Model de budincă de prune

În acest model, se știe că atomii constau din electroni încărcați negativ. Deși Thomson le-a numit „corpusculi”, erau mai des numiți „electroni”, pe care G. J. Stoney le-a propus ca „cantitate unitară fundamentală de electricitate” în 1891. În acel moment, se știe că atomii nu aveau nicio sarcină electrică netă. Pentru a explica acest lucru, Thomson știa că atomii trebuie să aibă și o sursă de sarcină pozitivă pentru a echilibra sarcina negativă a electronilor. El a considerat trei modele plauzibile care ar fi în concordanță cu proprietățile atomilor cunoscute atunci:

  1. Fiecare electron încărcat negativ a fost asociat cu o particulă încărcată pozitiv care l-a urmat peste tot în interiorul atomului.
  2. Electronii încărcați negativ orbitează o regiune centrală de sarcină pozitivă având aceeași magnitudine ca sarcina totală a tuturor electronilor.
  3. Electronii negativi ocupau o regiune a spațiului care era încărcată pozitiv uniform (adesea considerată ca fiind un fel de „supă” sau „nor” de sarcină pozitivă).

Thomson a ales a treia posibilitate ca fiind cea mai probabilă structură a atomilor. Thomson și-a publicat modelul propus în ediția din martie 1904 a revistei Philosophical Magazine, cel mai important jurnal științific britanic al zilei. În opinia lui Thomson:

… atomii elementelor constau dintr-un număr de corpusculi electrificați negativ, încadrați într-o sferă de electrificare pozitivă uniformă, …

Cu acest model, Thomson a abandonat ipoteza „atomului nebular” din 1890 bazată pe teoria atomică vortex în care atomii erau compuși din vortexuri imateriale și a sugerat că există asemănări între dispunerea vârtejurilor și regularitatea periodică găsită printre elementele chimice .:44–45 Fiind un om de știință înțelept și practic, Thomson și-a bazat modelul său atomic pe dovezile experimentale cunoscute ale zilei. reflectă natura abordării sale științifice a descoperirii, care urma să propună idei pentru a ghida experimentele viitoare.

În acest model, orbitele electronilor erau stabile, deoarece atunci când un electron s-a îndepărtat de centrul încărcăturii pozitive sferă, a fost supusă unui i pozitiv net mai mare forța spre nord, deoarece în interiorul orbitei sale era mai multă sarcină pozitivă (vezi legea lui Gauss) Electronii au fost liberi să se rotească în inele care au fost stabilizate în continuare prin interacțiuni între electroni, iar măsurătorile spectroscopice au fost menite să țină cont de diferențele de energie asociate cu diferite inele de electroni. Thomson a încercat, fără succes, să-și remodeleze modelul pentru a explica unele dintre liniile spectrale majore cunoscute experimental pentru mai multe elemente. atomi. De asemenea, modelul lui Thomson (împreună cu un model de inel saturnian similar pentru electronii atomici propus în 1904 de Nagaoka după modelul lui James Clerk Maxwell al inelelor lui Saturn) au fost predecesori utili ai modelului Bohr mai corect al sistemului solar a atomului.

Porecla colocvială „budincă de prune” a fost în curând atribuită modelului lui Thomson, deoarece distribuția electronilor în regiunea sa încărcată pozitiv a spațiului a amintit multor oameni de știință de stafide, numite apoi „prune” în desertul englezesc obișnuit, budinca de prune.

În 1909, Hans Geiger și Ernest Marsden au efectuat experimente cu foi subțiri de aur. Profesorul lor, Ernest Rutherford, se aștepta să găsească rezultate în concordanță cu modelul atomic al lui Thomson. Abia în 1911 Rutherford a interpretat corect rezultatele experimentului, ceea ce a presupus prezența unui nucleu foarte mic de sarcină pozitivă în centrul atomilor de aur. . Acest lucru a dus la dezvoltarea modelului atomului Rutherford. Imediat după ce Rutherford și-a publicat rezultatele, Antonius Van den Broek a făcut propunerea intuitivă conform căreia numărul atomic al unui atom este numărul total de unități de încărcare prezente în nucleul său. Experimentele lui Henry Moseley din 1913 (a se vedea legea lui Moseley) au furnizat dovezile necesare pentru a susține propunerea lui Van den Broek. S-a constatat că sarcina nucleară efectivă este în concordanță cu numărul atomic (Moseley a găsit o singură unitate de diferență de sarcină). Această lucrare a culminat cu modelul Bohr al sistemului solar (dar limitat cuantic) al atomului în același an, în care un nucleu care conține un număr atomic de sarcini pozitive este înconjurat de un număr egal de electroni în cochiliile orbitale. Modelul lui Thomson a ghidat experimentele lui Rutherford, modelul lui Bohr a ghidat cercetările lui Moseley.

Leave a Reply

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *