Атомная модель томсоновских характеристик, экспериментов, постулатов

Атомная модель Томсона был признан в мире за то, что впервые осветил конфигурацию протонов и электронов в структуре атома. Благодаря этому предложению Томсон предположил, что атомы были однородными и содержали положительный заряд однородным образом со случайными вставками электронов внутри каждого атома..

Чтобы описать это, Томсон сравнил свою модель со сливовым пудингом. Это сравнение позже использовалось в качестве альтернативного имени для модели. Однако из-за ряда несоответствий (теоретических и экспериментальных) в отношении распределения электрических зарядов внутри атома модель Томсона была отброшена в 1911 г..

индекс

• 1 Происхождение
• 2 Характеристики
• 3 эксперимента по разработке модели
  • 3.1 Катодные лучи
  • 3.2 Эволюция в расследовании
  • 3.3 Повтор эксперимента
• 4 постулата
• 5 Спорная модель
• 6 Ограничения
  • 6.1 Расследования Резерфода
  • 6.2 Новое предложение
• 7 Статьи интересов
• 8 ссылок

происхождения

Эта атомная модель была предложена английским ученым Джозефом Джоном «Дж. Дж.» Томсоном в 1904 г. с целью объяснения состава атомов на основе представлений, о которых мы знали к тому времени..

Кроме того, Томсон был ответственным за открытие электрона в конце 19-го века. Стоит отметить, что модель атома Томсона была предложена вскоре после открытия электрона, но до того, как стало известно о существовании атомного ядра..

Поэтому предложение состояло в рассредоточенной конфигурации всех отрицательных зарядов внутри атомной структуры, которая, в свою очередь, состояла из однородной массы положительного заряда..

черты

- Атом имеет нейтральный заряд.

- Существует источник положительного заряда, который нейтрализует отрицательный заряд электронов.

- Этот положительный заряд равномерно распределен в атоме.

- По словам Томсона, «отрицательно электрифицированные корпускулы», то есть электроны, содержатся в однородной массе положительного заряда.

- Электроны могли свободно выводиться внутри атома.

- Электроны имели стабильные орбиты, аргумент, основанный на законе Гаусса. Если электроны перемещались через положительную «массу», внутренние силы внутри электронов были уравновешены положительным зарядом, который автоматически генерировался вокруг орбиты..

- Модель Томсона была широко известна в Англии как модель черносливного пудинга, поскольку предложенное Томсоном распределение электронов было похоже на расположение слив в указанном десерте..

Эксперименты по разработке модели

Томсон провел несколько испытаний с электронно-лучевыми трубками, чтобы проверить свойства субатомных частиц и заложить основы своей модели. Катодно-лучевые трубки представляют собой стеклянные трубки, содержание воздуха в которых опустошено почти полностью.

Эти трубки электрифицированы с помощью батареи, которая поляризует трубку, чтобы иметь отрицательный конец заряда (катод) и положительно заряженный конец (анод).

Они также герметизированы с обеих сторон и подвергаются воздействию высокого напряжения путем электрификации двух электродов, размещенных на катоде устройства. Эта конфигурация вызывает циркуляцию пучка частиц от катода к аноду трубки.

Катодные лучи

Существует происхождение названия этого типа инструментов, так как они называются катодными лучами из-за точки выхода частиц внутри трубки. Окрашивая анод трубки материалом, таким как фосфор или свинец, на положительном конце генерируется реакция как раз тогда, когда пучок частиц сталкивается с ним..

В своих экспериментах Томсон определил отклонение луча на пути от катода к аноду. Позже Томсон попытался проверить свойства этих частиц: в основном, электрический заряд и реакцию между ними..

Английский физик разместил две электрические пластины с противоположным зарядом на верхнем и нижнем концах трубки. Из-за этой поляризации луч был отклонен к положительно заряженной пластине, расположенной на верхнем упоре.

Таким образом, Томсон показал, что катодный луч состоит из отрицательно заряженных частиц, которые благодаря своему противоположному заряду притягиваются к положительно заряженной пластине..

Эволюция в исследованиях

Томсон развил свои предположения и, после этого открытия, поместил два магнита с обеих сторон трубки. Это включение также повлияло на некоторые отклонения катодного луча.

Анализируя соответствующее магнитное поле, Томсон смог определить отношение массы к заряду субатомных частиц и обнаружил, что масса каждой субатомной частицы была незначительной по сравнению с атомной массой..

Джей-Джей Томсон создал устройство, которое предшествовало изобретению и усовершенствовало то, что сейчас известно как масс-спектрометр.

Это устройство выполняет довольно точное измерение взаимосвязи между массой и зарядом ионов, что дает чрезвычайно полезную информацию для определения состава элементов, присутствующих в природе..

Повторение эксперимента

Томсон неоднократно проводил один и тот же эксперимент, модифицируя металлы, которые он использовал для размещения электродов в электронно-лучевой трубке..

Наконец, он определил, что свойства луча остаются постоянными, независимо от материала, используемого для электродов. То есть этот фактор не был определяющим при выполнении эксперимента.

Исследования Томсона были очень полезны для объяснения молекулярной структуры некоторых веществ, а также образования атомных связей.

постулаты

Модель Томсона объединила в одном заявлении благоприятные выводы британского ученого Джона Далтона о строении атома и намекала на присутствие электронов в каждом атоме.

Кроме того, Томсон также провел несколько исследований протонов в неоновом газе и тем самым продемонстрировал электрическую нейтральность атомов. Однако положительный заряд на атоме был предложен как однородная масса, а не как частицы.

Эксперимент Томсона с катодными лучами позволил сформулировать следующие научные постулаты:

- Катодный луч состоит из субатомных частиц с отрицательным зарядом. Томсон первоначально определил эти частицы как "корпускулы".

- Масса каждой субатомной частицы в 0,0005 раз превышает массу атома водорода..

- Эти субатомные частицы находятся во всех атомах всех элементов Земли.

- Атомы электрически нейтральны; то есть отрицательный заряд "корпускул" приравнивается к положительному заряду протонов.

Спорная модель

Модель атома Томсона оказалась весьма спорной в рамках научного сообщества, потому что это идет вразрез с моделью атома Дальтона.

Последний постулировал, что атомы являются неделимыми единицами, несмотря на комбинации, которые могут генерироваться в ходе химических реакций..

Таким образом, Далтон не рассматривал существование субатомных частиц - таких как электроны - внутри атомов.

Напротив, Томсон нашел новую модель, которая обеспечивала альтернативное объяснение атомного и субатомного состава после открытия электрона..

Атомная модель Томсона была быстро обнаружена сравнением с популярным английским десертом "сливовый пудинг". Масса пудинга символизирует целостное представление об атоме, а сливы представляют каждый из электронов, составляющих атом.

ограничения

Модель, предложенная Томсоном, в то время пользовалась большой популярностью и признанием и послужила отправной точкой для исследования атомной структуры и точной настройки соответствующих деталей..

Основной причиной принятия модели было то, насколько хорошо она адаптировалась к наблюдениям экспериментов Томсона с катодными лучами..

Тем не менее, модель имела важные возможности для улучшения, чтобы объяснить распределение электрических зарядов внутри атома, как положительных, так и отрицательных зарядов.

Исследования Резерфода

Позже, в десятилетии 1910 года, научная школа под руководством Томсона продолжила исследования по моделям строения атома..

Так Эрнест Резерфорд, бывший ученик Томсона, определил ограничения атомной модели Томсона в компании британского физика Эрнеста Марсдена и немецкого физика Ганса Гейгера..

Трио ученых провело несколько экспериментов с альфа (α) частицами, то есть ионизированными ядрами молекул 4Не, без электронного покрытия вокруг них..

Частицы этого типа состоят из двух протонов и двух нейтронов, поэтому положительный заряд преобладает. Альфа-частицы образуются в ядерных реакциях или в результате экспериментов с радиоактивным распадом.

Резерфорд разработал схему, которая позволяла оценивать поведение альфа-частиц при пересечении твердых веществ, таких как, например, листы золота..

При анализе пути было обнаружено, что некоторые частицы имели угол отклонения при проникновении в листы золота. В других случаях незначительный отскок был также замечен на элементе удара.

После исследований с альфа-частицами Резерфод, Марсден и Гейгер противоречили атомной модели Томсона и предложили новую атомную структуру..

Новое предложение

Встречное предложение Резерфорда и его коллег состояло в том, что атом состоит из небольшого ядра высокой плотности, в котором вокруг него сосредоточены положительные заряды и кольцо электронов..

Открытие Резерфордом атомного ядра принесло с собой новый воздух для научного сообщества. Однако спустя годы эта модель также была аннулирована и заменена атомной моделью Бора..

Статьи интереса

Атомная модель Шредингера.

Атомная модель Бройля.

Атомная модель Чедвика.

Атомная модель Гейзенберга.

Атомная модель Перрина.

Атомная модель Далтона.

Атомная модель Дирака Джордана.

Атомная модель Демокрита.

Атомная модель Бора.

ссылки

1. Открытие электрона и ядра (с.ф.). Получено с: khanacademy.org
2. Джей-Джей Теория атома Томсона и биография (s.f.). Получено с: мысли
3. Современная Атомная Теория: Модели (2007). Получено с: abcte.org
4. Модель атома Томсона (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Получено с: britannica.com
5. Википедия, Свободная энциклопедия (2018). Атомная модель Томсона. Получено с: en.wikipedia.org
6. Википедия, Свободная энциклопедия (2018). Сливовый пудинг модель. Получено с: en.wikipedia.org