Vi forklarer hva Rutherfords atommodell er og dens hovedpostulater. Også hvordan var Rutherfords eksperiment.
Hva er Rutherfords atommodell?
Rutherfords atommodell, som navnet tilsier, var en av modellene som ble foreslått for å forklare struktur intern av atom. I 1911 foreslo den britiske kjemikeren og fysikeren Ernest Rutherford denne modellen basert på resultatene av hans eksperimentering med bladgull.
Denne modellen utgjorde et brudd med tidligere modeller som Dalton-atommodellen og Thompson-atommodellen, og et skritt fremover med hensyn til den nåværende aksepterte modellen.
I sin atommodell, foreslo Rutherford at atomer har en sentral kjerne der den høyeste prosentandelen av deres masse. Videre, ifølge denne teorien, har denne kjernen en positiv elektrisk ladning og går i bane av partikler med motsatt ladning og mindre størrelse (elektroner).
I følge hans betraktninger opererte atomet som et Solsystemet av elektroner som kretser rundt en tyngre atomkjerne, slik planeter gjør rundt Sol.
Rutherfords atommodell kan oppsummeres i følgende tre proposisjoner:
- Det meste av atommassen er konsentrert i kjernen, som blir større og større. vekt enn resten av partikler, og utstyrt med en positiv elektrisk ladning.
- Rundt kjernen og i store avstander fra den er elektroner, med en negativ elektrisk ladning, som kretser rundt den i sirkulære baner.
- Summen av de positive og negative elektriske ladningene til et atom skal gi null som et resultat, det vil si at de skal være like, slik at atomet er elektrisk nøytralt.
Rutherford foreslo ikke bare denne strukturen for atomet, men beregnet også størrelsen og sammenlignet den med størrelsen på kjernen, og kom til konklusjon at en god del av atomets sammensetning er tomrom.
Denne modellen, på den annen side, har visse begrensninger som kan løses med utviklingen av kunnskap og teknologi:
- Det kunne ikke forklares hvordan det var mulig for et sett med positive ladninger å holde sammen i atomkjernen, siden de skulle frastøte hverandre, siden de alle er ladninger av samme fortegn.
- Atomets stabilitet kunne ikke forklares, for når man vurderer elektronene med negativ ladning som roterer rundt den positive kjernen, måtte disse elektronene på et tidspunkt miste Energi og kollapse mot kjernen.
Rutherfords atommodell var i kraft i kort tid, og ble erstattet av atommodellen foreslått av den danske fysikeren Niels Bohr i 1913, der noen av begrensningene ble løst og de teoretiske forslagene utviklet av Albert Einstein i 1905 ble innlemmet.
Rutherfords eksperiment
Rutherfords eksperimentelle metode startet med flere tynne gullplater som ville bli bombardert i laboratoriet med heliumkjerner (alfapartikler, som har en positiv ladning), og dermed målte avbøyningsvinklene til partikkelstrålen når den passerte gjennom gullet.
Denne oppførselen, som noen ganger nådde avvik på opptil 90 °, stemte ikke overens med atommodellen foreslått av Thompson, som var rådende på den tiden.
Thompsons modell foreslår at atomet er en positiv sfære, med negativt ladede elektroner innebygd i den. Av denne grunn ligner modellen en pudding med rosiner: puddingen ville være atomet og rosinene ville være elektronene.
På den annen side sier Rutherfords modell at atomet har den positive ladningen konsentrert i kjernen og elektronene går i bane rundt den. Hvis atomet hadde strukturen foreslått av Thompson, bør alfa-(positive) partiklene, når de passerer gjennom gullfolien, følge banene deres eller avvike svært lite. Det som imidlertid skjedde er at avvik fra disse partiklene på opptil 90 og 180 ° ble sett, noe som viste at atomet faktisk har den positive ladningen konsentrert i sentrum (som foreslått av Rutherford) og ikke fordelt i en kule. ( som foreslått av Thompson).