en baseball, mens atomradiusen ville være omtrent 8 km. Derfor kan atomet betraktes nesten alt som tomt rom..
Takket være dens likhet med et miniatyr solsystem ble det kjent som "planetens modell av atomet." Den elektrostatiske tiltrekningskraften mellom kjernen og elektronene ville være analog med gravitasjonsattraksjonen mellom solen og planetene..
Imidlertid var det visse uenigheter om noen observerte fakta:
Til tross for disse begrensningene og det faktum at det i dag er mye mer sofistikerte modeller i tråd med de observerte fakta, er Rutherfords atommodell fortsatt nyttig for studenten å ha en første vellykket tilnærming til atomet og dets bestanddeler..
I denne modellen av atomet vises ikke nøytronen, en annen bestanddel av kjernen, som ikke ble oppdaget før i 1932.
Rett etter at Rutherford foreslo sin planetmodell, i 1913, ville den danske fysikeren Niels Bohr modifisere den for å forklare hvorfor atomet ikke blir ødelagt, og vi er fremdeles her for å fortelle denne historien..
Schrödingers atommodell.
Atomic de Broglie-modellen.
Chadwick Atomic Model.
Heisenberg atommodell.
Perrins atommodell.
Thomsons atommodell.
Dirac Jordan atommodell.
Atomic model of Democritus.
Bohr atommodell.
Dalton atommodell.
Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.