Дял:
Атомният модел на характеристиките на Томсън, експерименти, постулати
на Атомният модел на Томсън е признат в света за даването на първата светлина върху конфигурацията на протони и електрони в структурата на атома. Чрез това предложение Томсън предположи, че атомите са еднородни и съдържат положителен заряд по хомогенен начин, със случайни вграждания на електрони във всеки атом..
За да го опише, Томсън сравнява модела си с пудинга сливи. Това по-късно е използвано като алтернативно име на модела. Въпреки това, поради няколко несъответствия (теоретични и експериментални) относно разпределението на електрическите заряди в атома, моделът на Томсън е изхвърлен през 1911 г..
индекс
- 1 Произход
- 2 Характеристики
- 3 Експерименти за разработване на модела
- 3.1 Катодни лъчи
- 3.2 Еволюция в разследването
- 3.3 Повтаряне на експеримента
- 4 Постулати
- 5 Спорен модел
- 6 Ограничения
- 6.1 Разследванията на Rutherfod
- 6.2 Ново предложение
- 7 интересни статии
- 8 Препратки
произход
Този атомен модел е предложен от английския учен Джоузеф Джон "J.J." Thomson през 1904 г., с цел да обясни състава на атомите, базирани на понятията, от които имахме познания дотогава.
Освен това Томсън е отговорен за откриването на електрона в края на 19-ти век. Заслужава да се отбележи, че атомният модел на Томсън беше предложен скоро след откриването на електрона, но преди да се знае съществуването на атомно ядро.
Следователно предложението се състои в разпръсната конфигурация на всички отрицателни заряди в атомната структура, която на свой ред се състои от еднаква маса на положителния заряд..
функции
- Атомът има неутрален заряд.
- Има източник на положителен заряд, който неутрализира отрицателния заряд на електроните.
- Този положителен заряд е равномерно разпределен в атома.
- В думите на Томсън "отрицателно електрифицираните корпускули" - това са електроните - се съдържат в еднаква маса на положителния заряд.
- Електроните могат да извлекат свободно вътре в атома.
- Електроните имат стабилни орбити, аргумент, базиран на Закона на Гаус. Ако електроните се движат през положителната "маса", вътрешните сили в електроните се балансират от положителния заряд, който автоматично се генерира около орбитата.
- Моделът на Томсън е известен в Англия като модел на пудинг за сливи, тъй като предложеното от Томсън електронно разпределение е подобно на разположението на сливите в посочения десерт..
Експерименти за разработване на модела
Thomson проведе няколко теста с електроннолъчеви тръби, за да тества свойствата на субатомните частици и постави основите на своя модел. Катодно-лъчевите тръби са стъклени тръби, чието съдържание на въздух е изпразнено почти напълно.
Тези тръби са електрифицирани с батерия, която поляризира тръбата, за да има край на отрицателен заряд (катод) и положителен заряд (анод).
Те също са запечатани от двете страни и са подложени на високи нива на напрежение чрез електрификация на два електрода, поставени върху катода на устройството. Тази конфигурация индуцира циркулацията на лъча от частици от катода към тръбния анод.
Катодни лъчи
Има произход на името на този тип инструменти, тъй като те се наричат катодни лъчи поради точката на излизане на частиците вътре в тръбата. Чрез боядисване на анода на тръбата с материал като фосфор или олово, се генерира реакция в положителния край точно когато снопа от частици се сблъска с него.
В своите експерименти Томсън определя отклонението на лъча по пътя си от катода до анода. По-късно Томсън се опита да потвърди свойствата на тези частици: основно електрическия заряд и реакцията между тях.
Английският физик постави две електрически чинии с противоположен заряд на горния и долния край на тръбата. Благодарение на тази поляризация, лъчът се отклонява към положително заредената плоча, поставена на горния ограничител.
По този начин Томсън показа, че катодният лъч е съставен от отрицателно заредени частици, които поради противоположния им заряд са привлечени към положително заредената плоча..
Еволюция в научните изследвания
Томсън е развил предположенията си и след това е поставил два магнита от двете страни на тръбата. Това включване също засяга някои отклонения на катодния лъч.
Анализирайки свързаното магнитно поле, Томсън е в състояние да определи съотношението маса-заряд на субатомни частици и открива, че масата на всяка субатомна частица е незначителна в сравнение с атомната маса..
J.J. Thomson създаде устройство, което предшества изобретението и съвършенството на сега известния като масспектрометър.
Това устройство извършва доста точно измерване на връзката между масата и заряда на йони, което дава изключително полезна информация за определяне на състава на елементите, присъстващи в природата.
Повтаряне на експеримента
Томсън извършил същия експеримент многократно, модифицирайки металите, които използвал за поставяне на електродите в електронно-лъчевата тръба.
Накрая той установил, че свойствата на лъча остават постоянни, независимо от материала, използван за електродите. Това означава, че този фактор не е определящ за изпълнението на експеримента.
Проучванията на Томсън бяха много полезни за обяснение на молекулярната структура на някои вещества, както и за образуването на атомни връзки.
постулати
Моделът на Томсън обедини в едно изложение благоприятните заключения на британския учен Джон Далтън за атомната структура и намекна за наличието на електрони във всеки атом..
В допълнение, Томсън също така е провел няколко изследвания на протоните в неоновия газ и по този начин е показал електрическата неутралност на атомите. Въпреки това положителният заряд на атома беше предложен като еднаква маса, а не като частици.
Експериментът на Томсън с катодни лъчи дава възможност за представянето на следните научни постулати:
- Катодният лъч се състои от субатомни частици с отрицателен заряд. Томсън първоначално определи тези частици като "корпускули".
- Масата на всяка субатомна частица е само 0,0005 пъти по-голяма от масата на водородния атом.
- Тези субатомни частици се намират във всички атоми на всички елементи на Земята.
- Атомите са електрически неутрални; т.е. отрицателният заряд на "корпускулите" се приравнява с положителния заряд на протоните.
Спорен модел
Атомният модел на Томсън се оказа изключително спорен в научната общност, тъй като противоречи на атомния модел на Далтън.
Последният постулира, че атомите са неделими единици, въпреки комбинациите, които могат да бъдат генерирани по време на химични реакции.
По този начин Далтън не съзерцава съществуването на субатомни частици - като електрони - в атомите.
Напротив, Томсън намери нов модел, който предоставя алтернативно обяснение за атомния и субатомния състав, след откриването на електрона..
Атомният модел на Томсън бързо бе разкрит от фамилията с популярния английски десерт "сливови пудинг". Масата на пудинга символизира цялостен поглед на атома, а сливите представляват всеки от електроните, които образуват атома..
ограничения
Моделът, предложен от Thomson, се ползваше с голяма популярност и приемане по това време и послужи като отправна точка за изследване на атомната структура и фина настройка на свързаните детайли.
Основната причина за приемането на модела е колко добре се адаптира към наблюденията на експериментите с катодния лъч на Томсън.
Въпреки това, моделът има важни възможности за подобрение, за да обясни разпределението на електрическите заряди в атома, както положителните, така и отрицателните заряди.
Разследванията на Rutherfod
По-късно, през десетилетието на 1910 г., научното училище, ръководено от Томсън, продължи изследванията върху моделите на атомната структура..
Ернест Ръдърфорд, бивш ученик на Томсън, определи ограниченията на атомния модел на Томсън в компанията на британския физик Ернест Марсден и германския физик Ханс Гайгер..
Тримата учени проведоха няколко експеримента с алфа (α) частици, т.е. йонизирани ядра на 4He молекули, без електронното покритие около тях.
Този тип частици са съставени от два протона и два неутрона, поради което преобладава положителният заряд. Алфа частиците се произвеждат в ядрени реакции или чрез експерименти с радиоактивен разпад.
Ръдърфорд е проектирал устройство, което позволява да се оцени поведението на алфа частиците при преминаване на твърди вещества, като например златни листове..
При анализа на пътя беше установено, че при проникването на златните листове някои частици са имали ъгъл на отклонение. В други случаи на ударния елемент се забелязва и лек отскок.
След изследванията с алфа частици, Rutherfod, Marsden и Geiger противоречаха на атомен модел на Thomson и предложиха вместо нея нова атомна структура.
Ново предложение
Противопоставянето на Ръдърфорд и неговите колеги беше, че атомът е съставен от малко ядро с висока плътност, в което около него са концентрирани положителни заряди и пръстен от електрони..
Откритието на атомното ядро от Ръдърфорд донесе със себе си нов въздух за научната общност. Въпреки това, години по-късно този модел беше отменен и заменен с атомния модел на Бор.
Интересни статии
Атомният модел на Шрьодингер.
Атомният модел на Бройл.
Атомният модел на Чадуик.
Атомният модел на Хайзенберг.
Атомният модел на Перин.
Атомният модел на Далтън.
Атомният модел на Дирак Йордания.
Атомният модел на Демокрит.
Атомният модел на Бор.
препратки
- Откриване на електрона и ядрото (s.f.). Изтеглено от: khanacademy.org
- J.J. Томсънова атомна теория и биография (ср.). Изтеглено от: thoughtco.com
- Модерна атомна теория: модели (2007). Изтеглено от: abcte.org
- Атомният модел на Томсън (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Изтеглено от: britannica.com
- Уикипедия, Свободната енциклопедия (2018). Атомният модел на Томсън. Изтеглено от: en.wikipedia.org
- Уикипедия, свободната енциклопедия (2018). Модел за пудинг сливи. Изтеглено от: en.wikipedia.org