Objašnjavamo što je Rutherfordov atomski model i njegove glavne postulate. Također, kakav je bio Rutherfordov eksperiment.
Što je Rutherfordov atomski model?
Rutherfordov atomski model, kao što mu ime implicira, bio je jedan od modela predloženih za objašnjenje struktura unutarnje od atom. Godine 1911. britanski kemičar i fizičar Ernest Rutherford predložio je ovaj model na temelju rezultata svog eksperimentiranje sa zlatnim listićima.
Ovaj model predstavlja raskid s prethodnim modelima kao što su Daltonov atomski model i Thompsonov atomski model, te korak naprijed u odnosu na trenutno prihvaćeni model.
U svom atomski model, Rutherford je predložio da atomi imaju središnju jezgru gdje je njihov najveći postotak masa. Nadalje, prema ovoj teoriji, ova jezgra ima pozitivan električni naboj i oko nje kruže čestice suprotnog naboja i manje veličine (elektroni).
Prema njegovim razmatranjima, atom je djelovao kao a Sunčev sustav elektrona koji kruže oko teže atomske jezgre, kao što to rade planeti oko Sunce.
Rutherfordov atomski model može se sažeti u sljedeće tri tvrdnje:
- Većina atomske mase koncentrirana je u jezgri koja je sve veća i veća. težina nego ostatak čestice, i obdaren pozitivnim električnim nabojem.
- Oko jezgre i na velikim udaljenostima od nje nalaze se elektrona, s negativnim električnim nabojem, koji kruže oko njega kružnim stazama.
- Zbroj pozitivnih i negativnih električnih naboja atoma kao rezultat trebao bi dati nulu, odnosno trebali bi biti jednaki, tako da je atom električno neutralan.
Rutherford ne samo da je predložio ovu strukturu za atom, već je izračunao i njegovu veličinu i usporedio je s veličinom jezgre te došao do zaključak da je dobar dio sastava atoma prazan prostor.
Ovaj model, s druge strane, ima određena ograničenja koja bi se mogla riješiti napretkom znanje i tehnologija:
- Nije se moglo objasniti kako je moguće da se skup pozitivnih naboja drži zajedno u atomskoj jezgri, budući da bi se trebali odbijati, budući da su svi naboji istog predznaka.
- Stabilnost atoma nije se mogla objasniti, jer kada se razmatraju elektroni negativnog naboja koji rotiraju oko pozitivne jezgre, u nekom trenutku ti su elektroni morali izgubiti Energija i kolabirati o jezgru.
Rutherfordov atomski model bio je na snazi kratko vrijeme, a zamijenjen je atomskim modelom koji je predložio danski fizičar Niels Bohr 1913., u koji su razriješena neka ograničenja i ugrađeni teorijski prijedlozi koje je razvio Albert Einstein 1905. godine.
Rutherfordov eksperiment
Rutherfordova eksperimentalna metoda započela je s nekoliko tankih listića zlata koje bi u laboratoriju bombardirale jezgrama helija (alfa čestice, koje imaju pozitivan naboj), mjereći na taj način kutove otklona snopa čestica pri prolasku kroz zlato.
Ovo ponašanje, koje je ponekad dosezalo odstupanja do 90°, nije se slagalo s atomskim modelom koji je predložio Thompson, a koji je prevladavao u to vrijeme.
Thompsonov model predlaže da je atom pozitivna sfera, u kojoj su ugrađeni negativno nabijeni elektroni. Iz tog razloga model nalikuje pudingu s grožđicama: puding bi bio atom, a grožđice bi bili elektroni.
S druge strane, Rutherfordov model kaže da atom ima pozitivan naboj koncentriran u jezgri i da elektroni kruže oko nje. Ako bi atom imao strukturu koju je predložio Thompson, alfa (pozitivne) čestice bi, kada prođu kroz zlatnu foliju, trebale slijediti svoje putanje ili vrlo malo odstupati. Međutim, dogodilo se da su uočena odstupanja ovih čestica do 90 i 180°, što je pokazalo da atom doista ima pozitivni naboj koncentriran u svom središtu (kako je predložio Rutherford), a ne raspoređen u sferi. ( kako je predložio Thompson).