Pojasnimo, kaj je Rutherfordov atomski model in njegove glavne postulate. Tudi, kakšen je bil Rutherfordov eksperiment.
Kaj je Rutherfordov atomski model?
Rutherfordov atomski model, kot pove že njegovo ime, je bil eden od predlaganih modelov za razlago strukturo notranje od atom. Leta 1911 je britanski kemik in fizik Ernest Rutherford predlagal ta model na podlagi rezultatov svojega eksperimentiranje z zlatimi lističi.
Ta model je pomenil prelom s prejšnjimi modeli, kot sta Daltonov atomski model in Thompsonov atomski model, ter korak naprej glede na trenutno sprejeti model.
V svojem atomski model, Rutherford je predlagal, da imajo atomi osrednje jedro, kjer je njihov najvišji odstotek maso. Poleg tega ima po tej teoriji to jedro pozitiven električni naboj in krožijo delci nasprotnega naboja in manjše velikosti (elektroni).
Po njegovih premislekih je atom deloval kot a Solarni sistem elektronov, ki krožijo okoli težjega atomskega jedra, kot planeti okoli sonce.
Rutherfordov atomski model je mogoče povzeti v naslednjih treh predlogih:
- Večina atomske mase je koncentrirana v jedru, ki je vse večje in večje. utež kot ostali delci, in obdarjen s pozitivnim električnim nabojem.
- Okoli jedra in na velikih razdaljah od njega so elektronov, z negativnim električnim nabojem, ki kroži okoli njega po krožnih poteh.
- Vsota pozitivnih in negativnih električnih nabojev atoma bi morala biti rezultat nič, torej bi morala biti enaka, tako da je atom električno nevtralen.
Rutherford ni samo predlagal te strukture za atom, ampak je tudi izračunal njegovo velikost in jo primerjal z velikostjo jedra ter prišel do sklep da je dobršen del atomske sestave prazen prostor.
Po drugi strani pa ima ta model določene omejitve, ki bi jih bilo mogoče rešiti z napredovanjem znanje in tehnologijo:
- Ni bilo mogoče razložiti, kako je bilo mogoče, da se skupek pozitivnih nabojev drži skupaj v atomskem jedru, saj bi se morali odbijati, saj so vsi naboji istega predznaka.
- Stabilnosti atoma ni bilo mogoče razložiti, ker so morali ob upoštevanju elektronov negativnega naboja, ki se vrtijo okoli pozitivnega jedra, v nekem trenutku ti elektroni izgubiti Energija in se zrušijo ob jedro.
Rutherfordov atomski model je bil v veljavi kratek čas in ga je nadomestil atomski model, ki ga je leta 1913 predlagal danski fizik Niels Bohr, v katerem so bile razrešene nekatere omejitve in vključeni teoretični predlogi, ki jih je razvil Albert Einstein leta 1905.
Rutherfordov eksperiment
Rutherfordova eksperimentalna metoda se je začela z več tankimi listi zlata, ki bi jih v laboratoriju bombardirali s helijevimi jedri (alfa delci, ki imajo pozitiven naboj), s čimer so izmerili kote odklona žarka delcev pri prehodu skozi zlato.
To vedenje, ki je včasih doseglo odstopanja do 90 °, se ni ujemalo z atomskim modelom, ki ga je predlagal Thompson, ki je takrat prevladoval.
Thompsonov model predlaga, da je atom pozitivna krogla, v kateri so vgrajeni negativno nabiti elektroni. Zaradi tega je model podoben pudingu z rozinami: puding bi bil atom, rozine pa elektroni.
Po drugi strani Rutherfordov model navaja, da ima atom pozitiven naboj koncentriran v jedru, elektroni pa krožijo okoli njega. Če bi imel atom strukturo, ki jo je predlagal Thompson, bi morali alfa (pozitivni) delci, ko prehajajo skozi zlato folijo, slediti svoji poti ali zelo malo odstopati. Vendar pa se je zgodilo, da so bila opažena odstopanja teh delcev do 90 in 180 °, kar je pokazalo, da ima atom v resnici pozitiven naboj koncentriran v središču (kot predlaga Rutherford) in ni razporejen v kroglo. ( kot je predlagal Thompson).