Atomski model Thomsonovih lastnosti, eksperimenti, postulati



The Thomsonov atomski model je bila priznana v svetu, ker je dala prvo svetlobo o konfiguraciji protonov in elektronov v strukturi atoma. S tem predlogom je Thomson predlagal, da so atomi enotni in vsebujejo pozitivni naboj na homogen način, z naključnimi inleji elektronov znotraj vsakega atoma..

Da bi to opisal, je Thomson primerjal svoj model s pudingom. Ta primerjava je bila kasneje uporabljena kot alternativno ime modela. Zaradi številnih nedoslednosti (teoretičnih in eksperimentalnih) o porazdelitvi električnih nabojev v atomu, je bil Thomsonov model zavržen leta 1911.

Indeks

  • 1 Izvor
  • 2 Značilnosti
  • 3 Eksperimenti za razvoj modela
    • 3.1 Katodne žarke
    • 3.2 Razvoj v preiskavi
    • 3.3 Ponovitev poskusa
  • 4 Postulati
  • 5 Sporni model
  • 6 Omejitve
    • 6.1 Preiskave Rutherfoda
    • 6.2 Nov predlog
  • 7 Predpisi
  • 8 Reference

Izvor

Ta atomski model je leta 1904 predlagal angleški znanstvenik Joseph John "J.J." Thomson z namenom, da pojasni sestavo atomov, ki temeljijo na pojmih, ki smo jih do takrat spoznali..

Poleg tega je bil Thomson odgovoren za odkritje elektrona konec 19. stoletja. Omeniti je treba, da je bil Thomsonov atomski model predlagan kmalu po odkritju elektrona, vendar pred poznavanjem obstoja atomskega jedra..

Zato je bil predlog sestavljen iz razpršene konfiguracije vseh negativnih nabojev v atomski strukturi, ki je bila sestavljena iz enotne mase pozitivnega naboja..

Funkcije

- Atom je nevtralen naboj.

- Obstaja vir pozitivnega naboja, ki nevtralizira negativni naboj elektronov.

- Ta pozitivni naboj je enakomerno porazdeljen v atomu.

- V Thomsonovih besedah ​​so "negativno elektrificirane krvne celice" - to so elektroni - vsebovane v enotni masi pozitivnega naboja.

- Elektroni lahko prosto izhajajo iz atoma.

- Elektroni so imeli stabilne orbite, argument, ki temelji na Gaussovem zakonu. Če bi se elektroni premikali skozi pozitivno "maso", bi bile notranje sile znotraj elektronov uravnotežene s pozitivnim nabojem, ki je bil samodejno ustvarjen okoli orbite..

- Thomsonov model je bil popularno znan v Angliji kot model pudinga, ker je bila porazdelitev elektronov, ki jo je predlagal Thomson, podobna razporeditvi sliv v omenjeno sladico..

Eksperimenti za razvoj modela

Thomson je izvedel več testov s katodnimi cevmi, da bi preveril lastnosti subatomskih delcev in položil temelje njegovega modela. Katodne cevi so steklene cevi, katerih vsebnost zraka je skoraj v celoti izpraznjena.

Te cevi so elektrificirane z baterijo, ki polarizira cev tako, da ima konec negativnega naboja (katodo) in pozitivno naelektren konec (anoda)..

Prav tako so z obeh strani zatesnjeni in so izpostavljeni visokim napetostnim nivojem z elektrifikacijo dveh elektrod, nameščenih na katodi naprave. Ta konfiguracija inducira kroženje žarka delcev od katode do cevne anode.

Katodne žarke

Obstaja izvor imena te vrste orodja, saj se imenujejo katodni žarki zaradi izhodne točke delcev znotraj cevi. Z barvanjem anode cevi z materialom, kot je fosfor ali svinec, se na pozitivnem koncu generira reakcija, ko trk delcev trči z njim.

V svojih poskusih je Thomson določil odstopanje žarka na svoji poti od katode do anode. Kasneje je Thomson poskušal potrditi lastnosti teh delcev: v bistvu električni naboj in reakcijo med njimi.

Angleški fizik je postavil dve električni plošči z nasprotnim nabojem na zgornjem in spodnjem koncu cevi. Zaradi te polarizacije je bil žarek preusmerjen proti pozitivno naelektreni plošči, nameščeni na zgornji postaji.

Na ta način je Thomson pokazal, da je bil katodni žarek sestavljen iz negativno nabitih delcev, ki so bili zaradi nasprotnega naboja privlačeni proti pozitivno nabitim ploščam..

Razvoj na področju raziskav

Thomson je razvil svoje predpostavke in po tej ugotovitvi postavil dva magneta na obe strani cevi. Ta vključitev je vplivala tudi na nekatera odstopanja katodnega žarka.

Z analizo povezanega magnetnega polja je Thomson lahko določil razmerje med maso in nabojem subatomskih delcev in ugotovil, da je masa vsakega subatomskega delca zanemarljiva v primerjavi z atomsko maso..

J.J. Thomson je ustvaril napravo, ki je potekala pred izumom in popolnostjo tistega, kar je danes znano kot masni spektrometer.

Ta naprava opravlja precej natančno merjenje razmerja med maso in nabojem ionov, kar daje zelo koristne informacije za določitev sestave elementov, ki so prisotni v naravi..

Ponovitev poskusa

Thomson je izvedel isti poskus večkrat, pri čemer je spremenil kovine, ki jih je uporabil za postavitev elektrod v katodno cev..

Končno je ugotovil, da so lastnosti žarka ostale konstantne, ne glede na material, ki se uporablja za elektrode. To pomeni, da ta dejavnik ni bil odločilen za izvedbo poskusa.

Thomsonove študije so bile zelo koristne za razlago molekularne strukture nekaterih snovi, pa tudi za oblikovanje atomskih vezi.

Postulate

Thomsonov model je združil v eni izjavi ugodne zaključke britanskega znanstvenika Johna Daltona o atomski strukturi in nakazal na prisotnost elektronov znotraj vsakega atoma..

Poleg tega je Thomson izvedel več študij o protonih v neonskem plinu in tako dokazal električno nevtralnost atomov. Pozitivni naboj na atomu pa je bil predlagan kot enotna masa in ne kot delci.

Thomsonov eksperiment s katodnimi žarki je omogočil objavo naslednjih znanstvenih postulatov:

- Katodni žarek sestavljajo subatomski delci negativnega naboja. Thomson je te delce sprva opredelil kot "krvne celice".

- Masa vsakega subatomskega delca je samo 0,0005-krat večja od mase vodikovega atoma.

- Ti subatomski delci se nahajajo v vseh atomih vseh elementov Zemlje.

- Atomi so električno nevtralni; to pomeni, da je negativni naboj "krvnih celic" izenačen s pozitivnim nabojem protonov.

Sporni model

Thomsonov atomski model se je v znanstveni skupnosti izkazal za zelo kontroverznega, saj je nasprotoval Daltonovemu atomskemu modelu.

Slednji je trdil, da so atomi nedeljive enote kljub kombinacijam, ki se lahko ustvarijo med kemičnimi reakcijami.

Tako Dalton ni razmišljal o obstoju subatomskih delcev - kot so elektroni - znotraj atomov.

Nasprotno pa je Thomson našel nov model, ki je omogočil alternativno razlago atomske in subatomske sestave po odkritju elektrona..

Atomski model Thomsona se je hitro pokazal v primerjanju s priljubljeno angleško sladico "slivov puding". Masa pudinga simbolizira celosten pogled na atom in slive predstavljajo vsakega od elektronov, ki tvorijo atom..

Omejitve

Model, ki ga je predlagal Thomson, je takrat užival veliko popularnost in sprejemljivost ter je služil kot izhodišče za raziskavo atomske strukture in natančnejšo nastavitev povezanih podrobnosti..

Glavni vzrok za sprejetje modela je, kako dobro se je prilagodil opazovanjem Thomsonovih eksperimentov z katodnimi žarki.

Vendar pa je model imel pomembne možnosti za izboljšave, da bi razložil porazdelitev električnih nabojev znotraj atoma, tako pozitivne kot negativne naboje.

Preiskave Rutherfoda

Kasneje, v desetletju 1910, je znanstvena šola pod vodstvom Thomsona nadaljevala z raziskavami o modelih atomske strukture..

Tako je Ernest Rutherford, nekdanji študent Thomsona, določil omejitve Thomsonovega atomskega modela v družbi britanskega fizika Ernesta Marsdena in nemškega fizika Hansa Geigera..

Trio znanstvenikov je izvedel več poskusov z alfa (α) delci, to je ioniziranimi jedri molekul 4He, brez elektronskega pokrova okoli njih..

Ta vrsta delcev je sestavljena iz dveh protonov in dveh nevtronov, zato prevladuje pozitivni naboj. Alfa delci nastajajo v jedrskih reakcijah ali z eksperimenti z radioaktivnim razpadom.

Rutherford je izdelal ureditev, ki je omogočala ocenjevanje obnašanja alfa delcev pri prehodu trdnih snovi, kot so npr..

Pri analizi poti je bilo ugotovljeno, da so nekateri delci pri prodiranju v zlatih listih predstavljali kot odklona. V drugih primerih je bil na udarnem elementu zaznan tudi rahel odskok.

Po raziskavah z alfa delci so Rutherfod, Marsden in Geiger nasprotovali Thomsonovemu atomskemu modelu in predlagali novo atomsko strukturo..

Nov predlog

Nasprotovanje Rutherforda in njegovih sodelavcev je bilo, da je atom sestavljalo majhno jedro z visoko gostoto, v katerem so bili okoli njega koncentrirani pozitivni naboji in obroč elektronov..

Odkritje atomskega jedra Rutherforda je prineslo s seboj nov zrak za znanstveno skupnost. Vendar pa je bil let kasneje tudi ta model preklican in nadomeščen z Borovim atomskim modelom.

Zanimivi izdelki

Atomski model Schrödingerja.

Atomski model Broglie.

Atomski model Chadwicka.

Atomski model Heisenberga.

Atomski model Perrina.

Atomski model Daltona.

Atomski model Diracovega Jordana.

Atomski model Demokrita.

Atomski model Bohra.

Reference

  1. Odkritje elektrona in jedra (s.f.). Vzpostavljeno iz: khanacademy.org
  2. J.J. Thomsonova atomska teorija in biografija (s.f.). Vzpostavljeno iz: thoughtco.com
  3. Sodobna atomska teorija: modeli (2007). Vzpostavljeno iz: abcte.org
  4. Thomsonov atomski model (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Vzpostavljeno iz: britannica.com
  5. Wikipedija, svobodna enciklopedija (2018). Atomski model Thomsona. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org
  6. Wikipedija, Prosta enciklopedija (2018). Model s pudingom. Vzpostavljeno iz: en.wikipedia.org