Atómový model Thomsonových charakteristík, experimenty, postuláty

Thomsonov atómový model bol rozpoznaný vo svete za poskytnutie prvého svetla na konfiguráciu protónov a elektrónov v štruktúre atómu. Prostredníctvom tohto návrhu Thomson navrhol, aby atómy boli homogénne a obsahovali pozitívny náboj homogénnym spôsobom, s náhodnými vložkami elektrónov vo vnútri každého atómu..

Aby sme to opísali, Thomson porovnal svoj model so slivkovým pudingom. Tento simil bol neskôr použitý ako alternatívny názov pre model. Avšak kvôli niekoľkým nezrovnalostiam (teoretickým a experimentálnym) o distribúcii elektrických nábojov v atóme bol model Thomson vyradený v roku 1911.

index

• 1 Pôvod
• 2 Charakteristiky
• 3 Experimenty na vývoj modelu
  • 3.1 Katódové lúče
  • 3.2 Vývoj vo vyšetrovaní
  • 3.3 Opakovanie experimentu
• 4 Postuláty
• 5 Kontroverzný model
• 6 Obmedzenia
  • 6.1 Vyšetrovanie Rutherfoda
  • 6.2 Nový návrh
• 7 Články záujmu
• 8 Referencie

pôvod

Tento atómový model navrhol anglický vedec Joseph John "J.J." Thomson v roku 1904 s cieľom vysvetliť zloženie atómov na základe myšlienok, o ktorých sme mali vedomosti..

Okrem toho, Thomson bol zodpovedný za objav elektrónu na konci 19. storočia. Stojí za zmienku, že Thomsonov atómový model bol navrhnutý krátko po objavení elektrónu, ale predtým, ako poznal existenciu atómového jadra.

Preto návrh spočíval v rozptýlenej konfigurácii všetkých záporných nábojov v atómovej štruktúre, ktoré sa potom skladali z jednotnej hmotnosti kladného náboja..

rysy

- Atóm má neutrálny náboj.

- Existuje zdroj pozitívneho náboja, ktorý neutralizuje záporný náboj elektrónov.

- Tento kladný náboj je rovnomerne rozložený v atóme.

- V Thomsonových slovách, "negatívne elektrifikované telá" - to znamená, že elektróny sú obsiahnuté v jednotnej hmotnosti pozitívneho náboja.

- Elektrony by mohli voľne vznikať vo vnútri atómu.

- Elektrony mali stabilné orbity, argument založený na Gaussovom zákone. Ak sa elektróny pohybujú cez pozitívnu "hmotnosť", vnútorné sily v elektrónoch boli vyvážené pozitívnym nábojom, ktorý bol automaticky generovaný okolo obežnej dráhy..

- Model Thomson bol populárne známy v Anglicku ako model slivkového pudingu, pretože distribúcia elektrónov navrhnutá Thomsonom bola podobná dispozícii sliviek v uvedenom dezerte..

Experimenty na vývoj modelu

Thomson uskutočnil niekoľko testov s katódovými trubicami na testovanie vlastností subatomárnych častíc a položil základy jeho modelu. Katódové trubice sú sklenené trubice, ktorých obsah vzduchu je takmer úplne vyprázdnený.

Tieto elektrónky sú elektrifikované batériou, ktorá polarizuje trubicu tak, aby mala záporný nábojový koniec (katódu) a kladne nabitý koniec (anóda)..

Sú tiež utesnené na oboch stranách a sú vystavené vysokým napäťovým úrovniam elektrifikáciou dvoch elektród umiestnených na katóde zariadenia. Táto konfigurácia indukuje cirkuláciu zväzku častíc z katódy do anódovej trubice.

Katódové lúče

Existuje pôvod názvu tohto typu nástrojov, pretože sa nazývajú katódové lúče v dôsledku bodu výstupu častíc vo vnútri trubice. Maľovaním anódy trubice materiálom, ako je fosfor alebo olovo, sa na kladnom konci vytvára reakcia, keď sa zväzok častíc zráža s ním..

Thomson vo svojich experimentoch určil odchýlku lúča v jeho dráhe od katódy k anóde. Thomson sa neskôr pokúsil overiť vlastnosti týchto častíc: v podstate elektrický náboj a reakcia medzi nimi.

Anglický fyzik umiestnil na horný a dolný koniec trubice dve elektrické platne s opačným nábojom. Vďaka tejto polarizácii sa lúč odklonil smerom k kladne nabitej platni, umiestnenej na hornom doraze.

Týmto spôsobom Thomson ukázal, že katódový lúč je tvorený záporne nabitými časticami, ktoré sú vďaka svojmu opačnému náboju priťahované k kladne nabitej platni..

Evolúcia vo výskume

Thomson vyvinul svoje predpoklady a po tomto zistení umiestnil dva magnety na obe strany trubice. Táto inkorporácia ovplyvnila aj niektoré odchýlky katódového lúča.

Analýzou asociovaného magnetického poľa bol Thomson schopný určiť pomer hmotnosti k náboju subatomárnych častíc a zistil, že hmotnosť každej subatomárnej častice bola zanedbateľná v porovnaní s atómovou hmotnosťou..

J.J. Thomson vytvoril zariadenie, ktoré predchádzalo vynálezu a dokonalosť toho, čo je teraz známe ako hmotnostný spektrometer.

Toto zariadenie vykonáva pomerne presné meranie vzťahu medzi hmotnosťou a nábojom iónov, čo poskytuje mimoriadne užitočné informácie na určenie zloženia prvkov prítomných v prírode..

Opakovanie experimentu

Thomson uskutočnil rovnaký experiment pri viacerých príležitostiach, pričom modifikoval kovy, ktoré použil na umiestnenie elektród v katódovej trubici..

Nakoniec zistil, že vlastnosti lúča zostali konštantné, bez ohľadu na materiál použitý na elektródy. To znamená, že tento faktor nebol rozhodujúci pri realizácii experimentu.

Thomsonove štúdie boli veľmi užitočné na vysvetlenie molekulárnej štruktúry niektorých látok, ako aj tvorby atómových väzieb.

postuláty

Thomsonov model spojil v jednom vyhlásení priaznivé závery britského vedca Johna Daltona o atómovej štruktúre a naznačil prítomnosť elektrónov v každom atóme..

Okrem toho Thomson uskutočnil aj niekoľko štúdií o protónoch v neónovom plyne, a tak preukázal elektrickú neutralitu atómov. Pozitívny náboj na atóme bol však navrhnutý ako jednotná hmota a nie ako častice.

Thomsonov experiment s katódovými lúčmi umožnil vyjadrenie nasledujúcich vedeckých postulátov:

- Katódový lúč je tvorený subatomárnymi časticami záporného náboja. Thomson pôvodne definoval tieto častice ako "mŕtvoly".

- Hmotnosť každej subatomárnej častice je len 0,0005-násobok hmotnosti atómu vodíka.

- Tieto subatomárne častice sa nachádzajú vo všetkých atómoch všetkých prvkov Zeme.

- Atómy sú elektricky neutrálne; to znamená, že záporný náboj "korpusov" je porovnaný s pozitívnym nábojom protónov.

Kontroverzný model

Thomsonov atómový model sa vo vedeckej komunite ukázal ako vysoko kontroverzný, pretože to odporovalo Daltonovmu atómovému modelu.

Posledne uvedené postulovali, že atómy sú nedeliteľné jednotky, napriek kombináciám, ktoré môžu byť generované počas chemických reakcií.

Dalton teda neuvažoval o existencii subatomárnych častíc - ako sú elektróny - v rámci atómov.

Naopak, Thomson našiel nový model, ktorý poskytol alternatívne vysvetlenie atómového a subatomárneho zloženia po objavení elektrónu..

Atómový model Thomson bol rýchlo odhalený simile s obľúbeným anglickým dezertom "slivkový puding". Hmotnosť pudingu symbolizuje integrálny pohľad na atóm a slivky predstavujú každý z elektrónov, ktoré tvoria atóm..

obmedzenia

Model navrhnutý Thomsonom mal v tom čase veľkú popularitu a prijatie a slúžil ako východiskový bod na preskúmanie atómovej štruktúry a doladenie súvisiacich detailov.

Hlavnou príčinou prijatia modelu bolo, ako dobre sa prispôsobilo pozorovaniam experimentov Thomsonových katódových lúčov.

Model však mal dôležité príležitosti na zlepšenie, aby sa vysvetlilo rozloženie elektrických nábojov v atóme, a to ako kladných, tak záporných nábojov.

Vyšetrovanie Rutherfoda

Neskôr, v desaťročí roku 1910, vedecká škola vedená Thomsonom pokračovala vo výskume modelov atómovej štruktúry.

Takto Ernest Rutherford, bývalý študent spoločnosti Thomson, určil obmedzenia Thomsonovho atómového modelu v spoločnosti britského fyzika Ernesta Marsdena a nemeckého fyzika Hansa Geigera..

Trio vedcov uskutočnilo niekoľko experimentov s časticami alfa (α), to znamená ionizovanými jadrami molekúl 4He, bez toho, aby sa okolo nich nachádzal elektrónový obal..

Tento typ častíc sa skladá z dvoch protónov a dvoch neutrónov, preto prevažuje kladný náboj. Alfa častice sú produkované v jadrových reakciách alebo experimentmi s rádioaktívnym rozpadom.

Rutherford navrhol usporiadanie, ktoré umožnilo vyhodnotiť správanie alfa častíc pri prechode tuhých látok, ako sú napríklad zlaté plechy.

V analýze dráhy sa zistilo, že niektoré častice vykazovali pri prenikaní zlatých listov uhol odchýlky. V ostatných prípadoch bol na šokovom prvku vnímaný aj mierny odraz.

Po vyšetreniach s alfa časticami Rutherfod, Marsden a Geiger odporovali Thomsonovmu atómovému modelu a namiesto toho navrhli novú atómovú štruktúru.

Nový návrh

Protinávrh Rutherforda a jeho kolegov bol, že atóm bol tvorený malým jadrom s vysokou hustotou, v ktorom sa sústredili pozitívne náboje a kruh elektrónov..

Objav atómového jadra Rutherfordom priniesol pre vedeckú obec nový vzduch. O niekoľko rokov neskôr bol tento model tiež zrušený a nahradený atómovým modelom Bohr.

Články záujmu

Atómový model Schrödingera.

Atómový model Broglieho.

Atómový model Chadwicku.

Atómový model Heisenberga.

Atómový model Perrinu.

Atómový model Daltona.

Atómový model Dirac Jordan.

Atómový model Democritus.

Atómový model Bohr.

referencie

1. Objav elektrónu a jadra (s.f.). Zdroj: khanacademy.org
2. J.J. Thomsonova atómová teória a biografia (s.f.). Zdroj: thinkco.com
3. Moderná atómová teória: Modely (2007). Zdroj: abcte.org
4. Thomsonov atómový model (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
5. Wikipédia, Voľná ​​encyklopédia (2018). Atómový model Thomsona. Zdroj: en.wikipedia.org
6. Wikipédia, Voľný Encyklopédia (2018). Model slivkového pudingu. Zdroj: en.wikipedia.org