რუტერფორდის წინაშე არსებული ატომის სტრუქტურის რომელი მოდელი. ზოგიერთი ისტორიული და თანამედროვე Atom მოდელები

ლექცია: პლანეტარული მოდელის ატომი

შენობა ატომი

ნებისმიერი ნივთიერების სტრუქტურის განსაზღვრის ყველაზე ზუსტი გზა არის სპექტრალური ანალიზი. თითოეული ელემენტის ატომის გაწმენდა უკიდურესად ინდივიდუალურია. თუმცა, სანამ გაიგებთ, თუ როგორ ხდება სპექტრალური ანალიზი, ჩვენ გვესმის, რომელი სტრუქტურა აქვს ნებისმიერი ელემენტის ატომს.

ატომის სტრუქტურის პირველი ვარაუდი ჯ. თომსონი იყო წარმოდგენილი. ეს მეცნიერი დიდი ხნის განმავლობაში ატომებს სწავლობს. უფრო მეტიც, ის არის ის, ვინც ფლობს ელექტრონის გახსნას - რისთვისაც მან მიიღო ნობელის პრემია. მოდელი, რომელიც Thomson- ს შესთავაზა, რეალობასთან საერთო არაფერი არ ჰქონდა, მაგრამ რუტერფორდის სტრუქტურის შესწავლისას ძლიერი სტიმული იყო. თომსონის მიერ შემოთავაზებული მოდელი "ქიშმიშით" იყო.

Thomson სჯეროდა, რომ Atom არის მყარი ბურთი მქონე უარყოფითი ელექტრო ბრალდება. მისი კომპენსაციისთვის, ელექტრონები ჩართულნი არიან ქიშმიში. ელექტრონული საფასურის ოდენობით ემთხვევა მთელ ბირთვს ბრალდებას, რაც ატომის ნეიტრალურია.

ატომის სტრუქტურის შესწავლისას აღმოაჩინეს, რომ ყველა ატომი მყარად ასრულებს oscillatorator მოძრაობას. და, როგორც თქვენ იცით, ნებისმიერი მოძრავი ნაწილაკი radiates ტალღების. სწორედ ამიტომ, თითოეული ატომ აქვს საკუთარი სპექტრი. თუმცა, ეს განცხადებები არ ყოფილა ჩადებული Thomson მოდელი.

გამოცდილება Rutford

ტომსონი მოდელის დასადასტურებლად, რუტერფორდმა შემოგვთავაზა გამოცდილება, რის შედეგადაც ალფა ნაწილაკების გარკვეული ელემენტის ატომის დაბომბვა მოხდა. ამ ექსპერიმენტის შედეგად მნიშვნელოვანი იყო იმის დანახვა, თუ როგორ მოიქცევა ნაწილაკი.

რადიოაქტიური გათიშვის შედეგად ალფა ნაწილაკები აღმოაჩინეს. მათი ნაკადები იყო ალფა სხივები, რომელთა თითოეული ნაწილაკი დადებითი ბრალდება იყო. მრავალრიცხოვანი კვლევების შედეგად, ალფა ნაწილაკი ჰელიუმის ატომს ჰგავს, რომელშიც არ არის ელექტრონები. ამჟამინდელი ცოდნის გამოყენება, ჩვენ ვიცით, რომ ალფა ნაწილაკი ჰელიუმის ბირთვია, იმ დროს რუტერფორდმა სჯეროდა, რომ ეს იყო ჰელიუმ იონები.

თითოეული ალფა ნაწილაკს ჰქონდა უზარმაზარი ენერგია, რის შედეგადაც მას შეეძლო ატომებს მაღალი სიჩქარით გათვალისწინებულიყო. აქედან გამომდინარე, ექსპერიმენტის ძირითადი შედეგი იყო ნაწილაკების გადახრის კუთხის განსაზღვრა.

განახორციელოს გამოცდილება, Rutford გამოიყენა თხელი კილიტა ოქროს. მან მაღალსიჩქარიანი ალფა ნაწილაკები მიმართა. მან მიიჩნევს, რომ ამ ექსპერიმენტის შედეგად, ყველა ნაწილაკმა ფირფიტებით გაფრინდება და უმნიშვნელო გადახრები. თუმცა, ამის გასარკვევად, მან ისწავლა სტუდენტებს, რომ შეამოწმონ თუ არა ამ ნაწილაკების დიდი გადახრები.

ექსპერიმენტის შედეგი აბსოლუტურად გაოცებული იყო, რადგან ძალიან ბევრი ნაწილაკები არ იყო მხოლოდ დიდი კუთხით - ზოგიერთი გადახრა კუთხეები 90 გრადუსზე მეტს მიაღწია.

ეს შედეგები აბსოლუტურად გაოცებული იყო, რუტერფორდმა განაცხადა, რომ ქაღალდის ფოთოლი ჭურვი იყო, რომელიც ალფა ნაწილაკს არ მისცა შიგნით შეღწევას, რის შედეგადაც ის დაბრუნდა.

თუ ატომი მართლაც იყო მყარი, მაშინ მას ჰქონდა გარკვეული ელექტრო ველი, რომელიც ნაწილაკების შემცირდა. თუმცა, ძალაუფლების სფერო არ იყო საკმარისი იმისათვის, რომ შეჩერება მთლიანად, და კიდევ უფრო ასე რომ გაუქმება უკან. ეს ნიშნავს, რომ Thomson მოდელი უარყო. აქედან გამომდინარე, Rutherford დაიწყო მუშაობა ახალი მოდელი.

ექსპერიმენტის ასეთი შედეგის მისაღებად აუცილებელია პოზიტიური ბრალდება უფრო მცირე ზომაში, რის შედეგადაც უფრო დიდი ელექტრული ველი. საველე პოტენციური ფორმულის მიხედვით, შესაძლებელია დადებითი ნაწილაკების საჭირო ზომა განსაზღვროს, რომელიც ალფა ნაწილაკს საპირისპირო მიმართულებით დააყენებს. მისი რადიუსი უნდა იყოს მაქსიმუმზე 10 -15 მ. სწორედ ამიტომ, რუტერფორდმა ატომის პლანეტარული მოდელი შესთავაზა.

ეს მოდელი ეწოდება ასე არ არის შემთხვევით. ფაქტია, რომ ატომის შიგნით არის დადებითად ბრალი ბირთვი, ისევე როგორც მზის სისტემაში. გარშემო ბირთვის, როგორც პლანეტები როტაცია ელექტრონებს. მზის სისტემა მოწყობილია ისე, რომ პლანეტები მზეზე იზიდავს გრავიტაციული ძალების დახმარებით, თუმცა ისინი არ არიან მზის ზედაპირზე არსებული სიჩქარის შედეგად, რომელიც მათ ორბიტაზე ინარჩუნებს მათ . იგივე ხდება ელექტრონებით - Coulomb ძალების მოზიდვა ელექტრონებს ბირთვის, მაგრამ იმის გამო, რომ როტაციის გამო ისინი არ დაეცემა ზედაპირზე ბირთვის.

ერთი თომსონის ვარაუდი აბსოლუტურად ჭეშმარიტი აღმოჩნდა - სულ ელექტრონულ ბრალდება შეესაბამება ბირთვის ბრალდებას. თუმცა, ძლიერი ურთიერთქმედების შედეგად, ელექტრონებს შეიძლება დაარღვიოს მათი ორბიტაზე, რის შედეგადაც ბრალდება არ არის კომპენსირებული და ატომი მიიჩნევს დადებითად ბრალი იონზე.

ატომის სტრუქტურის შესახებ ძალიან მნიშვნელოვანი ინფორმაცია ის არის, რომ ატომის თითქმის მთლიანი მასა ფოკუსირებულია ბირთვის. მაგალითად, წყალბადის ატომს მხოლოდ ერთი ელექტრონი აქვს, რომლის მასაც კი, ვიდრე ერთი და ნახევარი ათასი ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ბირთვი.

შემოთავაზებული ატომის შენობების ერთ-ერთი პირველი მოდელი ჯ. თომსონი 1904 წელს ატომი აღმოჩნდა, როგორც "პოზიტიური ელექტროენერგიის ზღვა" ელექტრონებით. ელექტრონულ ატომის ელექტრონების საერთო ნეგატიური ბრალდება მისი სრული დადებითი ბრალდებით იყო გათვლილი.

გამოცდილება Rutford

Thomson- ის ჰიპოთეზის შესამოწმებლად და ატომის სტრუქტურის უფრო ზუსტი განსაზღვრა E. Rutford ორგანიზებული სერია scattering ექსპერიმენტი α - მყარი თხელი ლითონის ფირფიტები - კილიტა. 1910 წელს, რუტერფორდის სტუდენტები ჰანს გეოგრაფია და ერნესტ მარსდენი ჩატარებული დაბომბვის ექსპერიმენტები α - თხელი ლითონის ფირფიტების წყნარი. მათ აღმოაჩინეს, რომ ყველაზე მეტად α -Cadits გაივლის მეშვეობით კილიტა გარეშე შეცვლის მათი ტრაექტორია. და ეს არ იყო გასაკვირი, თუ ჩვენ მივიღებთ Thomson Atom- ის სწორი მოდელი.

წყარო α - ემისიაში მოთავსებული ტყვიის კუბი ერთად არხის გაბურღული, ამიტომ მე მოვახერხე ნაკადი α - სკოლები გარკვეულ მიმართულებით საფრენი. Alpha ნაწილაკები არიან Twofly Ionized Helium Atoms ( არა 2+). მათ აქვთ დადებითი ბრალდება +2 და მასობრივი, თითქმის 7350 ჯერ უფრო მაღალია, ვიდრე მასობრივი ელექტრონული. მოძიება ეკრანზე დაფარული თუთია Sulfide, α - Pacifics გამოიწვია მისი Glow, და magnifying მინის შესაძლებელი იყო სანახავად და გამოთვალოთ ინდივიდუალური ციმციმები წარმოქმნილი ეკრანზე, როდესაც თითოეული α - წყნარი. კილიტა მოათავსეს რადიაციული წყაროდან და ეკრანზე. ეკრანზე გავრცელების შესახებ შესაძლებელი იყო გაფანტვის მიზნით α -კვლევა, ანუ. მათი გადახრა საწყის მიმართულებით ლითონის ფენის გავლით.

აღმოჩნდა, რომ ყველაზე მეტად α - გრაფიკები გადის კილიტა მეშვეობით მისი მიმართულებით შეცვლის გარეშე, თუმცა კილიტა სისქე შეესაბამებოდა ასობით ათასი ატომური დიამეტრის. მაგრამ ზოგიერთი წილი α ჯერ კიდევ პატარა კუთხეებში კვლავ გადანაწილდა და ზოგჯერ α - თანამშრომლები მკვეთრად შეიცვალა მათი მოძრაობის მიმართულებით და თუნდაც (დაახლოებით 100,000-დან 1-მდე) უკან დაიხია, რადგან მას მასიური დაბრკოლება იქნებოდა. ასეთი მკვეთრი გადახრის შემთხვევები α -Hellites შეიძლება შეინიშნოს ეკრანზე მოძრავი magnifying მინის გასწვრივ რკალის.

ამ ექსპერიმენტის შედეგებიდან გამომდინარე, შეიძლება შედგენილი შემდეგი დასკვნები:

1. Atom- ში არსებობს "დაბრკოლება", რომელსაც Core- ს უწოდა.
2. კერნელს აქვს დადებითი ბრალდება (სხვაგვარად დადებითად ბრალი α -ჩაელები არ ასახავდნენ უკან).
3. კერნელს აქვს ძალიან მცირე ზომის ზომები ატომის ზომაზე (მხოლოდ მცირე ნაწილი α -შეწვდომლები შეიცვალა მოძრაობის მიმართულებით).
4. კერნელს აქვს დიდი მასა, ვიდრე მასთან შედარებით α -გარეშე.

Rutherford- ის გამოცდილების შედეგები განმარტავს "პლანეტარული" მოდელის ატომივისაც მოეწონა თავისი მზის სისტემა. პლანეტარული მოდელის მიხედვით Atom- ის ცენტრში არის ძალიან მცირე ბირთვის, რომლის ზომები დაახლოებით 100 000-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ატომის ზომა. ეს ბირთვი შეიცავს თითქმის მთელ მასას ატომს და ახორციელებს პოზიტიურ ბრალდებას. ელექტრონები გადაადგილდებიან კერნელის გარშემო, რომლის რაოდენობაც კი განისაზღვრება კერნელის ბრალდებით. ელექტრონული მოძრაობის გარე ტრაექტორია განსაზღვრავს ატომის გარე ზომებს. Atom- ის დიამეტრი 10 -8 სმ სიდიდეა, ხოლო ბირთვული დიამეტრი დაახლოებით 10 -13 ÷ 10 -12 სმ.

უფრო დიდი ატომური ბირთვი ბრალდება, ძლიერი იქნება მოიგერია იგი α - უფრო ხშირად, უფრო ხშირად იქნება ძლიერი დარღვევების შემთხვევები α -კონსტერი გადადის ლითონის ფენით, მოძრაობის საწყის მიმართულებით. აქედან გამომდინარე, გაფანტული გამოცდილება α - სპეციალისტები საშუალებას იძლევა არა მარტო ატომური ბირთვის არსებობის გამოვლენა, არამედ მისი ბრალდებაც განსაზღვრავენ. უკვე Refordford- ის ექსპერიმენტებით, აუცილებელი იყო, რომ ბირთვების ბრალდება (Electron Electron Chinet Places- ში გამოთქმული) პერიოდულ სისტემაში ელემენტის ელემენტის თანმიმდევრობაა. დადასტურდა მოსლი.1913 წელს დაარსდა მარტივი კავშირი ელემენტის X-ray სპექტრის გარკვეულ ხაზებს შორის და მისი თანმიმდევრობის ნომერი D. Chadwikom, რომელზეც ბევრი სიზუსტით განსაზღვრულია 1920 წელს ატომური ბირთვების ბრალი რამდენიმე მიმტანების ელემენტების α -გარეშე.

შეიქმნა პერიოდული სისტემის ელემენტის ელემენტის თანმიმდევრობის რიცხვის ფიზიკური მნიშვნელობა: თანმიმდევრობის ნომერი იყო მისი ატომის პოზიტიური ბრალდებით გამოხატული ელემენტის ყველაზე მნიშვნელოვანი მუდმივი. ატომის ელექტრონულ ეთრალურიზმიდან, შემდეგნაირად, რომ ბირთვის ირგვლივ ელექტრონების რიცხვი ტოლია ელემენტის თანმიმდევრობით.

ეს აღმოჩენა პერიოდულ სისტემაში ელემენტების ადგილმდებარეობისთვის ახალი რაციონალური იყო. ამავდროულად, ეს აღმოფხვრა და აშკარა ეწინააღმდეგება MENDELEEV სისტემაში - ზოგიერთი ელემენტების პოზიცია უფრო დიდი ატომური წონის წინ ელემენტების წინაშე პატარა ატომური მასა (ტელევიზიით და იოდის, არგონისა და კალიუმის, კობალტის და ნიკელის). აღმოჩნდა, რომ აქ არ ეწინააღმდეგება, რადგან სისტემაში ელემენტის ადგილი განისაზღვრება ატომური ბირთვის ბრალდებით. ექსპერიმენტულად დადგინდა, რომ Telllur Atom- ის ბირთვი 52 არის და იოდის ატომი 53; ამიტომ, დიდი ატომური მასის მიუხედავად, იოდინზე უნდა დადგეს. ანალოგიურად, არგონისა და კალიუმის ბირთვების, ნიკელისა და კობალტის ბრალდებით სრულად აკმაყოფილებს სისტემაში ამ ელემენტების თანმიმდევრობას.

ასე რომ, ატომური ბირთვი ბრალდება წარმოადგენს ძირითად მნიშვნელობას, რომლის თვისებები და მისი პოზიცია პერიოდულ სისტემაში არის დამოკიდებული. ამიტომ მენდელევის პერიოდული კანონი ამჟამად, შესაძლებელია შემდეგნაირად ჩამოყალიბდეს:

ელემენტების თვისებები და მათი ჩამოყალიბებული მარტივი და კომპლექსური ნივთიერებები პერიოდულ დამოკიდებულებაშია ელემენტების ატომების ბირთვზე

მათი ატომების ბირთვში პასუხისმგებელი ელემენტების თანმიმდევრობის ნომრების განსაზღვრა შესაძლებელი გახდა წყალბადის ნომერზე 1 და ურანის (თანმიმდევრული ნომერი 92) შორის პერიოდულ სისტემას შორის ადგილების საერთო რაოდენობის ჩამოყალიბება იმ პერიოდული სისტემის წევრი იმ დროს. როდესაც ATOM- ის სტრუქტურის თეორია შეიქმნა, 43, 61, 72, 75, 85, 87, ხოლო 87 დარჩა დაუცველი, რამაც მიუთითა არასასურველი ელემენტების არსებობის შესაძლებლობა. და მართლაც, 1922 წელს გაიხსნა ჰაფნიუმის ელემენტი, რომელიც 72; შემდეგ 1925 წელს - Rhenium, რომელიც 75 წლის იყო. ელემენტები, რომლებიც უნდა მიიღონ დანარჩენი ოთხი თავისუფალი ადგილი მაგიდის აღმოჩნდა რადიოაქტიური და ვერ იპოვეს ბუნებაში, მაგრამ მათ მოახერხა მიღებული ხელოვნურად. ახალი ელემენტები მიიღეს სახელები ტექნიკის (Sequence ნომერი 43), და\u003e 61), Astat (85) და საფრანგეთი (87). ამჟამად, წყალბადის და ურანის პერიოდული სისტემის ყველა საკანი ივსება. თუმცა, პერიოდული სისტემა თავად არ არის სრული.

ატომური სპექტრი

პლანეტარული მოდელი იყო ატომის სტრუქტურის თეორიაში მნიშვნელოვანი ნაბიჯი. თუმცა, ზოგიერთ შემთხვევაში, იგი ეწინააღმდეგებოდა მტკიცედ ჩამოყალიბებულ ფაქტებს. განვიხილოთ ორი ასეთი წინააღმდეგობა.

პირველი, რუტერფორდის თეორია ვერ ახსნა ატომის მდგრადობას. Electron მბრუნავი გარშემო დადებითად ბრალი ბირთვის უნდა, ისევე როგორც მერყეობს ელექტრო ბრალდება, Emit ელექტრომაგნიტური ენერგია როგორც მსუბუქი ტალღების. მაგრამ, სინათლის გამოსხივება, ელექტრონი თავისი ენერგიის ნაწილს კარგავს, რაც ხელს უწყობს ელექტრონულ როტაციასთან დაკავშირებულ ცენტრალურ ძალას შორის წონასწორობის ძალას, ხოლო ელექტროენერგიის ელექტრონულ ელექტრონულ მოზიდვას შორის. წონასწორობის აღსადგენად, ელექტრონმა უნდა გადავიდეს ბირთვში. ამდენად, ელექტრონი, მუდმივად რადიაციული ელექტრომაგნიტური ენერგიის და სპირალის გასწვრივ მოძრაობს, ბირთვის მიმართავს. მთელი თავისი ენერგიის ამოწურა, მან უნდა "დაეცემა" ბირთვის და ატომი აღარ იქნება. ეს დასკვნა ეწინააღმდეგება ატომების ნამდვილ თვისებებს, რომლებიც მდგრადი განათლებაა და შეიძლება არსებობდეს, არ განადგურდეს, უკიდურესად ხანგრძლივი.

მეორე, Rutherford მოდელი გამოიწვია არასწორი დასკვნები შესახებ ატომური სპექტრი. შუშის ან კვარცის პრიზმის გავლით, ცხელი ან თხევადი ან თხევადი ორგანოს მიერ გამოყოფილი სინათლე, PRISMS- ის ეკრანზე, არის ე.წ. მყარი სპექტრი, რომელთა ხილული ნაწილი არის ფერადი ზოლები, რომლებიც შეიცავს ყველა ფერს ცისარტყელას. ეს ფენომენი განმარტავს იმ ფაქტს, რომ გაყოფილი მყარი ან თხევადი სხეულის რადიაცია შედგება ყველა სახის სიხშირეების ელექტრომაგნიტური ტალღებისგან. სხვადასხვა სიხშირეების ტალღები შეუძლებელია prisms- ის მიერ და ეკრანის სხვადასხვა ადგილას. ნივთიერების მიერ გამოყოფილი ელექტრომაგნიტური გამოსხივების სიხშირეების კომბინაცია ეწოდება ემისიის სპექტრს. მეორეს მხრივ, ნივთიერებები გარკვეულ სიხშირეების რადიაციას აღიქვამს. ამ უკანასკნელის მთლიანობას ეწოდება ნივთიერების შთანთქმის სპექტრი.

პრიზების ნაცვლად სპექტრი, შეგიძლიათ გამოიყენოთ დიფრაქციული ცხაური. ეს უკანასკნელი არის მინის ფირფიტა, რომლის ზედაპირზე, რომელიც თხელი პარალელური პარალიზის (1500-მდე პარალიზამდე 1 მმ-მდე) გამოიყენება. გავლით ასეთი lattice, მსუბუქი decomposes და ქმნის სპექტრი მსგავსი prism მიღებული. დიფრაქცია თან ახლავს ტალღის მოძრაობას და ემსახურება სინათლის ტალღის ბუნების ერთ-ერთ ძირითად მტკიცებულებას.

როდესაც მწვავე, ნივთიერება ემსახურება სხივებს (რადიაცია). თუ რადიაციას აქვს ერთი ტალღის სიგრძე, მას მოუწოდა მონოქრომატულია. უმეტეს შემთხვევაში, რადიაცია ხასიათდება რამდენიმე ტალღისგან. მონოქრომატული კომპონენტების რადიაციის დაშლა, რადიაციული სპექტრი მიღებულია, სადაც მისი ინდივიდუალური კომპონენტები გამოხატულია სპექტრული ხაზებით.

რადიაციული თავისუფალი ან ცუდად დაკავშირებული ატომების მიხედვით მიღებული სპექტრი ატომური სპექტრი ეწოდება.

მყარი ორგანოების ან სითხეების მიერ გამოყვანილი გამოსხივება ყოველთვის აძლევს მყარი სპექტრს. ცხელ გაზებისა და ორთქლის მიერ გამოყოფილი გამოსხივება, მყარი და სითხეების რადიაციისგან განსხვავებით, შეიცავს მხოლოდ გარკვეულ ტალღებს. აქედან გამომდინარე, ეკრანზე მყარი ზოლის ნაცვლად, რიგი ინდივიდუალური ფერის ხაზები მიიღება მუქი ინტერვალით. ამ ხაზების რიცხვი და ადგილმდებარეობა დამოკიდებულია ცხელი გაზის ან ორთქლის ბუნებაზე. ამდენად, კალიუმის წყვილი მისცემს სპექტრს, რომელიც შედგება სამი ხაზით - ორი წითელი და ერთი მეწამული; კალციუმის ორთქლის სპექტრში, რამდენიმე წითელი, ყვითელი და მწვანე ხაზები და ა.შ.

მყარი ორგანოების ან სითხეების მიერ გამოყვანილი გამოსხივება ყოველთვის აძლევს მყარი სპექტრს. ცხელ გაზებისა და ორთქლის მიერ გამოყოფილი გამოსხივება, მყარი და სითხეების რადიაციისგან განსხვავებით, შეიცავს მხოლოდ გარკვეულ ტალღებს. აქედან გამომდინარე, ეკრანზე მყარი ზოლის ნაცვლად, რიგი ინდივიდუალური ფერის ხაზები მიიღება მუქი ინტერვალით. ამ ხაზების რიცხვი და ადგილმდებარეობა დამოკიდებულია ცხელი გაზის ან ორთქლის ბუნებაზე. ამდენად, კალიუმის წყვილი მისცემს სპექტრს, რომელიც შედგება სამი ხაზით - ორი წითელი და ერთი მეწამული; კალციუმის ორთქლის სპექტრში, რამდენიმე წითელი, ყვითელი და მწვანე ხაზები და ა.შ.

ასეთი სპექტრი უწოდებენ ხაზს. აღმოჩნდა, რომ აირების ატომების მიერ გამოყოფილი სინათლე აქვს სწორი სპექტრი, რომელშიც სპექტრული ხაზები შეიძლება კომბინირებული იყოს სერიაში.

თითოეულ სერიაში, ხაზების ადგილმდებარეობა შეესაბამება გარკვეულ ნიმუშს. შეიძლება აღინიშნოს ინდივიდუალური ხაზების სიხშირეები. ფორმულა Balmer.:

ის ფაქტი, რომ თითოეული ელემენტის ატომები ამ ელემენტში მთლიანად განსაზღვრულ სპექტრს აძლევს და შესაბამისი სპექტრალური ხაზების ინტენსივობა უფრო მაღალია, უფრო დიდი ნიმუშის ელემენტის შინაარსი, ფართოდ გამოიყენება ხარისხობრივი და ნივთიერებების და მასალების რაოდენობრივი შემადგენლობა. ეს კვლევის მეთოდი ეწოდება სპექტრალური ანალიზი.

ატომის სტრუქტურის პლანეტარული მოდელი ვერ აღმოჩნდა წყალბადის ატომების გაფრქვევისა და სერიის სპექტრის ხაზების კომბინაციაში. კერნელის ირგვლივ ელექტრონმა უნდა მივუდგეთ ბირთვს, მუდმივად იცვლება მისი მოძრაობის სიჩქარე. მათ მიერ გამოყოფილი სინათლის სიხშირე განისაზღვრება მისი როტაციის სიხშირით და, შესაბამისად, უნდა შეიცვალოს მუდმივად. ეს იმას ნიშნავს, რომ ატომის ემისიის სპექტრი უნდა იყოს უწყვეტი, მყარი. ამ მოდელის მიხედვით, ატომის რადიაციული სიხშირე უნდა იყოს ტოლია oscillations of მექანიკური სიხშირე ან მრავალჯერადი მას, რომელიც არ შეესაბამება ბალერის ფორმულას. ამდენად, რუტერფორდის თეორია ვერ ახსნა მდგრადი ატომების არსებობას, არც სპექტრის არსებობას.

სინათლის კვანტური თეორია

1900 წელს მ. პლანკი მან აჩვენა, რომ მწვავე ორგანოს უნარი რადიაციული შეიძლება იყოს სწორად, მხოლოდ ვარაუდობენ, რომ რადიკალურ ენერგია ემიტირებული და შთანთქავს ორგანოების მიერ მუდმივად, მაგრამ discretely, i.e. ცალკეული ნაწილი - Quanta. ამავე დროს ენერგია ე. თითოეული ასეთი ნაწილი უკავშირდება რადიაციული სიხშირე თანაფარდობით პლანკის განტოლებები:

თავად ფიქრი დიდი ხანია მიიჩნევს, რომ Quanta- ს მიერ სინათლის ემისიისა და შთანთქმის არის საკუთრების ობიექტების ქონება და არა რადიაცია, რომელსაც შეუძლია ენერგია და, შესაბამისად, შეიძლება შეიწოვება მუდმივად. თუმცა, 1905 წელს აინშტაინიფოტოელექტრონული ეფექტის ფენომენის ანალიზი, დასკვნამდე მივიდა, რომ ელექტრომაგნიტური (გაცისკროვნებული) ენერგია მხოლოდ კვარტას სახით არსებობს და, შესაბამისად, რადიაცია არის განუყოფელი "ნაწილაკების" (ფოტონების "(ფოტონების) ნაკადი, რომელთა ენერგიაც არის განისაზღვრება პლანკის განტოლება.

ფოტოელექტრული ეფექტი მას ეწოდება Electron Metal- ის ემისია სინათლის მოქმედების ქვეშ. ეს ფენომენი 1888-1890 წლებში დეტალურად იყო შესწავლილი. ა. გ. თედელოვი. თუ ინსტალაცია ვაკუუმში და ემსახურება ფირფიტაზე მ. უარყოფითი პოტენციალი, შემდეგ კი ჯაჭვის არ იქნება დაცული, რადგან არ არის ბრალი ნაწილაკები სივრცეში ფირფიტასა და ქსელში, რომელსაც შეუძლია ელექტროგადამცემი. მაგრამ როდესაც ფირფიტა განათებულია, სინათლის წყარო, გალვანომეტრი გამოავლენს მიმდინარე (ე.წ. ფოტოკორტე), რომელთა მატარებლებს წარმოადგენს ელექტრონები, რომლებიც ლითონის სინათლისგან არიან.

აღმოჩნდა, რომ განათების ინტენსივობის ცვლილება, ლითონის ცვლილებებით, მხოლოდ ლითონის ცვლილებებით, I.e. დენის ფოტო. მაგრამ ლითონისგან თითოეული ელექტრონის მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია არ არის დამოკიდებული განათების ინტენსივობაზე და ეს მხოლოდ მაშინ შეიცვლება, როდესაც ლითონის ინციდენტის სიხშირე შეიცვალა. ეს არის ტალღის სიგრძის ზრდა (ანუ სიხშირის შემცირებით) ლითონის მცირდება ელექტრონების ენერგია, შემდეგ კი, თითოეული ლითონისთვის განსაზღვრული ტალღის სიგრძით, ფოტოფიკატი ქრება და არ არის ძალიან მაღალი განათების ინტენსივობა. ამდენად, როდესაც ნატრიუმის წითელი ან ნარინჯისფერი სინათლით განათებულია, ეს არ ჩანს ფოტო ეფექტი და იწყებს ელექტრონებს მხოლოდ ტალღის სიგრძეზე, 590 NM (ყვითელი სინათლე); ლითიუმში, ფოტო ეფექტი კი პატარა ტალღის სიგრძეზეა ნაპოვნი, დაწყებული 516 ნმ (მწვანე შუქი); და პლატინის ელექტრონების დარღვევა არ არის ხილული სინათლის მოქმედებით და იწყება მხოლოდ მაშინ, როდესაც პლატინა იწყება ულტრაიისფერი სხივებისგან.

ფოტელექტრული ეფექტის ეს თვისებები სრულიად აუხსნელია კლასიკური ტალღის სინათლის თვალსაზრისით, რომლის მიხედვითაც ეფექტი უნდა განისაზღვროს (მოცემული ლითონისთვის) მხოლოდ ლითონის ზედაპირის მიხედვით ენერგიის თანხის ოდენობით, მაგრამ არ უნდა იყოს დამოკიდებული ლითონის რადიაციის ტიპზე. თუმცა, იგივე თვისებები მიიღებს მარტივი და დამაჯერებელი ახსნა-განმარტებას, თუ ვივარაუდოთ, რომ რადიაცია შედგება ინდივიდუალური servings, photons საკმაოდ განსაზღვრული ენერგია.

სინამდვილეში, ლითონის ელექტრონი ლითონის ატომებს უკავშირდება, რათა მას გარკვეული ენერგიის ღირებულება აუცილებელია. თუ Photon- ს აქვს უფლება ენერგეტიკული რეზერვი (და ფოტონის ენერგია განისაზღვრება რადიაციული სიხშირით), ელექტრონი დაიწვა, დაფიქსირდება ფოტოელექტრო. ლითონის ურთიერთქმედების პროცესში Photon მთლიანად აძლევს თავის ელექტრონულ ენერგიას, რადგან ფოტონის ნაწილებად არ შეიძლება გაანადგურა. Photon Energy ნაწილობრივ მოხმარდება ელექტრონულ კომუნიკაციის ძალას ლითონის საშუალებით, ნაწილობრივ კინეტიკური მოძრაობის ენერგიის ელექტრონულად. აქედან გამომდინარე, ელექტრონის ელექტრონის მაქსიმალური კინეტიკური ენერგია არ შეიძლება იყოს უფრო მეტი ვიდრე Photon ენერგიის და ელექტრონული სავალდებულო ენერგია ლითონის ატომებით. აქედან გამომდინარე, ფოტონების რაოდენობის რაოდენობის გაზრდა დროის ერთეულს (ანუ განათების ინტენსივობის გაზრდისას), მხოლოდ ელექტრონულ აღმოჩენილი ელექტრონების რიცხვი გაიზრდება, რაც ხელს შეუწყობს ფოტოგალას, მაგრამ თითოეული ელექტრონების ენერგია არ გაიზრდება. იმ შემთხვევაში, თუ Photon Energy ნაკლებია, ვიდრე მინიმალური ენერგია, რომელიც აუცილებელია ელექტრონული შესვენებისათვის, ფოტოეფექტი არ შეინიშნება ლითონის ნებისმიერ ბარათზე, ანუ. ნებისმიერი განათების ინტენსივობით.

სინათლის კვანტური თეორია, განვითარებული აინშტაინიმას შეეძლო ახსნას არა მხოლოდ ფოტოელექტრული ეფექტის თვისებები, არამედ სინათლის ქიმიური მოქმედების ნიმუშები, მყარი სიმძლავრის სითბოს სიმძლავრის ტემპერატურის დამოკიდებულება და სხვა ფენომენი. აღმოჩნდა, რომ ძალიან სასარგებლო აღმოჩნდა იდეების განვითარებაში ატომებისა და მოლეკულების სტრუქტურის შესახებ.

სინათლის კვანტური თეორია შემდეგნაირად ჩანს, რომ ფოტონი არ არის გამანადგურებელი: ეს არის ორმხრივად მოკლედ, როგორც მთელ ლითონის ელექტრონულად, რომელიც ფირფიტაზეა. მთლიანობაში, ეს ურთიერთქმედებს ფოტოგრაფიული ფილმის ფოტოსურათი ნივთიერებით, რამაც თავისი ბნელი გარკვეული თვალსაზრისით, და ასე შემდეგ. ამ თვალსაზრისით, ფოტონი იქცევა ნაწილაკების მსგავსად, ანუ. გვიჩვენებს კორპუსკულური თვისებები. თუმცა, Photon აქვს ორივე ტალღა თვისებები: ეს გამოიხატება ტალღის ხასიათი გავრცელების სინათლის, უნარი photon ჩარევა და დიფრაქცია. ფოტონი განსხვავდება ნაწილაკებისაგან ამ ტერმინის კლასიკურ გაგებაში, იმ ფაქტზე, რომ მისი ზუსტი პოზიცია სივრცეში, ისევე როგორც ნებისმიერი ტალღის ზუსტი პოზიცია, არ შეიძლება მითითებული. მაგრამ ეს განსხვავდება "კლასიკური" ტალღისგან - ნაწილობრივ გაზიარების უუნარობა. კორპუსკულური და ტალღის თვისებების შერწყმა, ფოტონი არ არის, მკაცრად ლაპარაკი, არც ნაწილაკი და არც ტალღა არ არის კორპუსკულური ტალღის ორმაგი.

პირველი ინფორმაცია კომპლექსის შესახებ atom სტრუქტურა სითხეების მეშვეობით ელექტროენერგიის მიმდინარეობის პროცესების შესწავლისას მოიპოვა. XIX საუკუნის ოცდამეხშანში. გამოჩენილი ფიზიკის ექსპერიმენტები M. Faraday ენიჭება იდეას, რომ ელექტროენერგია არსებობს ცალკე ერთეულის ბრალდებით.

გარკვეული ელემენტების ატომების სპონტანური decay- ის აღმოჩენა, რადიოაქტიურობას, ატომის სტრუქტურის სირთულის პირდაპირი მტკიცებულება გახდა. 1902 წელს, ინგლისელმა მეცნიერებმა ერნესტ რუტერფორდმა და ფრედერიკ სოდდმა დაამტკიეს, რომ რადიოაქტიური ვარდნის ქვეშ, ურანის ატომი ორ ატომზეა - თორიუმის ატომს და ჰელიუმის ატომს. ეს იმას ნიშნავდა, რომ ატომები არ არის უცვლელი, ინტენსიური ნაწილაკები.

Rutford- ის მოდელის ატომი

ნივთიერების თხელი ფენების მეშვეობით ალფა ნაწილაკების ვიწრო სხივების შესწავლა, რუტერფორდმა აღმოაჩინა, რომ ალფა ნაწილაკების უმრავლესობა ლითონის კილიტაა, რომელიც შედგება ატომებისგან ათასობით ფენის სიმრავლისგან, თავდაპირველი მიმართულებით, თითქოს არ იყო დაბრკოლებები. თუმცა, ზოგიერთი ნაწილაკები დიდი კუთხით, რომელმაც დიდი ძალების ეფექტი განიცადა.

ექსპერიმენტების შედეგების საფუძველზე ნივთიერებაში ალფა ნაწილაკების გავრცელების შესახებ ექსპერიმენტების შედეგების საფუძველზე Rutherford შემოთავაზებული პლანეტარული მოდელი Atom სტრუქტურა.ამ მოდელის მიხედვით ატომის სტრუქტურა მზის სისტემის სტრუქტურის მსგავსია.თითოეულ ატომის ცენტრში აქვს დადებითად ბრალი ბირთვისრადიუსი ≈ 10 -10 მ მსგავსი პლანეტების მიმართვა უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები.თითქმის მთელი მასის ფოკუსირებულია ატომური ბირთვი. Alpha ნაწილაკების შეიძლება მოხდეს გარეშე გაფანტული ათასობით ფენების ატომების იმდენად, რამდენადაც სივრცეში სივრცეში შიგნით ატომები ცარიელია და შეჯახების სინათლის ელექტრონები თითქმის არ იმოქმედებს მოძრაობის მძიმე ალფა ნაწილაკების. ალფა ნაწილაკების გაფანტვა ხდება ატომური ბირთვებით.

RangeFord- ის ატომის მოდელი ვერ ახსნა ატომების ყველა თვისებას.

კლასიკური ფიზიკის კანონების თანახმად, წრიული ორბიტებით მიმართა დადებითად დამუხტული ბირთვებისა და ელექტრონების ატომს ელექტრომაგნიტური ტალღების გამოყოფა. ელექტრომაგნიტური ტალღების რადიაციული უნდა გამოიწვიოს კერნელი ელექტრონების სისტემაში პოტენციური ენერგიის რეზერვის შემცირების შემცირება, ელექტრონულ ორბიტაზე რადიუსში თანდათანობითი შემცირება და ბირთვის ელ.ფოსტის წვეთი. თუმცა, ატომებს, როგორც წესი, არ აძლევენ ელექტრომაგნიტურ ტალღებს, ელექტრონები არ იშლება ატომური ბირთვზე, ანუ ატომები სტაბილურია.

კვანტური პოსტულატები N. Bora

ატომების მდგრადობის ახსნას Niels bor. მან შესთავაზა მიტოვებას ჩვეულებრივი კლასიკური იდეები და კანონები ატომების თვისებების განმარტებით.

ატომების ძირითადი თვისებები იღებს შვილად აყვანის საფუძველზე თანმიმდევრული თვისებრივი ახსნა-განმარტებას კვანტური პოსტულატები N. Bohr.

1. Electron rotates გარშემო Kernel მხოლოდ მკაცრად განსაზღვრული (სტაციონარული) წრიული ორბიტებით.

2. ატომური სისტემა შეიძლება მხოლოდ გარკვეულ სტაციონარულ ან კვანტურ ქვეყნებში განთავსდეს, რომელთაგან თითოეული შეესაბამება გარკვეულ ენერგიას E. Atom- ს სტაციონარულ ქვეყნებში ენერგეტიკულ ენერგიას არ იყენებს.

სტაციონარული მდგომარეობა Atom ენერგიის მინიმალური რეზერვებით მოუწოდა ძირითადი მდგომარეობა, ყველა სხვა სახელმწიფო ეწოდება აღფრთოვანებული (კვანტური) სახელმწიფოები.მთავარ მდგომარეობაში, ატომი შეიძლება დიდხანს იყოს უსასრულოდ, ატომის ცხოვრება აღფრთოვანებული სახელმწიფოში 10 -910 -7 წამში გრძელდება.

3. რადიაცია ან ენერგეტიკული შთანთქმის ხდება მხოლოდ მაშინ, როდესაც ატომური გარდამავალი ერთი სტაციონარული სახელმწიფოს სხვა. ელექტრომაგნიტური რადიაციის კვანტური ენერგიის ენერგია ენერგეტიკის მქონე ენერგიით მ.ენერგეტიკის მდგომარეობაში და ნ.ორი კვანტური ატომის ენერგიის სხვაობა:

Δe \u003d e m - e n \u003d hv,

სად ვ. - რადიაციული სიხშირე, თ. \u003d 2PH \u003d 6.62 ∙ 10 -34 J ∙ S.

Atom- ის სტრუქტურის კვანტური მოდელი

მომავალში, N. Bora თეორიის ზოგიერთი დებულება დაემატა და rethought. ყველაზე მნიშვნელოვანი ცვლილება იყო ელექტრონული ღრუბლის კონცეფციის დანერგვა, რომელმაც შეცვალა ელექტრონული კონცეფცია მხოლოდ ნაწილაკად. მოგვიანებით, ბოროს თეორია შეიცვალა კვანტური თეორია, რომელიც ითვალისწინებს ელექტრონის ტალღის თვისებებს და სხვა ელემენტარულ ნაწილაკებს ატომის შექმნას.

საფუძველი ატომის შენობის თანამედროვე თეორიაარის პლანეტარული მოდელი, დაემატა და გაუმჯობესდა. ამ თეორიის თანახმად, Atom Core შედგება პროტონებისგან (დადებითად დამუხტული ნაწილაკები) და ნეირონები (არა ნაწილაკების ბრალდებით). და ელექტრონები (უარყოფითად ბრალი ნაწილაკები) გადაადგილდებიან კერნელის გარშემო გაურკვეველი ტრაექტორიაზე.

აქვს კითხვები? გაინტერესებთ მეტი Atom Build მოდელები?
მასწავლებლის მისაღებად დახმარება - რეგისტრაცია.
პირველი გაკვეთილი თავისუფალია!

საჭიროა ორიგინალური წყაროს მატერიალური მითითების სრული ან ნაწილობრივი კოპირება.

Atom- ის პლანეტარული მოდელი 1910 წელს E. Rutherford- მა შესთავაზა. ატომის სტრუქტურის პირველი კვლევები მათ მიერ ალფა ნაწილაკების გამოყენებით. ექსპერიმენტებში მიღებული შედეგების საფუძველზე, რუტერფორდმა განაცხადა, რომ მთელი პოზიტიური ატომის ბრალდება თავის ცენტრში პატარა ბირთვის ყურადღებას ამახვილებს. მეორეს მხრივ, უარყოფითად დამუხტული ელექტრონები გადანაწილებულია დანარჩენი მისი მოცულობით.

პატარა წინაისტორია

პირველი ingenious ვხვდები შესახებ ატომების არსებობის შესახებ ძველი ბერძენი მეცნიერის დემოკრატიის მიერ. მას შემდეგ, ატომების არსებობის იდეა, რომლის კომბინაციები, რომლებიც ჩვენს ირგვლივ ყველა ნივთიერებას აძლევენ, არ დატოვებენ მეცნიერების ხალხის ფანტაზიას. პერიოდულად, სხვადასხვა წარმომადგენლებმა მიმართა, მაგრამ XIX საუკუნის დასაწყისამდე მათი მშენებლობა მხოლოდ ჰიპოთეზები იყო, რომელიც არ არის მხარდაჭერილი გამოცდილი მონაცემებით.

საბოლოოდ, 1804 წელს, ატომის პლანეტარული მოდელის ასამდე ასზე მეტი წლით ადრე, ინგლისურმა მეცნიერმა ჯონ დელტონმა წარმოადგინა თავისი არსებობის მტკიცებულება და გააცნო ატომური წონის კონცეფცია, რომელიც პირველი რაოდენობრივი დამახასიათებელი იყო. მისი წინამორბედების მსგავსად, ის ატომებს წარმოადგენდა მყარი ბურთების მსგავსად, რომელიც არ შეიძლება იყოფა პატარა ნაწილაკებს.

ელექტრონის გახსნა და ატომის პირველი მოდელი

თითქმის საუკუნის გავიდა, როდესაც საბოლოოდ, მე -19 საუკუნის ბოლოს, ინგლისელ ჯ. ჯ. თომსონმა ასევე გახსნა პირველი სუბატომიური ნაწილაკი, უარყოფითად დამუხტული ელექტრონული. მას შემდეგ, რაც ატომები ელექტრონულად ნეიტრალურია, თომსონი ფიქრობდა, რომ ისინი უნდა იყვნენ დადებითად დამუხტული ბირთვი ელექტრონებით მოცულობით. ექსპერიმენტულად მიღებული სხვადასხვა შედეგების საფუძველზე, 1898 წელს შესთავაზა თავისი მოდელის ატომის მოდელი, უწოდა "Puddding Plumding", რადგან ატომში ის გამოჩნდა იმ სფეროში, რომელიც ივსებოდა ზოგიერთ დადებითად გადახდილი სითხე, რომელშიც ელექტრონები შემოღებულ იქნა " Plums in pudding. " ასეთი სფერული მოდელის რადიუსი იყო დაახლოებით 10 -8 სმ. სითხის სრული დადებითი ბრალდება სიმეტრიულად და თანაბრად დაბალანსებულია ელექტრონების უარყოფით ბრალდებით, როგორც ეს ნაჩვენებია ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

ეს მოდელი დამაკმაყოფილებლად განმარტავს იმ ფაქტს, რომ როდესაც მწვავე ნივთიერება, ის იწყებს სინათლეს. მიუხედავად იმისა, რომ ეს იყო პირველი მცდელობა იმის გაგება, თუ რა ატომი არის, ის ვერ აკმაყოფილებდა ექსპერიმენტების შედეგებს, რომლებიც მოგვიანებით რუტერფორდსა და სხვებს გააკეთეს. 1911 წელს თომსონი დათანხმდა, რომ მისი მოდელი უბრალოდ ვერ უპასუხა, როგორ და რატომ არის ექსპერიმენტებში α- სხივების გაფანტვა. აქედან გამომდინარე, ის დარჩა, ხოლო ატომის უფრო მოწინავე პლანეტარული მოდელი მოვიდა.

როგორ არის ატომი ჯერ კიდევ მოწყობილი?

ერნესტ რუტფორდმა რადიოაქტივის ფენომენის ახსნა მისცა, რომელმაც მას ნობელის პრემია მოუტანა, მაგრამ მეცნიერებისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანი წვლილი მოგვიანებით გაკეთდა, როდესაც მან აღმოაჩინა, რომ ატომი შედგება ელექტრონების ორბიტაზე, ისევე როგორც მზე გარშემორტყმული პლანეტები.

ატომის პლანეტარული მოდელის მიხედვით, მისი მასების უმრავლესობა კონცენტრირებულია პატარაში (საერთო ატომის ზომაზე) ბირთვის. ელექტრონები გადაადგილდებიან კერნელის გარშემო, რომელიც წარმოუდგენელია, მაგრამ ატომების მოცულობის უმრავლესობა ამ ცარიელი სივრცეშია.

ბირთვების ზომა იმდენად მცირეა, რომ მისი დიამეტრი 100,000-ჯერ ნაკლებია, ვიდრე ატომზე. კერნელი დიამეტრი შეაფასა რუტერფორდმა, როგორც 10 -13 სმ, Atom- ის ზომა - 10-8 სმ. კერნელის გარეთ, ელექტრონები მაღალი სიჩქარით მოძრაობენ, რის შედეგადაც ცენტრიდანული ძალები, რომლებიც დაბალანსებულნი არიან ელექტროსტატიკური ძალებისგან პროტონებსა და ელექტრონებს შორის მოზიდვა ხდება.

Runford ექსპერიმენტები

Atom- ის პლანეტარული მოდელი 1911 წელს წარმოიშვა, ცნობილი ექსპერიმენტის შემდეგ ოქროს კილიტა, რომელმაც შესაძლებელი გახადა თავისი სტრუქტურის შესახებ გარკვეული ფუნდამენტური ინფორმაციის მიღება. Rutherford- ის გზა ატომური ბირთვის გახსნისას მეცნიერების შემოქმედების როლის კარგი მაგალითია. მისი ჩხრეკა 1899 წელს დაიწყო, როდესაც მან აღმოაჩინა, რომ ზოგიერთი ელემენტები დადებითად ბრალი ნაწილაკების, რომ შეიძლება შეაღწიოს არაფერი. მან ალფა (α) ნაწილაკების ნაწილაკების ნაწილაკები მოუწოდა (ახლა ჩვენ ვიცით, რომ ისინი ჰელიუმის კერნები იყვნენ). ყველა კარგი მეცნიერის მსგავსად, რუტერფორდი იყო საინტერესო. მან დაინტერესდა, თუ ალფა ნაწილაკები შეიძლება გამოყენებულ იქნას ატომის სტრუქტურის გასარკვევად. Rutherford გადაწყვიტა სამიზნე ალფა ნაწილაკების სხივი ფურცელი ძალიან თხელი ოქროს კილიტა. მან აირჩია ოქრო, რადგან მას შეუძლია მიიღოს ფურცლები ერთად სისქე მხოლოდ 0.00004 სმ. უკან ოქროს კილიტა, მან დააყენა ეკრანზე, რომ glowed როდესაც Alpha ნაწილაკების მოხვდა იგი. იგი გამოყენებული იყო ალფა ნაწილაკების გამოვლენის შემდეგ კილიტა. ეკრანზე პატარა სლოტი ალფა ნაწილაკების სხივზე დაშვებულია წყაროს გასასვლელად. ზოგიერთი მათგანი უნდა გაიაროს კილიტა და გააგრძელოს იმავე მიმართულებით გადაადგილება, მათგან სხვა ნაწილმა უნდა წარმოადგინოს კილიტა და აისახება მწვავე კუთხით. თქვენ შეგიძლიათ იხილოთ ექსპერიმენტული სქემა ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

რა მოხდა რუტერფორდის გამოცდილებაში?

J.J. Thomson- ის ატომის მოდელის მიხედვით, რუტერფორდი მიიჩნევს, რომ დადებითი მუხლის მყარი ტერიტორიები, ოქროს ატომების მთლიანი მოცულობის შევსება, ყველა ალფა ნაწილაკების ტრაექტორია, როდესაც ისინი კილიტა გადიან.

თუმცა, ალფა ნაწილაკების დიდი უმრავლესობა ოქროს კილიტა გავიდა, თითქოს ეს არ იყო. როგორც ჩანს, ისინი გადიან ცარიელი სივრცეში. მხოლოდ რამდენიმე მათგანი გადაუხვევს პირდაპირ გზას, როგორც დასაწყისში. ქვემოთ არის გრაფიკი დამოკიდებულება რაოდენობის ნაწილაკების მიმოფანტული შესაბამისი მიმართულებით, საწყისი გაფანტული კუთხე.

გასაკვირია, რომ ნაწილაკების პატარა პროცენტული მაჩვენებელი ფილიალიდან დაბრუნდა, როგორც კალათბურთის ფარი. რუტერფორდი მიხვდა, რომ ეს გადახრები ალფა ნაწილაკებს შორის პირდაპირი შეჯახების შედეგია და ატომის დადებითად დააკისროს კომპონენტებს.

კერნელი ცენტრალურ ადგილს იკავებს

ფილიალიდან აისახა ალფა ნაწილაკების უმნიშვნელო პროცენტზე დაყრდნობით, შეიძლება დაასკვნა, რომ მთელი დადებითი მუხტი და ატომის თითქმის მთელი მასა აქცენტს აკეთებს ერთ პატარა რეგიონში და დანარჩენ ატომში ძირითადად ცარიელი სივრცეა . Rutherford მოუწოდა ფართობი კონცენტრირებული დადებითი ბრალდებით Core. მან იწინასწარმეტყველა და მალე აღმოაჩინა, რომ იგი შეიცავს დადებითად ბრალი ნაწილაკებს, რომლებიც პროტებს უწოდებენ. Rutherford- მა იწინასწარმეტყველა ნეიტრალური ატომური ნაწილაკების არსებობა, რომელსაც ნეიტრონებს უწოდებდნენ, მაგრამ მათ ვერ აღმოაჩინეს. მიუხედავად ამისა, მისი სტუდენტი ჯეიმს ჩადვიკი რამდენიმე წელიწადში გაიხსნა. ქვემოთ მოყვანილი ფიგურა გვიჩვენებს ურანის ატომის ბირთვულ სტრუქტურას.

ატომები შედგება დადებითად დამონტაჟებული მძიმე ბირთვებით, რომლებიც გარშემორტყმულია მათ გარშემო მბრუნავი უკიდურესად მსუბუქი ნაწილაკების ელექტრონებით, ხოლო ასეთ სიჩქარეს, რომ მექანიკური ცენტრიდანული ძალები უბრალოდ დაბალანსებულნი არიან ბირთვზე და ატომის სტაბილურობას.

ამ მოდელის უარყოფითი მხარეები

Rostford- ის მთავარი იდეა მცირე ზომის ატომური ბირთვების იდეას გულისხმობდა. ელექტრონული ორბიტების ვარაუდი იყო სუფთა ჰიპოთეზა. მან ზუსტად არ იცის, სად და როგორ ელექტრონები ბრუნდება კერნელის გარშემო. აქედან გამომდინარე, რუტერფორდის პლანეტარული მოდელი არ ახსნის ორბიტებში ელექტრონების განაწილებას.

გარდა ამისა, RangeFord Atom- ის სტაბილურობა შესაძლებელი იყო მხოლოდ ორბიტაზე ელექტრონების უწყვეტი გადაადგილებით, კინეტიკური ენერგიის დაკარგვის გარეშე. მაგრამ ელექტროდინამიკური გათვლები აჩვენა, რომ ელექტრონების მოძრაობა ნებისმიერი curvilinear ტრაექტორიის მიხედვით, რომელსაც თან ახლავს სიჩქარის ვექტორული მიმართულებით ცვლილება და შესაბამისი აჩქარების გამოჩენა, აუცილებლად თან ახლავს ელექტრომაგნიტური ენერგიის ემისიას. ამავდროულად, ენერგიის კონსერვაციის კანონის თანახმად, ელექტრონის კინეტიკური ენერგია უნდა სწრაფად გაატარონ რადიაციისთვის და ის უნდა დაეცემა ბირთვის, როგორც სქემატურად ნაჩვენები ქვემოთ მოცემულ ფიგურაში.

მაგრამ ეს არ ხდება, რადგან ატომები სტაბილური ფორმირებებია. იგი წარმოიშვა მეცნიერებათა წინააღმდეგობაზე ფენომენის მოდელზე და გამოცდილი მონაცემებით.

მდებარეობა Rutherford to Niels Bor

1913 წელს ატომური ისტორიის მომდევნო მნიშვნელოვანი ნაბიჯი გადადგა, როდესაც დანიის მეცნიერმა Niels Bor- მა გამოაქვეყნა უფრო დეტალური ატომის მოდელის აღწერა. იგი უფრო ნათლად განსაზღვრულია, სადაც ელექტრონები შეიძლება განთავსდეს. მიუხედავად იმისა, რომ მოგვიანებით მეცნიერები უფრო დახვეწილი ატომური სტრუქტურების განვითარებას შეძლებენ, მაგრამ ბორის ატომის პლანეტარული მოდელი ძირითადად სწორია და ის ჯერ კიდევ არ არის მიღებული. მას ჰქონდა მრავალი სასარგებლო პროგრამა, მაგალითად, მისი დახმარებით, ახსენით სხვადასხვა ქიმიური ელემენტების თვისებები, მათი რადიაციის სპექტრის ხასიათი და ატომის სტრუქტურა. პლანეტარული მოდელი და Bora მოდელი იყო ყველაზე მნიშვნელოვანი ეტაპები, რომ აღინიშნა წარმოქმნას ახალი მიმართულებით ფიზიკა - Micro ფიზიკა. Bor მიიღო ნობელის პრემიის 1922 წელს ფიზიკის მისი წვლილი ჩვენი გაგება Atom სტრუქტურა.

რა ახალი მოიტანა ბორის ატომის მოდელში?

კიდევ ერთი ახალგაზრდა კაცი, რომელიც ინგლისში რუტერფორდის ლაბორატორიაში მუშაობდა. მას შემდეგ, რაც ელექტრონების კონცეფცია ცუდად მუშაობდა რუტერფორდის მოდელში, მათზე ორიენტირებული. შედეგად, ატომის პლანეტარული მოდელი მნიშვნელოვნად გაუმჯობესდა. BOHR- ის პოსტულატები, რომელიც მან 1913 წელს გამოქვეყნდა "ატომებისა და მოლეკულების სტრუქტურის შესახებ", განაცხადა:

1. ელექტრონებს შეუძლიათ გადაადგილება კერნელის მხოლოდ ფიქსირებული მანძილიდან, რომელიც განსაზღვრავს ენერგიის რაოდენობას, რომელსაც მათ აქვთ. მან ეს ფიქსირებული დონის ენერგეტიკული დონის ან ელექტრონულ ჭურვებს უწოდა. Bor წარმოადგენს მათ კონცენტრულ სფეროს სახით, თითოეული მათგანის ცენტრში ბირთვის. ამავდროულად, ელექტრონებს ნაკლებად ენერგია ექნება ქვედა დონეზე, უფრო ახლოს ბირთვის. იგივე მათგანი, ვისაც მეტი ენერგია აქვს უფრო მაღალ დონეზე, კერნელისგან.

2. თუ ელექტრონი შთანთქავს ზოგიერთს (საკმაოდ განსაზღვრავს ამ დონისთვის) ენერგიის ოდენობას, შემდეგ კი მომდევნო, მაღალ ენერგეტიკულ დონეზე მიდის. და პირიქით, თუ მან დაკარგა იგივე ენერგია, ის დაბრუნდება თავდაპირველ დონეზე. თუმცა, ელექტრონი არ არსებობს ორ ენერგეტიკულ დონეზე.

ეს იდეა ილუსტრირებულია ნიმუში.

ენერგეტიკული ნაწილი ელექტრონებისთვის

Boron Atom მოდელი ფაქტობრივად ორი განსხვავებული იდეების კომბინაციაა: კერნელის ირგვლივ ელექტრონებთან ერთად Refordford- ის ატომური მოდელი (არსებითად ეს არის Bora RangeFord Atom- ის პლანეტარული მოდელი) და გერმანიის მეცნიერის მაქს პლანკის იდეები ენერგეტიკის შესახებ 1901 წელს გამოქვეყნებული ნივთიერების ოდენობა. კვანტური (მრავლობითი - კვალთ) არის მინიმალური ოდენობა ენერგია, რომელიც შეიძლება შეიწოვება ან გამოსწორება ნივთიერება. ის არის ერთგვარი ნაბიჯი ენერგიის თანხის შერჩევისას.

თუ ენერგია შედარებით წყლით და გსურთ დაამატოთ ეს საკითხი მინის სახით, თქვენ უბრალოდ არ შეგიძლიათ დაასხით წყალი უწყვეტი თვითმფრინავით. ამის ნაცვლად, თქვენ შეგიძლიათ დაამატოთ იგი მცირე რაოდენობით, მაგალითად, კოვზი. Bor სჯეროდა, რომ თუ ელექტრონებს შეეძლოთ შეიწოვება ან დაკარგოს მხოლოდ ფიქსირებული რაოდენობით ენერგია, მაშინ მათ უნდა იცვლებოდეს მხოლოდ მათი ენერგია მხოლოდ ამ ფიქსირებული თანხებით. ამდენად, მათ შეუძლიათ მხოლოდ გერმანიის გარშემო ფიქსირებული ენერგეტიკული დონის ოკუპაცია, რაც შეესაბამება მათი ენერგიის რაოდენობრივ გაზრდას.

ასე რომ BOHR მოდელიდან იზრდება კვანტური მიდგომა ახსნა, რომელიც წარმოადგენს ატომის სტრუქტურას. პლანეტარული მოდელი და Bora მოდელი იყო თავისებური ნაბიჯები კლასიკური ფიზიკის კვანტური, რომელიც ძირითადი ინსტრუმენტი ფიზიკის micromyr, მათ შორის ატომური ფიზიკა.