Ατομικό Μοντέλο Thomson Χαρακτηριστικά, Πειράματα, Προσωπικά

Το Το ατομικό μοντέλο της Thomson αναγνωρίστηκε στον κόσμο για να δώσει το πρώτο φως στη διαμόρφωση πρωτονίων και ηλεκτρονίων μέσα στη δομή του ατόμου. Μέσα από αυτή την πρόταση, η Thomson πρότεινε ότι τα άτομα ήταν ομοιόμορφα και περιείχαν θετικό φορτίο με ομοιογενή τρόπο, με τυχαία ένθετα ηλεκτρονίων μέσα σε κάθε άτομο.

Για να το περιγράψει, η Thomson συνέκρινε το πρότυπό της με τη πουτίγκα δαμάσκηνου. Αυτή η προσομοίωση χρησιμοποιήθηκε αργότερα ως εναλλακτικό όνομα για το μοντέλο. Ωστόσο, λόγω αρκετών ασυνεπειών (θεωρητικών και πειραματικών) σχετικά με την κατανομή των ηλεκτρικών φορτίων εντός του ατόμου, το μοντέλο Thomson απορρίφθηκε το 1911.

Ευρετήριο

• 1 Προέλευση
• 2 Χαρακτηριστικά
• 3 Πειράματα για την ανάπτυξη του μοντέλου
  • 3.1 Ακτίνες Καθόδου
  • 3.2 Εξέλιξη της έρευνας
  • 3.3 Επανάληψη του πειράματος
• 4 Τα αξιώματα
• 5 Το αμφιλεγόμενο μοντέλο
• 6 Περιορισμοί
  • 6.1 Οι έρευνες του Rutherfod
  • 6.2 Νέα πρόταση
• 7 Άρθρα ενδιαφέροντος
• 8 Αναφορές

Προέλευση

Αυτό το ατομικό μοντέλο προτάθηκε από τον αγγλικό επιστήμονα Joseph John "J.J." Thomson το 1904, με σκοπό την εξήγηση της σύνθεσης των ατόμων με βάση τις έννοιες για τις οποίες είχαμε γνώση μέχρι τότε.

Επιπλέον, η Thomson ήταν υπεύθυνη για την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου στα τέλη του 19ου αιώνα. Αξίζει να σημειωθεί ότι το ατομικό μοντέλο Thomson προτάθηκε λίγο μετά την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου αλλά πριν γνωρίσει την ύπαρξη ενός ατομικού πυρήνα.

Ως εκ τούτου, η πρόταση συνίστατο σε μια διασκορπισμένη διαμόρφωση όλων των αρνητικών φορτίων εντός της ατομικής δομής, η οποία, με τη σειρά της, συνίστατο σε μια ομοιόμορφη μάζα θετικού φορτίου..

Χαρακτηριστικά

- Το άτομο έχει ουδέτερο φορτίο.

- Υπάρχει μια πηγή θετικής φόρτισης που εξουδετερώνει το αρνητικό φορτίο των ηλεκτρονίων.

- Αυτό το θετικό φορτίο κατανέμεται ομοιόμορφα στο άτομο.

- Σύμφωνα με τα λόγια της Thomson, τα "αρνητικά ηλεκτροφόρα σωμάτια" - δηλαδή, τα ηλεκτρόνια - περιέχονται μέσα στην ομοιόμορφη μάζα θετικού φορτίου.

- Τα ηλεκτρόνια θα μπορούσαν να προέρχονται ελεύθερα από το άτομο.

- Τα ηλεκτρόνια είχαν σταθερές τροχιές, ένα επιχείρημα βασισμένο στο νόμο του Gauss. Αν τα ηλεκτρόνια κινητούσαν μέσω της θετικής "μάζας", οι εσωτερικές δυνάμεις μέσα στα ηλεκτρόνια αντισταθμίστηκαν από το θετικό φορτίο που δημιουργήθηκε αυτόματα γύρω από την τροχιά.

- το μοντέλο της Thomson ήταν ευρέως γνωστό στην Αγγλία ως μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνο, επειδή η κατανομή των ηλεκτρονίων που προτείνει η Thomson ήταν παρόμοια με τη διάταξη του δαμάσκηνα σε αυτό το επιδόρπιο.

Πειράματα για την ανάπτυξη του μοντέλου

Η Thomson πραγματοποίησε αρκετές δοκιμές με καθοδικούς σωλήνες για να ελέγξει τις ιδιότητες των υποατομικών σωματιδίων και να θέσει τα θεμέλια του μοντέλου του. Οι καθοδικές λυχνίες είναι υάλινοι σωλήνες των οποίων το περιεχόμενο αέρα έχει σχεδόν αδειάσει.

Αυτοί οι σωλήνες ηλεκτροφορούνται με μια μπαταρία που πολώνει τον σωλήνα ώστε να έχει ένα αρνητικό άκρο φορτίου (κάθοδος) και ένα θετικά φορτισμένο άκρο (άνοδος).

Είναι επίσης σφραγισμένα και στις δύο πλευρές και υπόκεινται σε υψηλά επίπεδα τάσης με ηλεκτροδότηση δύο ηλεκτροδίων τοποθετημένων στην κάθοδο της συσκευής. Αυτή η διαμόρφωση προκαλεί την κυκλοφορία μιας δέσμης σωματιδίων από την κάθοδο στην άνοδο του σωλήνα.

Καθολικές ακτίνες

Υπάρχει η προέλευση του ονόματος αυτού του τύπου εργαλείων, δεδομένου ότι καλούνται ακτίνες κάθοδος εξαιτίας του σημείου εξόδου των σωματιδίων μέσα στο σωλήνα. Με τη βαφή της ανόδου του σωλήνα με ένα υλικό όπως ο φώσφορος ή ο μόλυβδος παράγεται μια αντίδραση στο θετικό άκρο ακριβώς όταν συγκρούεται η δέσμη των σωματιδίων με αυτό.

Στα πειράματά του, η Thomson καθόρισε την απόκλιση της δέσμης στη διαδρομή της από την κάθοδο στην άνοδο. Αργότερα, η Thomson προσπάθησε να επικυρώσει τις ιδιότητες αυτών των σωματιδίων: βασικά το ηλεκτρικό φορτίο και την αντίδραση μεταξύ τους.

Ο Άγγλος φυσικός τοποθετούσε δύο ηλεκτρικές πλάκες με αντίθετη φόρτιση στο άνω και κάτω άκρο του σωλήνα. Λόγω αυτής της πόλωσης, η δέσμη εκτρέπεται προς την θετικά φορτισμένη πλάκα, τοποθετημένη στην άνω στάση.

Με αυτόν τον τρόπο, η Thomson έδειξε ότι η ακτινοβολία καθόδου αποτελείται από αρνητικά φορτισμένα σωματίδια τα οποία, λόγω του αντίθετου φορτίου τους, έλκονται προς την θετικά φορτισμένη πλάκα.

Εξέλιξη στην έρευνα

Ο Thomson εξελίχθηκε στις υποθέσεις του και, μετά από αυτή την ανακάλυψη, τοποθετούσε δύο μαγνήτες και στις δύο πλευρές του σωλήνα. Αυτή η ενσωμάτωση επηρέασε επίσης κάποιες αποκλίσεις της καθοδικής ακτίνας.

Με την ανάλυση του σχετικού μαγνητικού πεδίου, η Thomson ήταν σε θέση να προσδιορίσει τη σχέση μάζας-φορτίου των υποατομικών σωματιδίων και ανίχνευσε ότι η μάζα κάθε υποατομικού σωματιδίου ήταν αμελητέα σε σύγκριση με την ατομική μάζα..

J.J. Η Thomson δημιούργησε μια συσκευή που προηγήθηκε της εφεύρεσης και την τελειότητα αυτού που είναι τώρα γνωστός ως φασματόμετρο μάζας.

Αυτή η συσκευή εκτελεί μια αρκετά ακριβή μέτρηση της σχέσης μεταξύ μάζας και φορτίου των ιόντων, η οποία αποδίδει εξαιρετικά χρήσιμες πληροφορίες για τον προσδιορισμό της σύνθεσης των στοιχείων που υπάρχουν στη φύση.

Επαναλαμβάνει το πείραμα

Η Thomson πραγματοποίησε το ίδιο πείραμα σε πολλές περιπτώσεις, τροποποιώντας τα μέταλλα που χρησιμοποίησε για την τοποθέτηση των ηλεκτροδίων στον σωλήνα καθοδικής ακτινοβολίας.

Τέλος, διαπίστωσε ότι οι ιδιότητες της δέσμης παρέμειναν σταθερές, ανεξάρτητα από το υλικό που χρησιμοποιήθηκε για τα ηλεκτρόδια. Δηλαδή, αυτός ο παράγοντας δεν ήταν καθοριστικός στην εκτέλεση του πειράματος.

Οι μελέτες της Thomson ήταν πολύ χρήσιμες για να εξηγήσουν τη μοριακή δομή ορισμένων ουσιών, καθώς και τον σχηματισμό ατομικών δεσμών.

Προσωπικά

Το μοντέλο της Thomson συγκέντρωσε σε μια ενιαία δήλωση τα ευνοϊκά συμπεράσματα του βρετανικού επιστήμονα John Dalton για την ατομική δομή και μίλησε για την παρουσία ηλεκτρονίων μέσα σε κάθε άτομο.

Επιπλέον, η Thomson διεξήγαγε επίσης αρκετές μελέτες σε πρωτόνια σε αέριο νέον, και έτσι απέδειξε την ηλεκτρική ουδετερότητα των ατόμων. Ωστόσο, το θετικό φορτίο στο άτομο προτάθηκε ως ομοιόμορφη μάζα και όχι ως σωματίδια.

Το πείραμα της Thomson με τις καθοδικές ακτίνες επέτρεψε τη δημοσίευση των ακόλουθων επιστημονικών αξιώσεων:

- Η κάθοδος αποτελείται από υποατομικά σωματίδια αρνητικού φορτίου. Η Thomson ορίστηκε αρχικά αυτά τα σωματίδια ως "σωματίδια".

- Η μάζα κάθε υποατομικού σωματιδίου είναι μόλις 0,0005 φορές η μάζα ενός ατόμου υδρογόνου.

- Αυτά τα υποατομικά σωματίδια βρίσκονται σε όλα τα άτομα όλων των στοιχείων της Γης.

- Τα άτομα είναι ηλεκτρικά ουδέτερα. δηλαδή, το αρνητικό φορτίο των "σωμάτων" ισοδυναμεί με το θετικό φορτίο των πρωτονίων.

Το αμφιλεγόμενο μοντέλο

Το ατομικό μοντέλο της Thomson αποδείχτηκε εξαιρετικά αμφιλεγόμενο στην επιστημονική κοινότητα, καθώς έρχεται σε αντίθεση με το ατομικό μοντέλο του Dalton.

Ο τελευταίος θεώρησε ότι τα άτομα ήταν αδιαίρετες μονάδες, παρά τους συνδυασμούς που μπορεί να δημιουργηθούν κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων.

Έτσι, ο Dalton δεν εξέτασε την ύπαρξη υποατομικών σωματιδίων - όπως τα ηλεκτρόνια - μέσα στα άτομα.

Αντίθετα, η Thomson βρήκε ένα νέο μοντέλο που παρείχε μια εναλλακτική εξήγηση της ατομικής και υποατομικής σύνθεσης, μετά την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου.

Το ατομικό μοντέλο της Thomson αποκαλύφθηκε γρήγορα από το παρόμοιο με το δημοφιλές αγγλικό επιδόρπιο "δαμάσκηνο δαμάσκηνου". Η μάζα της πουτίγκας συμβολίζει μια ολοκληρωμένη άποψη του ατόμου και τα δαμάσκηνα αντιπροσωπεύουν κάθε ένα από τα ηλεκτρόνια που αποτελούν το άτομο.

Περιορισμοί

Το μοντέλο που πρότεινε η Thomson απολάμβανε μεγάλη δημοτικότητα και αποδοχή εκείνη την εποχή και χρησίμευσε ως σημείο εκκίνησης για να ερευνήσει την ατομική δομή και να προσαρμόσει τις σχετικές λεπτομέρειες.

Η βασική αιτία αποδοχής του μοντέλου ήταν το πόσο καλά προσαρμόστηκε στις παρατηρήσεις των πειραμάτων καθοδικών ακτίνων της Thomson.

Ωστόσο, το μοντέλο είχε σημαντικές ευκαιρίες βελτίωσης για να εξηγήσει την κατανομή των ηλεκτρικών φορτίων εντός του ατόμου, τόσο θετικά όσο και αρνητικά.

Οι έρευνες του Rutherfod

Αργότερα, στη δεκαετία του 1910, η επιστημονική σχολή υπό την ηγεσία της Thomson συνέχισε τις έρευνες για τα μοντέλα ατομικής δομής.

Έτσι ο Ernest Rutherford, πρώην σπουδαστής της Thomson, καθορίζει τους περιορισμούς του ατομικού μοντέλου της Thomson στην εταιρεία του βρετανικού φυσικού Ernest Marsden και του γερμανικού φυσικού Hans Geiger..

Το τρίο των επιστημόνων πραγματοποίησε διάφορα πειράματα με σωματίδια άλφα (α), δηλαδή, ιονισμένους πυρήνες των μορίων 4He, χωρίς την κάλυψη των ηλεκτρονίων γύρω από αυτά.

Αυτός ο τύπος σωματιδίων αποτελείται από δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια, γι 'αυτό και το θετικό φορτίο υπερισχύει. Τα σωματίδια άλφα παράγονται σε πυρηνικές αντιδράσεις ή με πειράματα με ραδιενεργό διάσπαση.

Ο Rutherford σχεδίασε μια διάταξη που επέτρεψε να εκτιμήσει τη συμπεριφορά των σωματιδίων άλφα όταν διασχίζουν στερεές ουσίες, όπως για παράδειγμα χρυσά φύλλα.

Στην ανάλυση της διαδρομής ανιχνεύθηκε ότι ορισμένα σωματίδια παρουσιάζουν γωνία απόκλισης όταν διεισδύουν στα χρυσά φύλλα. Σε άλλες περιπτώσεις παρατηρήθηκε επίσης ελαφρά αναπήδηση στο στοιχείο σοκ.

Μετά από τις έρευνες με τα σωματίδια άλφα, οι Rutherfod, Marsden και Geiger έρχονταν σε αντίθεση με το ατομικό μοντέλο της Thomson και πρότειναν αντ 'αυτού μια νέα ατομική δομή.

Νέα πρόταση

Η αντίθετη πρόταση του Rutherford και των συναδέλφων του ήταν ότι το άτομο αποτελείται από ένα μικρό πυρήνα υψηλής πυκνότητας, στο οποίο επικεντρώθηκαν θετικά φορτία και ένα δακτύλιο ηλεκτρονίων..

Η ανακάλυψη του ατομικού πυρήνα από τον Rutherford έφερε μαζί του ένα νέο αέρα για την επιστημονική κοινότητα. Ωστόσο, χρόνια αργότερα αυτό το μοντέλο ανακλήθηκε και αντικαταστάθηκε από το ατομικό μοντέλο Bohr.

Άρθρα ενδιαφέροντος

Ατομικό μοντέλο του Schrödinger.

Ατομικό μοντέλο του Broglie.

Ατομικό μοντέλο του Chadwick.

Ατομικό μοντέλο του Heisenberg.

Ατομικό μοντέλο Perrin.

Ατομικό μοντέλο του Dalton.

Ατομικό μοντέλο του Dirac Ιορδανία.

Ατομικό μοντέλο του Δημόκριτου.

Ατομικό μοντέλο του Bohr.

Αναφορές

1. Ανακάλυψη του ηλεκτρονίου και του πυρήνα (s.f.). Ανακτήθηκε από: khanacademy.org
2. J.J. Thomson Atomic Θεωρία και Βιογραφία (s.f.). Ανακτήθηκε από: thoughtco.com
3. Σύγχρονη Ατομική Θεωρία: Μοντέλα (2007). Ανακτήθηκε από: abcte.org
4. Ατομικό μοντέλο Thomson (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Ανακτήθηκε από: britannica.com
5. Wikipedia, Η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια (2018). Ατομικό μοντέλο της Thomson. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org
6. Wikipedia, Η ελεύθερη εγκυκλοπαίδεια (2018). Μοντέλο πουτίγκας δαμάσκηνου. Ανακτήθηκε από: en.wikipedia.org