Szilvapuding modell

Ebben a modellben az atomokról ismert, hogy negatív töltésű elektronokból álltak. Noha Thomson “sejteknek” nevezte őket, gyakrabban “elektronoknak” nevezték őket, amelyeket G. J. Stoney 1891-ben “alapvető villamosenergia-mennyiségként” javasolt. Abban az időben az atomokról ismert volt, hogy nincsenek nettó elektromos töltésük. Ennek elszámolásához Thomson tudta, hogy az atomoknak pozitív töltésforrással kell rendelkezniük az elektronok negatív töltésének kiegyensúlyozásához. Három elfogadható modellt tartott, amelyek összhangban állnak az akkor ismert atomok tulajdonságokkal:

  1. Minden negatív töltésű elektron egy pozitív töltésű részecskével volt párosítva, amely az atomon belül mindenhol követte.
  2. A negatív töltésű elektronok a pozitív töltésű központi régió körül keringtek, ugyanolyan nagyságrendű, mint az összes elektron teljes töltése.
  3. A negatív elektronok egyenletesen pozitív töltésű térterületet foglaltak el (gyakran úgy tekintik, mint egyfajta “leves” vagy “pozitív töltésű felhő”).

Thomson a harmadik lehetőséget választotta az atomok legvalószínűbb szerkezetének. Thomson a modell vezetőjét a Philosophical Magazine, az akkori vezető brit tudományos folyóirat 1904. márciusi kiadásában tette közzé. Thomson nézete szerint:

… az elemek atomjai számos negatívan felvillantott korpuszból állnak, amelyek be vannak zárva az egységes pozitív villamosítás gömbjébe, …

Ezzel a modellel Thomson elhagyta 1890-es “ködös atom” hipotézisét, amely az örvény atomelméletén alapult, amelyben az atomok nem anyagi örvényekből és azt sugallta, hogy vannak hasonlóságok az örvények elrendezése és a kémiai elemek közötti periodikus szabályszerűség között.: 44–45 Thomson ügyes és gyakorlati tudós lévén atomi modelljét a nap ismert kísérleti bizonyítékaira alapozta. tükrözi a felfedezésre vonatkozó tudományos megközelítésének jellegét, amely ötleteket kellett javasolnia a jövőbeli kísérletek irányításához.

Ebben a modellben az elektronok keringése stabil volt, mert amikor egy elektron eltávolodott a pozitív töltésű középponttól szférában nagyobb nettó pozitívnak tették ki, azaz mert a pozitív pálya több volt a pályáján belül (lásd Gauss törvényét). Az elektronok szabadon foroghatnak olyan gyűrűkben, amelyeket az elektronok közötti kölcsönhatások tovább stabilizálnak, és a spektroszkópiai mérések célja a különböző elektrongyűrűkhöz kapcsolódó energiakülönbségek elszámolása volt. Thomson sikertelenül próbálta átalakítani modelljét, figyelembe véve azokat a főbb spektrális vonalakat, amelyek több elemre kísérletileg ismertek.

A szilva puding modell hasznos módon irányította tanítványát, Ernest Rutherfordot arra, hogy kísérleteket dolgozzon ki a atomok. Thomson modellje (az atomelektronok hasonló szaturnuszi gyűrűs modelljével együtt, amelyet 1904-ben Nagaoka terjesztett elő James Clerk Maxwell Saturn-gyűrűinek modellje után) szintén hasznos elődei voltak a helyesebb naprendszer-szerű Bohr-modellnek. A közönséges “szilva puding” becenevet hamarosan Thomson modelljének tulajdonították, mivel az elektronok eloszlása pozitív töltésű térrészén belül sok tudósra emlékeztette a mazsolát, amelyet akkor “szilvának” neveztek. az általános angol desszertben a szilva puding.

1909-ben Hans Geiger és Ernest Marsden vékony aranylemezekkel végzett kísérleteket. Professzoruk, Ernest Rutherford arra számított, hogy Thomson atommodelljével összhangban álló eredményeket talál. Rutherford csak 1911-ben értelmezte helyesen a kísérlet eredményeit, amelyek arra utalnak, hogy az aranyatomok középpontjában nagyon kis pozitív töltés van. . Ez vezetett az atom Rutherford-modelljének kialakulásához. Közvetlenül azután, hogy Rutherford közzétette eredményeit, Antonius Van den Broek intuitív javaslatot tett arra, hogy az atom atomszáma a magjában lévő töltésegységek összes száma. Henry Moseley 1913-as kísérletei (lásd Moseley törvénye) a szükséges bizonyítékokat szolgáltatták Van den Broek javaslatának alátámasztására. Megállapították, hogy a tényleges nukleáris töltés összhangban van az atomszámmal (Moseley csak egy egységnyi töltéskülönbséget talált). Ez a munka ugyanebben az évben a naprendszer-szerű (de kvantumkorlátozott) Bohr-modellel tetőzött, amelyben az atomszámú pozitív töltést tartalmazó magot azonos számú elektron veszi körül a keringési héjakban. Thomson modellje irányította Rutherford kísérleteit, Bohr modellje irányította Moseley kutatásait.

Leave a Reply

Vélemény, hozzászólás?

Az email címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük