Rutherfordi aatomiline mudel
Kõik on näinud pruunide täidis. Eelnevalt arvati, et elektronid atomi sees on paiknud positiivse laenguga nagu pruunid pudingu sees. Teisisõnu, arvati, et positiivne laeng leidub kogu atoomi sees ja negatiivsed elektronid on sellel ebavõrdsete tihedusega paiknud, nagu pruunid pudingu sees. See atoomimudel on tuntud kui pruunide pudingu mudel. Selle mõistetu tutvustas J.J. Thomson, kes oli ka elektronide avastaja. Tema järgi pruunide pudingu mudeli põhjal on atoomi positiivne ja negatiivne laeng paiknud kogu atoomi keha sees ning atoomis ei tohi olla ühtegi koncentreeritud massi.
1899. aastal avastas Manchesteri Ülikooli Ernest Rutherford alfaosakeste, mis on positiivse laenguga heeliioni, mis väljastatakse radioaktiivsetest ainetest, nagu uraan. Need alfaosakesed tekitavad teravaid punkte, kui nad tabavad sink-sülfiidi kateekraani. Kuna atoomis ei ole ühtegi koncentreeritud massi, siis ennustati, et kui väheste metalli folioon alfaosakesed tabaksid, siis kõik sellised alfaosakesed läbiksid foliooni ilma suurema lõikumiseta oma liikumisteel.
Väike elektrilahter, mis areneb atoomides, ei saa osakese liikumist palju mõjutada. Seega ennustati, et võib olla vähem kui 1o lõikumine alfaosakete liikumisteel. See ennustus inspireeris Ernest Rutherfordit, et ta läks eksperimente tegema, et kontrollida pruunide pudingu atoomimudelit. Ta juhendas oma kolleege Ernest Marsdenit ja Hans Geigrit, et bombardaerida alfaosakestega väheste metalli folioon, et kontrollida seda ennustust. Nende juhendite järgi tegid Ernest Marsden ja Hans Geiger eksperimenti, mis muutis ajaloo. Nad paigutasid väga õhukeseks kuldafoolio ees alfaosakete pistooli. Samuti paigutasid nad sink-sülfiidi ekraani ümber kuldafolie, et vaadata teravaid punkte, mis tekivad, kui alfaosakesed tabavad seda. Nad tegid eksperimenti pimest ruumis. Nad märkasid, et kui ennustatud, siis alfaosakesed läbisid foliooni ja tabasid sink-sülfiidi ekraani foliooni taga.
Aga ekraanil olevate teravate punktide loendamisel avastasid nad ootamatut tulemust. Kõik alfaosakesed ei läbinud foliooni sirgjooneliselt, nagu oodatud. Väga väike protsent bombardeeritud alfaosakesi muutis oma liikumisteel foliooni läbimisel. Mitte ainult osakesed ei lükanud oma tee, vaid väga vähe neist pöördus otse allikasse või alfaosakete pistooli. Detsemendi uurimise järel esitasid Ernest Marsden ja Hans Geiger raporti Ernest Rutherfordile. Raporti lugedes ja uurides ennustas Rutherford teistsuguse mudeli atoomi kohta, mis on tuntud kui Rutherfordi atoomimudel.
Ta ennustas, et alfaosakesed, mis pöördusid otse allikasse, olid kokku puutunud palju raskemasse massiga ja see mass peaks olema positiivse laenguga. See avastati, et mõned lükatud alfaosakesed ei pöördunud tagasi, vaid neil oli väga suur lükatmise nurk. Erinevate lükatmise nurgade ja nendega lükatud osakete arvu jälgimisel ennustas, et positiivsed alfaosakesed on mõjutatud võrreldes suure positiivse laenguga. Ta väitis, et massi ja positiivse laengu koncentreerumine asuvad samas kohas atoomi sees ja see on atoomi keskel, mida ta nimetas atoomi tuumaks. Ta väitis ka, et välja arvatud keskmine tuumas on kogu ruum atoomis tühi.
See kuldafolie eksperimendi järel andis Rutherford reaalsemat atoomimudelit. Seda mudelit nimetatakse ka Tuumalise Atoomimudeli või Planeetliku Atoomimudeli. Seda mudelit antakse 1911. aastal. Rutherfordi Atoomimudeli järgi on peaaegu kogu atoomi mass koncentreeritud selle tuumas. See tuumas on positiivse laenguga ja selle ümber asuvad väikesed, negatiivse laenguga osakesed, mida nimetatakse elektronideks. Need elektronid piiritlevad tuuma ümber sama moodi, nagu planeedid piiritlevad päikese ümber planeedilahends. Seetõttu viitatakse sellele mudelile ka Planeetliku Atoomimudelina.
Tuumasu raadius on umbes 10-13 cm. Elektronide poolik ringi tuuma ümber on umbes 10-12 cm, mis on suurem kui elektroni läbimõõt. Atoomi raadius on umbes 10-8 cm. Seega, nagu planeetiline süsteem, on atoom ka äärmiselt avatud, mis võimaldab seda läbida erinevate kiirusteosalikega. Rutherfordi Planeetiline Atoomimudel on näidatud järgmisel joonisel-
Positiivse laenguga tuuma ja negatiivse laenguga elektronide vahel eksisteerib tõukejõud. See elektrostaatiline jõud positiivse laenguga tuuma ja negatiivse laenguga elektronide vahel on sarnane gravitatsioonijõududega, mis on seotud päikese ja planeedidega, mis piiritlevad päikese ümber. Suur osa sellest planeetlikust atoomist on avatud ruum, mis ei paku mingit pinget positiivse laenguga väikeste osakete, nagu alfaosakede, läbimiseks.
Atoomi tuumas on väga väike, tihe ja positiivse laenguga, mis tulemusena tekitab positiivse laenguga osakete lõikumist. See fenomen, mis selgitab positiivse laenguga alfaosakete lõikumist positiivse laenguga tuuma poolt, selgitab positiivse laenguga alfaosakete lõikumist kuldafolie poolt, mida Ernest Rutherford märkas. Ernest Rutherfordi Atoomimudel asendas atoomimudeli Thomsoni Pruunide Pudingimudel, mille andis inglise füüsik Sir J.J. Thomson.
Ernest Rutherfordi atoomimudeli järgi ei ole elektronid seotud atoomi massiga. Elektronid on kas paigal ruumis või piiritlevad ringi tuuma ümber. Kuid kui elektronid on paigal, siis peaksid need tuuma poole lange ma tõukejõu tõttu elektroni ja tuuma vahel. Teisalt, kui elektronid liiguvad ringi, siis elektromagnetilise teooria järgi peaksid kiirendatud laenguga elektronid pidevalt kaotama oma energiat ja langema tuuma poole, nagu on näidatud järgmisel joonisel Rutherfordi Atoomimudel ei suuda selgitada, miks elektronid ei langeda positiivse laenguga tuuma poole.
Nii, Rutherfordi Atoomimudeli puudused on järgmised-
Rutherfordi atoomimudel ei selgusta elektronide jaotust orbiitidel.
Rutherfordi atoomimudel ei selgusta atoomi terviklikku stabiilsust.
Eelnimetatud puudused Rutherfordi atoomimudelis lahendati Bohri Atoomimudeli (1913) abil.
Teade: Respect the original, good articles worth sharing, if there is infringement please contact delete.
