Ang masa ng mga electron ay ilang libong beses na mas mababa kaysa sa masa ng mga atomo. Dahil ang atom sa kabuuan ay neutral, samakatuwid, ang bulk ng masa ng atom ay nasa positibong bahagi nito.

Para sa isang eksperimentong pag-aaral ng pamamahagi ng positibong singil, at samakatuwid ang masa, sa loob ng isang atom, iminungkahi ni Rutherford noong 1906 na gumamit ng probing ng atom gamit ang α -mga particle Ang mga particle na ito ay nagmumula sa pagkabulok ng radium at ilang iba pang elemento. Ang kanilang masa ay humigit-kumulang 8000 beses mas masa electron, at ang positibong singil ay katumbas ng magnitude sa dalawang beses sa singil ng elektron. Ang mga ito ay hindi hihigit sa ganap na ionized helium atoms. Bilis α -napakalaki ng mga particle: ito ay 1/15 ang bilis ng liwanag.

Binomba ni Rutherford ang mga atomo ng mga particle na ito mabibigat na elemento. Ang mga electron, dahil sa kanilang mababang masa, ay hindi maaaring kapansin-pansing baguhin ang kanilang tilapon α -mga particle, tulad ng isang maliit na bato na tumitimbang ng ilang sampu-sampung gramo kapag bumangga sa isang kotse ay hindi kapansin-pansing baguhin ang bilis nito. Scattering (pagbabago sa direksyon ng paggalaw) α -Ang mga particle ay maaari lamang sanhi ng positibong sisingilin na bahagi ng atom. Kaya, sa pamamagitan ng pagkakalat α -Maaaring matukoy ng mga particle ang likas na katangian ng pamamahagi ng positibong singil at masa sa loob ng atom.

Ang isang radioactive na gamot, halimbawa radium, ay inilagay sa loob ng lead cylinder 1, kung saan ang isang makitid na channel ay drilled. Tinapay α -nahulog ang mga particle mula sa channel sa manipis na foil 2 na gawa sa materyal na pinag-aaralan (ginto, tanso, atbp.). Pagkatapos magkalat α -nahulog ang mga particle sa isang translucent na screen 3 na pinahiran ng zinc sulfide. Ang banggaan ng bawat butil sa screen ay sinamahan ng isang flash ng liwanag (scintillation), na maaaring obserbahan sa pamamagitan ng mikroskopyo 4. Ang buong aparato ay inilagay sa isang sisidlan kung saan ang hangin ay lumikas.

Sa isang mahusay na vacuum sa loob ng aparato at sa kawalan ng foil, isang liwanag na bilog ang lumitaw sa screen, na binubuo ng mga scintillation na dulot ng isang manipis na sinag α -mga particle Ngunit nang ilagay ang foil sa daanan ng sinag, α -Ang mga particle dahil sa pagkalat ay ipinamahagi sa screen sa isang bilog mas malaking lugar. Sa pamamagitan ng pagbabago sa pang-eksperimentong setup, sinubukan ni Rutherford na makita ang paglihis α -nakabukas ang mga particle malalaking anggulo. Medyo hindi inaasahan, ito ay naging isang maliit na bilang α -mga partikulo (mga isa sa dalawang libo) ay pinalihis sa mga anggulo na higit sa 90°. Nang maglaon ay inamin iyon ni Rutherford, na iminungkahi sa kanyang mga estudyante ang isang eksperimento upang obserbahan ang pagkalat α -mga particle sa malalaking anggulo, siya mismo ay hindi naniniwala sa isang positibong resulta. "Ito ay halos hindi kapani-paniwala," sabi ni Rutherford, "parang nagpaputok ka ng 15-pulgadang shell sa isang piraso ng tissue paper at bumalik ang shell at tinamaan ka." Sa katunayan, imposibleng mahulaan ang resultang ito batay sa modelo ni Thomson. Kapag ipinamahagi sa buong atom, ang isang positibong singil ay hindi makakalikha ng isang electric field na sapat na matinding upang itapon ang alpha particle pabalik. Pinakamataas na lakas ang pagtanggi ay tinutukoy ng batas ni Coulomb:

kung saan ang q α ay ang singil α -mga particle; q ay ang positibong singil ng atom; r ang radius nito; k - koepisyent ng proporsyonalidad. Ang lakas ng electric field ng isang bola na may pare-parehong sisingilin ay pinakamataas sa ibabaw ng bola at bumababa sa zero habang papalapit ito sa gitna. Samakatuwid, kaysa mas maliit na radius r, mas malaki ang puwersa ng salungat α -mga particle.

Pagsusukat atomic nucleus. Napagtanto iyon ni Rutherford α -ang butil ay maitatapon lamang pabalik kung ang positibong singil ng atom at ang masa nito ay puro sa isang napakaliit na rehiyon ng espasyo. Ito ay kung paano dumating si Rutherford sa ideya ng atomic nucleus - isang maliit na katawan kung saan halos lahat ng masa at lahat ng positibong singil ng atom ay puro.

Modelo ng planeta ng atom, o modelo ng Rutherford, ay isang makasaysayang modelo ng istruktura ng atom, na iminungkahi ni Ernest Rutherford bilang resulta ng isang eksperimento sa pagkalat ng particle ng alpha. Ayon sa modelong ito, ang atom ay binubuo ng isang maliit na positibong sisingilin na nucleus, kung saan halos lahat ng masa ng atom ay puro, kung saan gumagalaw ang mga electron, tulad ng paggalaw ng mga planeta sa paligid ng Araw. Modelo ng planeta ng atom ay tumutugma sa mga modernong ideya tungkol sa istraktura ng atom, na isinasaalang-alang ang katotohanan na ang paggalaw ng mga electron ay isang quantum na kalikasan at hindi inilarawan ng mga batas ng klasikal na mekanika. Sa kasaysayan, pinalitan ng planetary model ni Rutherford ang "plum pudding model" ni Joseph John Thomson, na nag-postulate na ang mga electron na may negatibong charge ay inilalagay sa loob ng isang atom na positively charged.

Ang unang impormasyon tungkol sa complex estraktura ng mga atom ay nakuha sa pamamagitan ng pag-aaral ng mga proseso ng pagpasa ng electric current sa pamamagitan ng mga likido. Noong dekada thirties taon XIX V. mga eksperimento natatanging physicist Ang M. Faraday ay humantong sa ideya na ang kuryente ay umiiral sa anyo ng mga hiwalay na singil sa yunit.

Ang pagtuklas ng kusang pagkabulok ng mga atomo ng ilang elemento, na tinatawag na radioactivity, ay naging direktang katibayan ng pagiging kumplikado ng istraktura ng atom. Noong 1902, pinatunayan ng mga siyentipikong Ingles na sina Ernest Rutherford at Frederick Soddy na noong radioactive decay Ang uranium atom ay nagiging dalawang atomo - isang thorium atom at isang helium atom. Nangangahulugan ito na ang mga atomo ay hindi nababago, hindi nasisira na mga particle.

Ang atomic model ni Rutherford

Sa pamamagitan ng pag-aaral sa pagdaan ng isang makitid na sinag ng mga particle ng alpha sa pamamagitan ng manipis na mga layer ng matter, natuklasan ni Rutherford na karamihan sa mga particle ng alpha ay dumadaan sa isang metal foil na binubuo ng maraming libu-libong mga layer ng mga atom nang hindi lumilihis mula sa orihinal na direksyon, nang hindi nakakaranas ng pagkalat, na parang mayroong ay walang mga bagay sa kanilang landas walang mga hadlang. Gayunpaman, ang ilang mga particle ay pinalihis sa malalaking anggulo, na nakakaranas ng pagkilos ng malalaking pwersa.

Batay sa mga resulta ng mga eksperimento sa pagmamasid sa pagkalat ng mga particle ng alpha sa bagay Iminungkahi ni Rutherford ang isang planetaryong modelo ng istruktura ng atom. Ayon sa modelong ito Ang istraktura ng atom ay katulad ng istraktura ng solar system. Sa gitna ng bawat atom ay mayroong positibong sisingilin ang nucleus radius ≈ 10 -10 m tulad ng orbit ng mga planeta mga electron na may negatibong singil. Halos lahat ng masa ay puro sa atomic nucleus. Ang mga particle ng Alpha ay maaaring dumaan sa libu-libong mga layer ng mga atom nang hindi nagkakalat, bilang karamihan ng Ang espasyo sa loob ng mga atomo ay walang laman, at ang mga banggaan sa mga magaan na electron ay halos walang epekto sa paggalaw ng isang mabigat na particle ng alpha. Ang mga particle ng alpha ay nakakalat sa panahon ng banggaan sa atomic nuclei.

Hindi maipaliwanag ng atomic model ni Rutherford ang lahat ng katangian ng mga atomo.

Ayon sa mga batas klasikal na pisika ang isang atom mula sa isang positibong sisingilin na nucleus at mga electron na umiikot sa mga pabilog na orbit ay dapat na magningning mga electromagnetic wave. Ang paglabas ng mga electromagnetic wave ay dapat humantong sa isang pagbawas sa reserba potensyal na enerhiya sa nucleus-electron system, sa unti-unting pagbaba sa radius ng orbit ng electron at ang electron na bumabagsak sa nucleus. Gayunpaman, ang mga atomo ay karaniwang hindi naglalabas ng mga electromagnetic wave, ang mga electron ay hindi nahuhulog sa atomic nuclei, iyon ay, ang mga atom ay matatag.

Quantum postulates ng N. Bohr

Upang ipaliwanag ang katatagan ng mga atomo Niels Bohr iminungkahi na talikuran ang karaniwang klasikal na mga konsepto at batas kapag nagpapaliwanag ng mga katangian ng mga atomo.

Ang mga pangunahing katangian ng mga atomo ay tumatanggap ng pare-parehong husay na paliwanag batay sa pagtanggap quantum postulates N. Bora.

1. Ang electron ay umiikot sa paligid ng nucleus lamang sa mahigpit na tinukoy (nakatigil) pabilog na mga orbit.

2. Atomic system maaari lamang matatagpuan sa ilang nakatigil o quantum states, bawat isa ay tumutugma sa isang tiyak na enerhiya E. Ang isang atom ay hindi nagpapalabas ng enerhiya sa mga nakatigil na estado.

Nakatigil na estado ng atom Sa pinakamababang stock enerhiya ay tinatawag nakapaloob na kondisyon, lahat ng ibang estado ay tinatawag excited (quantum) states. Ang isang atom ay maaaring manatili sa ground state sa loob ng walang katapusang mahabang panahon; ang buhay ng isang atom sa isang excited na estado ay tumatagal ng 10 -9 -10 -7 segundo.

3. Ang paglabas o pagsipsip ng enerhiya ay nangyayari lamang kapag ang isang atom ay gumagalaw mula sa isa matatag na estado sa iba. Quantum energy electromagnetic radiation sa paglipat mula sa isang nakatigil na estado na may enerhiya E m sa isang estado ng enerhiya E n katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga energies ng isang atom sa dalawang quantum states:

∆E = E m – E n = hv,

saan v- dalas ng radiation, h= 2ph = 6.62 ∙ 10 -34 J ∙s.

Quantum model ng atomic structure

Kasunod nito, ang ilang mga probisyon ng teorya ni N. Bohr ay dinagdagan at muling pinag-isipan. Ang pinaka makabuluhang pagbabago ay ang pagpapakilala ng konsepto ng isang electron cloud, na pinalitan ang konsepto ng electron bilang isang particle lamang. Ang teorya ni Bohr ay pinalitan ng kabuuan teorya, na isinasaalang-alang katangian ng alon electron at iba pa elementarya na mga particle, na bumubuo ng isang atom.

batayan modernong teorya estraktura ng mga atom ay isang planetary model, dinagdagan at pinahusay. Ayon sa teoryang ito, ang nucleus ng isang atom ay binubuo ng mga proton (positibong sisingilin na mga particle) at mga neuron (mga partikulo na walang bayad). At sa paligid ng nucleus electron (negatively charged particles) ay gumagalaw kasama ang hindi tiyak na mga trajectory.

May mga tanong pa ba? Gustong malaman ang higit pa tungkol sa mga modelo ng atomic structure?
Upang makakuha ng tulong mula sa isang tutor, magparehistro.
Ang unang aralin ay libre!

website, kapag kumukopya ng materyal nang buo o bahagi, kinakailangan ang isang link sa pinagmulan.

Noong 1903, iminungkahi ng Ingles na siyentipiko na si Thomson ang isang modelo ng atom, na pabirong tinatawag na "raisin bun." Ayon sa kanyang bersyon, ang isang atom ay isang globo na may pare-parehong positibong singil, kung saan ang mga negatibong sisingilin na mga electron ay pinagsama-sama tulad ng mga pasas.

Gayunpaman karagdagang pananaliksik ipinakita ng atom na ang teoryang ito ay hindi mapanghawakan. At makalipas ang ilang taon ay isa pa English physicist- Nagsagawa si Rutherford ng isang serye ng mga eksperimento. Batay sa mga resulta, bumuo siya ng hypothesis tungkol sa istruktura ng atom, na tinatanggap pa rin sa buong mundo.

Eksperimento ni Rutherford: panukala ng kanyang sariling modelo ng atom

Sa kanyang mga eksperimento, ipinasa ni Rutherford ang isang sinag ng mga particle ng alpha sa pamamagitan ng manipis na gintong foil. Pinili ang ginto para sa ductility nito, na naging posible upang lumikha ng isang napaka manipis na foil, halos isang layer ng mga molekula na makapal. Sa likod ng foil ay may isang espesyal na screen, na iluminado kapag binomba ng mga alpha particle na bumabagsak dito. Ayon sa teorya ni Thomson, ang mga particle ng alpha ay dapat na dumaan sa foil nang walang harang, na bahagyang lumilihis sa mga gilid. Gayunpaman, ito ay lumabas na ang ilan sa mga particle ay kumilos sa ganitong paraan, at isang napakaliit na bahagi ay tumalbog pabalik, parang may tinatamaan.

Iyon ay, itinatag na sa loob ng atom ay mayroong isang bagay na solid at maliit, mula sa kung saan ang mga particle ng alpha ay tumalbog. Noon ay iminungkahi ni Rutherford ang isang planetaryong modelo ng istruktura ng atom. Ipinaliwanag ng planetary model ng atom ni Rutherford ang mga resulta ng kanyang mga eksperimento at ng kanyang mga kasamahan. Hanggang ngayon, walang mas magandang modelo ang iminungkahi, bagama't ang ilang aspeto ng teoryang ito ay hindi pa rin sumasang-ayon sa pagsasanay sa ilang napakakitid na lugar ng agham. Ngunit karaniwang, ang planetaryong modelo ng atom ay ang pinakakapaki-pakinabang sa lahat. Ano ang binubuo ng modelong ito?

Planetary model ng istraktura ng atom

Gaya ng ipinahihiwatig ng pangalan, ang atom ay inihambing sa isang planeta. SA sa kasong ito Ang planeta ay binubuo ng nucleus ng isang atom. At ang mga electron ay umiikot sa paligid ng nucleus sa medyo malaking distansya, tulad ng pag-ikot ng mga satellite sa paligid ng planeta. Tanging ang bilis ng pag-ikot ng mga electron ay daan-daang libong beses na mas mataas kaysa sa bilis ng pag-ikot ng pinakamabilis na satellite. Samakatuwid, sa panahon ng pag-ikot nito, ang elektron ay lumilikha ng isang uri ng ulap sa itaas ng ibabaw ng nucleus. AT umiiral na mga singil ang mga electron ay tinataboy ng parehong mga singil na nabuo ng ibang mga electron sa paligid ng ibang nuclei. Samakatuwid, ang mga atomo ay hindi "magkadikit", ngunit matatagpuan sa ilang distansya mula sa bawat isa.

At kapag pinag-uusapan natin ang tungkol sa banggaan ng mga particle, ang ibig nating sabihin ay lumalapit sila sa isa't isa sa medyo malaking distansya at tinataboy ng mga patlang ng kanilang mga singil. Walang direktang kontak. Ang mga particle sa matter ay karaniwang matatagpuan napakalayo sa isa't isa. Kung kahit papaano ay maaaring gumuho ang mga particle ng isang katawan, ito ay lumiliit ng bilyun-bilyong beses. Ang lupa ay magiging mas maliit kaysa sa isang mansanas. Kaya't ang pangunahing dami ng anumang sangkap, kahit na kakaiba ito, ay inookupahan ng isang walang laman kung saan matatagpuan ang mga sisingilin na particle, na hawak sa layo ng mga puwersa ng pakikipag-ugnayan ng elektroniko.

maging mahalagang hakbang sa pag-unlad ng pisika. Malaking halaga nagkaroon ng modelo ni Rutherford. Ang atom bilang isang sistema at ang mga particle na bumubuo dito ay pinag-aralan nang mas tumpak at detalyado. Ito ay humantong sa matagumpay na pag-unlad ng isang agham tulad ng nuclear physics.

Mga sinaunang ideya tungkol sa istruktura ng bagay

Ang pagpapalagay na ang mga nakapalibot na katawan ay binubuo ng maliliit na particle, ay ipinahayag pabalik sinaunang panahon. Iniisip ng mga nag-iisip noong panahong iyon ang atom bilang ang pinakamaliit at hindi mahahati na butil ng anumang sangkap. Nagtalo sila na walang anuman sa Uniberso na mas maliit sa sukat kaysa sa isang atom. Ang ganitong mga pananaw ay pinanghahawakan ng mga dakilang sinaunang siyentipiko at pilosopo ng Greece - Democritus, Lucretius, Epicurus. Ang mga hypotheses ng mga palaisip na ito ay nagkakaisa ngayon sa ilalim ng pangalang "sinaunang atomismo."

Mga pagtatanghal sa medyebal

Ang mga panahon ng unang panahon ay lumipas, at sa Middle Ages mayroon ding mga siyentipiko na nagpahayag iba't ibang palagay tungkol sa istraktura ng mga sangkap. Gayunpaman, ang pamamayani ng relihiyon pilosopikal na pananaw at ang kapangyarihan ng simbahan sa panahong iyon ng kasaysayan ay pumapasok sa simula ng anumang pagtatangka at adhikain isip ng tao sa materyalistiko siyentipikong konklusyon at mga natuklasan. Tulad ng alam mo, ang medieval Inquisition ay kumilos na napaka hindi palakaibigan sa mga kinatawan ng siyentipikong mundo noong panahong iyon. Ito ay nananatiling sinabi na ang pagkatapos maliwanag na isip May isang ideya na nagmula sa sinaunang panahon tungkol sa indivisibility ng atom.

Mga pag-aaral noong ika-18 at ika-19 na siglo

Ang ika-18 siglo ay minarkahan ng mga seryosong pagtuklas sa larangan istrukturang elementarya mga sangkap. Malaki ang pasasalamat sa mga pagsisikap ng mga siyentipiko tulad nina Antoine Lavoisier, Mikhail Lomonosov at Independently ng isa't isa, napatunayan nila na talagang umiiral ang mga atomo. Ngunit ang tanong tungkol sa kanila panloob na istraktura nanatiling bukas. Ang pagtatapos ng ika-18 siglo ay minarkahan ng ganoon makabuluhang kaganapan V siyentipikong mundo, bilang pagtuklas ng periodic table ni D.I. Mendeleev mga elemento ng kemikal. Ito ay isang tunay na makapangyarihang pambihirang tagumpay ng panahong iyon at itinaas ang kurtina sa pagkaunawa na ang lahat ng mga atomo ay may iisang kalikasan, na sila ay may kaugnayan sa isa't isa. Nang maglaon, noong ika-19 na siglo, ang isa pang mahalagang hakbang tungo sa pag-alis ng istruktura ng atom ay ang patunay na alinman sa mga ito ay naglalaman ng isang elektron. Ang gawain ng mga siyentipiko sa panahong ito ay naghanda ng matabang lupa para sa mga natuklasan noong ika-20 siglo.

Mga eksperimento ni Thomson

Pinatunayan ng English physicist na si John Thomson noong 1897 na ang mga atom ay naglalaman ng mga electron na may negatibong singil. Sa puntong ito mga maling akala na ang atom ay ang limitasyon ng divisibility ng anumang sangkap ay ganap na nawasak. Paano pinatunayan ni Thomson ang pagkakaroon ng mga electron? Sa kanyang mga eksperimento, inilagay ng siyentipiko ang mga electrodes sa mga napakabihirang gas at pumasa kuryente. Bilang resulta, lumitaw ang mga cathode ray. Maingat na pinag-aralan ni Thomson ang kanilang mga tampok at natuklasan na ang mga ito ay isang stream ng mga sisingilin na particle na gumagalaw napakalaking bilis. Nakalkula ng siyentipiko ang masa ng mga particle na ito at ang kanilang singil. Nalaman din niya na hindi sila mako-convert sa mga neutral na particle, dahil ang singil ng kuryente- ito ang batayan ng kanilang kalikasan. Kaya si Thomson din ang lumikha ng unang modelo ng istruktura ng atom sa mundo. Ayon dito, ang isang atom ay isang grupo ng mga positibong sisingilin na bagay kung saan ang mga negatibong sisingilin na mga electron ay pantay na ipinamamahagi. Ipinapaliwanag ng istrukturang ito ang pangkalahatang neutralidad ng mga atomo, dahil ang magkasalungat na singil ay nagbabalanse sa isa't isa. Ang mga eksperimento ni John Thomson ay naging napakahalaga para sa karagdagang pag-aaral ng istraktura ng atom. Gayunpaman, maraming mga katanungan ang nanatiling hindi nasagot.

Ang pananaliksik ni Rutherford

Natuklasan ni Thomson ang pagkakaroon ng mga electron, ngunit hindi niya mahanap ang mga particle na may positibong charge sa atom. itinuwid ang hindi pagkakaunawaan noong 1911. Sa panahon ng mga eksperimento, pag-aaral ng aktibidad ng mga particle ng alpha sa mga gas, natuklasan niya na ang atom ay naglalaman ng mga particle na positibong sisingilin. Nakita ni Rutherford na kapag ang mga sinag ay dumaan sa isang gas o sa pamamagitan ng isang manipis na plato ng metal, ang isang maliit na bilang ng mga particle ay mabilis na lumihis mula sa tilapon ng paggalaw. Sila ay literal na itinapon pabalik. Nahulaan ng siyentipiko na ang pag-uugali na ito ay ipinaliwanag sa pamamagitan ng mga banggaan sa mga positibong sisingilin na mga particle. Ang ganitong mga eksperimento ay nagpapahintulot sa pisisista na lumikha ng isang modelo ng istraktura ng atom ng Rutherford.

Modelo ng planeta

Ngayon ang mga ideya ng siyentipiko ay medyo naiiba sa mga pagpapalagay na ginawa ni John Thomson. Naging iba rin ang kanilang atomic models. pinahintulutan siyang lumikha ng isang ganap na bagong teorya sa lugar na ito. Ang mga natuklasan ng siyentipiko ay napakahalaga para sa karagdagang pag-unlad pisika. Ang modelo ni Rutherford ay naglalarawan ng isang atom bilang mayroong isang nucleus na matatagpuan sa gitna at mga electron na gumagalaw sa paligid nito. Ang nucleus ay may positibong singil, at ang mga electron ay may negatibong singil. Ipinapalagay ng modelo ng atom ni Rutherford ang pag-ikot ng mga electron sa paligid ng nucleus kasama ang ilang mga trajectory - mga orbit. Ang pagtuklas ng siyentipiko ay nakatulong na ipaliwanag ang dahilan ng pagpapalihis ng mga particle ng alpha at naging impetus para sa pagbuo ng nuclear theory ng atom. Sa modelo ng atom ni Rutherford ay may pagkakatulad sa paggalaw ng mga planeta ng solar system sa paligid ng araw. Ito ay isang napakatumpak at matingkad na paghahambing. Samakatuwid, ang modelo ni Rutherford, kung saan ang atom ay gumagalaw sa paligid ng nucleus sa isang orbit, ay tinawag na planetary.

Mga gawa ni Niels Bohr

Pagkalipas ng dalawang taon, sinubukan ng Danish physicist na si Niels Bohr na pagsamahin ang mga ideya tungkol sa istruktura ng atom na may mga katangian ng quantum. luminous flux. Nuklear na modelo Ang atom ni Rutherford ay ginamit ng mga siyentipiko bilang batayan para sa kanya bagong teorya. Ayon kay Bohr, ang mga atom ay umiikot sa paligid ng nucleus sa mga pabilog na orbit. Ang tilapon ng paggalaw na ito ay humahantong sa acceleration ng mga electron. Bilang karagdagan, ang pakikipag-ugnayan ng Coulomb ng mga particle na ito sa gitna ng atom ay sinamahan ng paglikha at paggasta ng enerhiya upang mapanatili ang spatial electromagnetic field, na nagmumula dahil sa paggalaw ng mga electron. Sa ilalim ng ganitong mga kondisyon, ang mga particle na may negatibong charge ay dapat mahulog sa nucleus balang araw. Ngunit hindi ito nangyayari, na nagpapahiwatig higit na katatagan mga atomo bilang mga sistema. Napagtanto ni Niels Bohr na ang mga batas ng klasikal na thermodynamics, na inilarawan ng mga equation ni Maxwell, ay hindi gumagana sa mga kondisyong intra-atomic. Samakatuwid, itinakda ng siyentipiko ang kanyang sarili ang gawain ng pagbabawas ng mga bagong batas na magiging wasto sa mundo ng mga elementarya na particle.

Ang mga postula ni Bohr

Higit sa lahat dahil sa ang katunayan na ang modelo ni Rutherford ay umiral, ang atom at ang mga bahagi nito ay mahusay na pinag-aralan, si Niels Bohr ay nagawang lapitan ang paglikha ng kanyang mga postulate. Ang una sa kanila ay nagsasaad na ang atom ay kung saan hindi nito binabago ang enerhiya nito, habang ang mga electron ay gumagalaw sa mga orbit nang hindi binabago ang kanilang tilapon. Ayon sa pangalawang postulate, kapag ang isang elektron ay gumagalaw mula sa isang orbit patungo sa isa pa, ang enerhiya ay inilabas o hinihigop. Ito ay katumbas ng pagkakaiba sa pagitan ng mga enerhiya ng nakaraan at kasunod na mga estado ng atom. Bukod dito, kung ang isang electron ay tumalon sa isang orbit na mas malapit sa nucleus, pagkatapos ay nangyayari ang radiation at kabaliktaran. Sa kabila ng katotohanan na ang paggalaw ng mga electron ay may maliit na pagkakahawig sa isang orbital trajectory na matatagpuan mahigpit sa isang bilog, ang pagtuklas ni Bohr ay nagbigay ng isang mahusay na paliwanag para sa pagkakaroon spectrum ng linya Sa parehong oras, kinumpirma ng mga physicist na sina Hertz at Frank, na nanirahan sa Germany, ang mga turo ni Niels Bohr tungkol sa pagkakaroon ng nakatigil, matatag na estado ng atom at ang posibilidad na baguhin ang mga halaga ng atomic energy.

Pakikipagtulungan sa pagitan ng dalawang siyentipiko

Siya nga pala, Rutherford matagal na panahon Hindi matukoy ng mga siyentipiko na sinubukan nina Marsden at Geiger na i-double-check ang mga pahayag ni Ernest Rutherford at, bilang resulta ng detalyado at maingat na mga eksperimento at kalkulasyon, dumating sa konklusyon na ito ang nucleus na ang pinakamahalagang katangian atom, at lahat ng singil nito ay puro sa loob nito. Nang maglaon ay napatunayan na ang halaga ng nuclear charge ay katumbas ng numero serial number elemento sa periodic table mga elemento ni D.I. Mendeleev. Kapansin-pansin, hindi nagtagal ay nakilala ni Niels Bohr si Rutherford at lubos na sumang-ayon sa kanyang mga pananaw. Kasunod nito, ang mga siyentipiko ay nagtulungan nang mahabang panahon sa parehong laboratoryo. Ang modelo ni Rutherford, ang atom bilang isang sistema na binubuo ng elementarya na sisingilin na mga particle - lahat ng ito ay itinuturing ni Niels Bohr na patas at isinantabi ang kanyang elektronikong modelo magpakailanman. Pinagsama aktibidad na pang-agham Naging matagumpay ang mga siyentipiko at nagbunga. Ang bawat isa sa kanila ay nagsisiyasat sa pag-aaral ng mga katangian ng elementarya na mga particle at gumawa ng mga pagtuklas na makabuluhan para sa agham. Nang maglaon, natuklasan at napatunayan ni Rutherford ang posibilidad ng nuclear decomposition, ngunit ito ay isang paksa para sa isa pang artikulo.

Detalye Kategorya: Physics ng atom at atomic nucleus Nai-publish 03/10/2016 18:27 Views: 4106

Naniniwala ang mga sinaunang Griyego at sinaunang Indian na mga siyentipiko at pilosopo na ang lahat ng mga sangkap sa paligid natin ay binubuo ng maliliit na particle na hindi maaaring hatiin.

Natitiyak nila na walang anuman sa mundo na mas maliit kaysa sa mga particle na ito, na tinatawag nilang mga atomo . At, sa katunayan, ang pagkakaroon ng mga atomo ay kasunod na napatunayan ng mga sikat na siyentipiko tulad nina Antoine Lavoisier, Mikhail Lomonosov, John Dalton. Ang atom ay itinuturing na hindi mahahati hanggang huli XIX- ang simula ng ikadalawampu siglo, nang maging malinaw na hindi ito ganoon.

Pagtuklas ng elektron. Ang atomic model ni Thomson

Joseph John Thomson

Noong 1897, ang English physicist na si Joseph John Thomson, na pinag-aaralan ng eksperimento ang pag-uugali ng cathode rays sa magnetic at mga electric field, nalaman na ang mga sinag na ito ay isang stream ng mga negatibong sisingilin na particle. Ang bilis ng paggalaw ng mga particle na ito ay mas mababa kaysa sa bilis ng liwanag. Samakatuwid, nagkaroon sila ng misa. Saan sila nanggaling? Iminungkahi ng siyentipiko na ang mga particle na ito ay bahagi ng atom. Tinawag niya sila corpuscles . Maya-maya ay nagsimula na silang tawagan mga electron . Kaya, ang pagkatuklas ng electron ay nagtapos sa teorya ng indivisibility ng atom.

Ang atomic model ni Thomson

Iminungkahi ni Thomson ang unang elektronikong modelo ng atom. Ayon dito, ang isang atom ay isang bola, sa loob kung saan mayroong isang sisingilin na sangkap, ang positibong singil na kung saan ay pantay na ipinamamahagi sa buong volume. At ang mga electron ay pinagsalikop sa sangkap na ito, tulad ng mga pasas sa isang tinapay. Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral sa kuryente. Ang modelong ito ay tinawag na "plum pudding model."

Ngunit ang modelo ni Thomson ay naging mali, na napatunayan British physicist Sir Ernest Rutherford.

Ang karanasan ni Rutherford

Ernest Rutherford

Paano pa rin nakaayos ang atom? Sinagot ni Rutherford ang tanong na ito pagkatapos ng kanyang eksperimento na isinagawa noong 1909 kasama ng German physicist Hans Geiger at New Zealand physicist na si Ernst Marsden.

Ang karanasan ni Rutherford

Ang layunin ng eksperimento ay pag-aralan ang atom gamit ang mga alpha particle, isang nakatutok na sinag kung saan, lumilipad sa napakalaking bilis, ay nakadirekta sa pinakamanipis na gintong foil. Sa likod ng foil ay may fluorescent screen. Kapag ang mga particle ay bumangga dito, naganap ang mga flash na maaaring maobserbahan sa pamamagitan ng mikroskopyo.

Kung tama si Thomson, at ang atom ay binubuo ng isang ulap ng mga electron, kung gayon ang mga particle ay dapat na madaling lumipad sa foil nang hindi nalilihis. Dahil ang mass ng alpha particle ay lumampas sa mass ng electron ng humigit-kumulang 8000 beses, hindi ito maimpluwensyahan ng electron at ilihis ang trajectory nito sa pamamagitan ng isang malaking anggulo, tulad ng isang maliit na bato na tumitimbang ng 10 g ay hindi maaaring baguhin ang tilapon ng isang gumagalaw na kotse.

Ngunit sa pagsasanay ang lahat ay naging iba. Karamihan sa mga particle ay aktwal na lumipad sa foil, na may kaunti o walang pagpapalihis. Ngunit ang ilan sa mga particle ay lumihis nang malaki o kahit na bumalik, na parang may ilang uri ng balakid na lumitaw sa kanilang landas. Tulad ng sinabi mismo ni Rutherford, ito ay hindi kapani-paniwala na parang ang isang 15-pulgada na shell ay tumalbog sa isang piraso ng tissue paper.

Ano ang naging sanhi ng ilang mga alpha particle na magbago ng direksyon? Iminungkahi ng siyentipiko na ang dahilan para dito ay isang bahagi ng atom na puro sa isang napakaliit na volume at may positibong singil. Tinawag niya siya ang nucleus ng isang atom.

Ang planetaryong modelo ng atom ni Rutherford

Ang atomic model ni Rutherford

Napagpasyahan ni Rutherford na ang atom ay binubuo ng isang siksik, positibong sisingilin na nucleus na matatagpuan sa gitna ng atom at mga electron na may negatibong singil. Halos lahat ng masa ng isang atom ay puro sa nucleus. Sa pangkalahatan, ang atom ay neutral. Positibong singil mga butil katumbas ng kabuuan mga negatibong singil lahat ng mga electron ng isang atom. Ngunit ang mga electron ay hindi naka-embed sa nucleus, tulad ng sa modelo ni Thomson, ngunit umiikot sa paligid nito tulad ng mga planeta na umiikot sa Araw. Ang pag-ikot ng mga electron ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya Puwersa ng Coulomb, kumikilos sa kanila mula sa gilid ng nucleus. Ang bilis ng pag-ikot ng elektron ay napakalaki. Sa itaas ng ibabaw ng core ay bumubuo sila ng isang uri ng ulap. Ang bawat atom ay may sariling electron cloud, na negatibong sisingilin. Para sa kadahilanang ito, hindi sila "magkadikit", ngunit nagtataboy sa isa't isa.

Dahil sa pagkakatulad nito sa solar system Ang modelo ni Rutherford ay tinawag na planetary.

Bakit umiiral ang atom?

Gayunpaman, hindi maipaliwanag ng modelo ng atom ni Rutherford kung bakit napakatatag ng atom. Pagkatapos ng lahat, ayon sa mga batas ng klasikal na pisika, ang isang elektron, na umiikot sa orbit, ay gumagalaw nang may pagbilis, samakatuwid, naglalabas ng mga electromagnetic wave at nawawalan ng enerhiya. Sa kalaunan ang enerhiya na ito ay dapat maubusan at ang elektron ay dapat mahulog sa nucleus. Kung ito ay gayon, ang atom ay maaaring umiral lamang ng 10 -8 s. Ngunit bakit hindi ito nangyayari?

Ang dahilan para sa hindi pangkaraniwang bagay na ito ay ipinaliwanag sa kalaunan ng Danish physicist na si Niels Bohr. Iminungkahi niya na ang mga electron sa isang atom ay gumagalaw lamang sa mga nakapirming orbit, na tinatawag na "mga pinapayagang orbit." Habang nasa kanila, hindi sila naglalabas ng enerhiya. At ang paglabas o pagsipsip ng enerhiya ay nangyayari lamang kapag ang isang elektron ay gumagalaw mula sa isang pinapayagang orbit patungo sa isa pa. Kung ito ay isang paglipat mula sa isang malayong orbit patungo sa isang mas malapit sa nucleus, kung gayon ang enerhiya ay radiated, at vice versa. Ang radiation ay nangyayari sa mga bahagi na tinatawag dami.

Bagaman hindi maipaliwanag ng modelong inilarawan ni Rutherford ang katatagan ng atom, pinahintulutan nito ang makabuluhang pag-unlad sa pag-aaral ng istraktura nito.