We leggen uit wat het atoommodel van Rutherford is en wat de belangrijkste postulaten zijn. Ook, hoe was het experiment van Rutherford.
Wat is het atoommodel van Rutherford?
Het atoommodel van Rutherford, zoals de naam al aangeeft, was een van de modellen die werden voorgesteld om de structuur inwendig van atoom. In 1911 stelde de Britse scheikundige en natuurkundige Ernest Rutherford dit model voor op basis van de resultaten van zijn onderzoek experimenteren met bladgoud.
Dit model betekende een breuk met eerdere modellen zoals het Dalton-atoommodel en het Thompson-atoommodel, en een stap voorwaarts ten opzichte van het huidige geaccepteerde model.
in zijn atoommodel, stelde Rutherford voor dat atomen een centrale kern hebben waar het hoogste percentage van hun massa-. Bovendien heeft deze kern, volgens deze theorie, een positieve elektrische lading en wordt er omheen cirkeld door deeltjes met tegengestelde lading en kleinere afmetingen (elektronen).
Volgens zijn overwegingen functioneerde het atoom als een Zonnestelsel van elektronen in een baan om een zwaardere atoomkern, zoals planeten rond de zon.
Het atomaire model van Rutherford kan worden samengevat in de volgende drie stellingen:
- Het grootste deel van de atoommassa is geconcentreerd in de kern, die groter en groter wordt. gewicht dan de rest van de deeltjes, en begiftigd met een positieve elektrische lading.
- Rondom de kern en op grote afstand daarvan bevinden zich de elektronen, met een negatieve elektrische lading, die eromheen draaien in cirkelvormige banen.
- De som van de positieve en negatieve elektrische ladingen van een atoom moet als resultaat nul opleveren, dat wil zeggen dat ze gelijk moeten zijn, zodat het atoom elektrisch neutraal is.
Rutherford stelde niet alleen deze structuur voor het atoom voor, maar berekende ook de grootte en vergeleek deze met de grootte van de kern, en kwam tot de gevolgtrekking dat een groot deel van de samenstelling van het atoom uit lege ruimte bestaat.
Dit model heeft aan de andere kant bepaalde beperkingen die kunnen worden opgelost met de vooruitgang van de kennis en de technologie:
- Het kon niet worden uitgelegd hoe het mogelijk was dat een reeks positieve ladingen bij elkaar werd gehouden in de atoomkern, aangezien ze elkaar zouden moeten afstoten, aangezien ze allemaal ladingen van hetzelfde teken zijn.
- De stabiliteit van het atoom kon niet worden verklaard, want als we kijken naar de elektronen met negatieve lading die rond de positieve kern draaien, moesten deze elektronen op een gegeven moment verliezen Energie en tegen de kern instorten.
Het atoommodel van Rutherford was korte tijd van kracht en werd vervangen door het atoommodel dat in 1913 werd voorgesteld door de Deense fysicus Niels Bohr, waarin enkele van de beperkingen werden opgelost en de theoretische voorstellen die in 1905 door Albert Einstein werden ontwikkeld, werden opgenomen.
Rutherfords experiment
De experimentele methode van Rutherford begon met verschillende dunne laagjes goud die in het laboratorium zouden worden gebombardeerd met heliumkernen (alfadeeltjes, die een positieve lading hebben), waardoor de afbuigingshoeken van de deeltjesbundel werden gemeten wanneer ze door het goud gingen.
Dit gedrag, dat soms afwijkingen tot 90 ° bereikte, stemde niet overeen met het door Thompson voorgestelde atoommodel, dat destijds gangbaar was.
Het model van Thompson stelt voor dat het atoom een positieve bol is, met daarin ingebedde negatief geladen elektronen. Om deze reden lijkt het model op een pudding met rozijnen: de pudding zou het atoom zijn en de rozijnen zouden de elektronen zijn.
Aan de andere kant stelt het model van Rutherford dat het atoom de positieve lading heeft geconcentreerd in de kern en dat de elektronen eromheen draaien. Als het atoom de door Thompson voorgestelde structuur had, zouden de alfa (positieve) deeltjes, wanneer ze door de goudfolie gaan, hun banen volgen of heel weinig afwijken. Wat er echter gebeurde, is dat er afwijkingen van deze deeltjes tot 90 en 180 ° werden gezien, wat aantoonde dat het atoom inderdaad de positieve lading in het midden heeft geconcentreerd (zoals voorgesteld door Rutherford) en niet in een bol is verdeeld. ( zoals voorgesteld door Thompson).