Vysvětlíme, co je Rutherfordův atomový model a jeho hlavní postuláty. Také, jak probíhal Rutherfordův experiment.
Jaký je Rutherfordův atomový model?
Rutherfordův atomový model, jak jeho název napovídá, byl jedním z modelů navržených k vysvětlení struktura vnitřní z atom. V roce 1911 britský chemik a fyzik Ernest Rutherford navrhl tento model na základě výsledků svého experimentování s plátkovým zlatem.
Tento model představoval rozchod s předchozími modely, jako je Daltonův atomový model a Thompsonův atomový model, a krok vpřed s ohledem na aktuálně přijímaný model.
Ve svém atomový modelRutherford navrhl, že atomy mají centrální jádro, kde je nejvyšší procento jejich Hmotnost. Dále podle této teorie má toto jádro kladný elektrický náboj a obíhají ho částice opačného náboje a menší velikosti (elektrony).
Podle jeho úvah atom fungoval jako a Sluneční Soustava elektronů obíhajících kolem těžšího atomového jádra, jako to dělají planety kolem slunce.
Rutherfordův atomový model lze shrnout do následujících tří návrhů:
- Většina atomové hmoty je soustředěna v jádře, které je větší a větší. hmotnost než zbytek částicea je vybaven kladným elektrickým nábojem.
- Kolem jádra a ve velkých vzdálenostech od něj jsou elektronyse záporným elektrickým nábojem, které jej obíhají po kruhových drahách.
- Součet kladných a záporných elektrických nábojů atomu by měl ve výsledku dávat nulu, to znamená, že by měly být stejné, takže atom je elektricky neutrální.
Rutherford nejen navrhl tuto strukturu atomu, ale také vypočítal jeho velikost a porovnal ji s velikostí jádra a dospěl k závěr že velká část složení atomu je prázdný prostor.
Tento model má na druhou stranu určitá omezení, která by mohla být vyřešena s rozvojem znalost a technika:
- Nedalo se vysvětlit, jak je možné, že se v atomovém jádru drží pohromadě sada kladných nábojů, protože by se měly navzájem odpuzovat, protože jsou to všechny náboje stejného znaménka.
- Stabilita atomu nemohla být vysvětlena, protože při zvažování elektronů se záporným nábojem, které rotují kolem kladného jádra, v určitém okamžiku tyto elektrony musely ztratit. Energie a zhroutí se proti jádru.
Rutherfordův atomový model byl v platnosti krátce a byl nahrazen atomovým modelem navrženým dánským fyzikem Nielsem Bohrem v roce 1913, ve kterém byla vyřešena některá omezení a byly začleněny teoretické návrhy vyvinuté Albertem Einsteinem v roce 1905.
Rutherfordův experiment
Rutherfordova experimentální metoda začala s několika tenkými pláty zlata, které byly v laboratoři bombardovány jádry helia (částice alfa, které mají kladný náboj), čímž se měřily úhly vychýlení paprsku částic při průchodu zlatem.
Toto chování, které někdy dosahovalo odchylek až 90°, se neshodovalo s atomovým modelem navrženým Thompsonem, který v té době převládal.
Thompsonův model navrhuje, že atom je kladná koule se záporně nabitými elektrony. Z tohoto důvodu model připomíná pudink s rozinkami: pudink by byl atom a rozinky by byly elektrony.
Na druhou stranu Rutherfordův model uvádí, že atom má kladný náboj soustředěný v jádře a elektrony obíhají kolem něj. Pokud by atom měl strukturu navrženou Thompsonem, alfa (pozitivní) částice by při průchodu zlatou fólií měly sledovat svou trajektorii nebo se odchylovat velmi málo. Stalo se však, že byly pozorovány odchylky těchto částic až o 90 a 180°, což ukázalo, že atom má skutečně kladný náboj soustředěný ve svém středu (jak navrhuje Rutherford) a není distribuován v kouli. ( jak navrhuje Thompson).