Atomový model Thomsonových charakteristik, experimenty, postuláty

Thomsonův atomový model byl rozpoznán ve světě pro dávání prvního světla na konfiguraci protonů a elektronů uvnitř struktury atomu. Prostřednictvím tohoto návrhu Thomson navrhl, aby atomy byly homogenní a obsahovaly pozitivní náboj v homogenním způsobem, s náhodnými vložkami elektronů uvnitř každého atomu..

Abychom to popsali, Thomson srovnal svůj model s pudinkem švestky. Tento simil byl později použit jako alternativní název modelu. Nicméně, kvůli několika nesrovnalostem (teoretický a experimentální) o distribuci elektrických nábojů uvnitř atomu, Thomson model byl vyřazen v 1911 \ t.

Index

• 1 Původ
• 2 Charakteristiky
• 3 Experimenty k vývoji modelu
  • 3.1 Katodové paprsky
  • 3.2 Vývoj ve vyšetřování
  • 3.3 Opakování experimentu
• 4 Postuláty
• 5 Kontroverzní model
• 6 Omezení
  • 6.1 Šetření Rutherfod
  • 6.2 Nový návrh
• 7 Články zájmu
• 8 Odkazy

Původy

Tento atomový model navrhl anglický vědec Joseph John "J.J." Thomson v roce 1904, s cílem vysvětlit složení atomů založené na představách, o kterých jsme tehdy měli znalosti..

Thomson byl navíc zodpovědný za objev elektronu na konci 19. století. Stojí za povšimnutí, že Thomsonův atomový model byl navržen krátce po objevení elektronu, ale předtím, než poznal existenci atomového jádra.

Proto návrh spočíval v rozptýlené konfiguraci všech záporných nábojů v atomové struktuře, které se skládaly z jednotné hmotnosti kladného náboje..

Vlastnosti

- Atom má neutrální náboj.

- Existuje zdroj kladného náboje, který neutralizuje negativní náboj elektronů.

- Tento kladný náboj je v atomu rovnoměrně rozložen.

- V Thomsonových slovech, “negativně elektrifikované korpusy” - to je, elektrony - být obsažen uvnitř jednotné hmoty kladného náboje \ t.

- Elektrony by mohly volně pocházet z atomu.

- Elektrony měly stabilní oběžné dráhy, argument založený na Gaussově právu. Jestliže elektrony pohybovaly se přes pozitivní “hmotnost”, vnitřní síly uvnitř elektronů byly vyrovnány kladným nábojem, který byl automaticky vytvořen kolem orbity..

- Model Thomson byl populárně známý v Anglii jako model pudinku švestky, protože elektronová distribuce navrhovaná Thomsonem byla podobná dispozici švestek v uvedeném dezertu..

Experimenty k vývoji modelu

Thomson provedl několik testů s katodovými trubicemi, aby otestoval vlastnosti subatomárních částic a položil základy jeho modelu. Katodové trubice jsou skleněné trubice, jejichž obsah vzduchu byl vyprázdněn téměř úplně.

Tyto trubky jsou elektrifikovány baterií, která polarizuje trubku tak, aby měla záporný nábojový konec (katoda) a kladně nabitý konec (anoda).

Jsou také utěsněny na obou stranách a jsou vystaveny vysokým napětím pomocí elektrifikace dvou elektrod umístěných na katodě zařízení. Tato konfigurace indukuje cirkulaci svazku částic z katody do anodové trubice.

Katodové paprsky

Tam je původ jména tohoto typu nástrojů, protože oni jsou voláni katodové paprsky kvůli bodu výstupu částic uvnitř trubky. Malováním anody trubky materiálem, jako je fosfor nebo olovo, vzniká na kladném konci reakce, když se paprsek částic srazí s ním..

Ve svých experimentech, Thomson určil odchylku paprsku v jeho cestě od katody k anodě. Thomson se později pokusil ověřit vlastnosti těchto částic: v podstatě elektrický náboj a reakce mezi nimi.

Anglický fyzik umístil dvě elektrické desky s opačným nábojem na horní a dolní konec trubky. Díky této polarizaci byl paprsek odkloněn směrem k kladně nabité desce, umístěné na horním dorazu.

Tímto způsobem Thomson ukázal, že katodový paprsek je tvořen záporně nabitými částicemi, které jsou díky svému opačnému náboji přitahovány k kladně nabité desce.

Evoluce ve výzkumu

Thomson vyvinul své předpoklady a po tomto zjištění umístil dva magnety na obě strany trubky. Tato inkorporace také ovlivnila některé odchylky katodického paprsku.

Analýzou přidruženého magnetického pole byl Thomson schopen určit poměr hmotnosti k náboji subatomárních částic a detekovat, že hmotnost každé subatomární částice byla zanedbatelná ve srovnání s atomovou hmotou..

J.J. Thomson vytvořil zařízení, které předcházelo vynálezu a dokonalost toho, co je nyní známo jako hmotnostní spektrometr.

Toto zařízení provádí poměrně přesné měření vztahu mezi hmotností a nábojem iontů, což poskytuje mimořádně užitečné informace pro určení složení prvků přítomných v přírodě..

Opakování experimentu

Thomson provedl stejný experiment při několika příležitostech, modifikoval kovy, které používal pro umístění elektrod v katodové trubici.

Nakonec určil, že vlastnosti paprsku zůstávají konstantní, bez ohledu na materiál použitý pro elektrody. To znamená, že tento faktor nebyl rozhodující při provádění experimentu.

Thomsonovy studie byly velmi užitečné pro vysvětlení molekulární struktury některých látek, jakož i vytváření atomových vazeb.

Postuláty

Thomsonův model spojil v jednom prohlášení příznivé závěry britského vědce Johna Daltona na atomové struktuře a naznačil přítomnost elektronů uvnitř každého atomu..

Thomson také provedl několik studií o protonech v neonovém plynu a prokázal tak elektrickou neutralitu atomů. Pozitivní náboj na atomu však byl navržen jako jednotná hmotnost a ne jako částice.

Thomsonův experiment s katodovými paprsky umožnil vyjádření následujících vědeckých postulátů:

- Katodový paprsek je tvořen subatomovými částicemi záporného náboje. Thomson tyto částice zpočátku definoval jako "mrtvoly".

- Hmotnost každé subatomární částice je pouze 0,0005 násobek hmotnosti atomu vodíku.

- Tyto subatomární částice se nacházejí ve všech atomech všech prvků Země.

- Atomy jsou elektricky neutrální; to znamená, že záporný náboj "korpusů" je porovnán s kladným nábojem protonů.

Kontroverzní model

Thomsonův atomový model se ukázal jako vysoce kontroverzní ve vědecké komunitě, jak to odporovalo Daltonovu atomovému modelu.

Ten postuloval, že atomy jsou nedělitelné jednotky, navzdory kombinacím, které mohou být generovány během chemických reakcí.

Tak, Dalton nepřemýšlel o existenci subatomic částeček - takový jako elektrony - uvnitř atomů.

V kontrastu, Thomson našel nový model, který poskytl alternativní vysvětlení atomové a subatomic složení, po objevu elektronu..

Atomový model Thomson byl rychle odhalen simile s populárním anglickým dezertem “švestkový pudink”. Hmotnost pudinku symbolizuje integrální pohled na atom a švestky představují každý elektron, který tvoří atom..

Omezení

Model navrhovaný Thomsonem měl v té době velkou popularitu a přijetí a sloužil jako výchozí bod pro zkoumání atomové struktury a doladění souvisejících detailů.

Hlavní příčinou přijetí tohoto modelu bylo, jak dobře se přizpůsobil pozorování experimentů Thomsonových katodových paprsků.

Nicméně, model měl důležité příležitosti pro zlepšení, aby vysvětlil distribuci elektrických nábojů uvnitř atomu, jak kladných, tak záporných nábojů.

Vyšetřování Rutherfod

Později, v desetiletí roku 1910, vědecká škola vedená Thomsonem pokračovala ve vyšetřování modelů atomové struktury.

To je, jak Ernest Rutherford, bývalý student Thomson, určil omezení Thomsonova atomového modelu, ve společnosti britského fyzika Ernest Marsden a německý fyzik Hans Geiger..

Trio vědců provedlo několik experimentů s částicemi alfa (α), tj. Ionizovanými jádry molekul 4He, aniž by kolem nich byl elektronový obal..

Tento typ částic je tvořen dvěma protony a dvěma neutrony, což je důvod, proč převládá kladný náboj. Alfa částice jsou produkovány v jaderných reakcích nebo experimenty s radioaktivním rozpadem.

Rutherford navrhl uspořádání, které umožnilo vyhodnotit chování částic alfa při přechodu pevných látek, jako například zlatých plechů..

V analýze dráhy bylo zjištěno, že některé částice vykazují při pronikání zlatých listů úhel odchylky. V ostatních případech byl na elementu šoku pozorován i mírný odraz.

Po vyšetřování s částicemi alfa, Rutherfod, Marsden a Geiger odporovali Thomsonovu atomovému modelu a místo toho navrhli novou atomovou strukturu.

Nový návrh

Protinávrh Rutherforda a jeho kolegů byl že atom byl tvořen malý, vysoce-hustota jádra, ve kterém pozitivní náboje a prstenec elektronů byli soustředěni kolem toho..

Objev atomového jádra Rutherfordem přinesl pro vědeckou komunitu nový vzduch. Nicméně, roky později tento model byl také odvolán a nahrazený Bohr atomovým modelem.

Články zájmu

Atomový model Schrödingera.

Atomový model Broglie.

Atomový model Chadwicku.

Atomový model Heisenberga.

Atomový model Perrinu.

Atomový model Daltona.

Atomový model Dirac Jordan.

Atomový model Democritus.

Atomový model Bohr.

Odkazy

1. Objev elektronu a jádra (s.f.). Zdroj: khanacademy.org
2. J.J. Thomsonova atomová teorie a biografie (s.f.). Citováno z: thoughtco.com
3. Moderní atomová teorie: Modely (2007). Zdroj: abcte.org
4. Thomsonův atomový model (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Zdroj: britannica.com
5. Wikipedia, Volná encyklopedie (2018). Atomový model Thomsona. Zdroj: en.wikipedia.org
6. Experimentální strojový překlad hesla 2018 z encyklopedie Wikipedia pořízený překladačem Eurotran. Model švestkového pudinku. Zdroj: en.wikipedia.org