Dele:
Atommodell av Thomson Egenskaper, Eksperimenter, Postulater
den Thomsons atommodell ble anerkjent i verden for å gi det første lyset på konfigurasjonen av protoner og elektroner innenfor atomets struktur. Gjennom dette forslaget foreslo Thomson at atomer var ensartede og inneholdt positiv ladning på en homogen måte, med tilfeldige innføringer av elektroner inne i hvert atom.
For å beskrive det, sammenlignet Thomson sin modell med plommepudding. Denne simuleringen ble senere brukt som et alternativt navn for modellen. På grunn av flere inkonsekvenser (teoretisk og eksperimentell) om fordelingen av elektriske ladninger i atomet, ble Thomson-modellen kassert i 1911.
index
- 1 opprinnelse
- 2 egenskaper
- 3 Eksperimenter for å utvikle modellen
- 3.1 katodestråler
- 3.2 Evolusjon i undersøkelsen
- 3.3 Gjenta forsøket
- 4 postulater
- 5 Kontroversiell modell
- 6 Begrensninger
- 6.1 Undersøkelsene av Rutherfod
- 6.2 Nytt forslag
- 7 Artikler av interesse
- 8 referanser
opprinnelse
Denne atommodellen ble foreslått av engelske forsker Joseph John "J.J." Thomson i 1904, med det formål å forklare sammensetningen av atomer basert på forestillingene som vi hadde kunnskap om da.
I tillegg var Thomson ansvarlig for oppdagelsen av elektronen på slutten av 1800-tallet. Det er verdt å merke seg at Thomson-atommodellen ble foreslått kort tid etter oppdagelsen av elektronen, men før man kjente eksistensen av en atomkjerne.
Forslaget besto derfor i en spredt konfigurasjon av alle de negative ladningene i atomstrukturen, som igjen besto av en jevn masse positiv ladning..
funksjoner
- Atomet har en nøytral ladning.
- Det er en kilde til positiv ladning som nøytraliserer den negative ladningen av elektroner.
- Denne positive ladningen er jevnt fordelt i atom.
- I Thomsons ord er "negativt elektrifiserte kroppslegemer", det vil si elektroner, inneholdt i den ensartede massen av positiv ladning.
- Elektronene kan utlede fritt inne i atomet.
- Elektronene hadde stabile baner, argument basert på Gauss lov. Hvis elektronene beveget seg gjennom den positive "massen", ble de interne kreftene i elektronene avbalansert av den positive ladningen som ble generert automatisk rundt omgangen.
- Thomson-modellen var populært kjent i England som en modell av prune pudding, siden den elektroniske distribusjonen som Thomson foreslo lignet disposisjonen av plommene i desserten.
Eksperimenter for å utvikle modellen
Thomson gjennomførte flere tester med katodestrålerør for å teste egenskapene til subatomære partikler og legge grunnlaget for modellen. Katodestrålerør er glassrør hvis luftinnhold er tømt nesten helt.
Disse rørene blir elektrifisert med et batteri som polariserer røret for å ha en negativ ladningsende (katode) og en positivt ladet ende (anode).
De er også forseglet på begge sider og utsatt for høyspenningsnivåer ved elektrifisering av to elektroder plassert på katoden til anordningen. Denne konfigurasjonen induserer sirkulasjonen av en partikkelstråle fra katoden til røranoden.
Katodestråler
Det er opprinnelsen til navnet på denne typen verktøy, siden de kalles katodestråler på grunn av utgangspunktet for partiklene inne i røret. Ved å male anoden av røret med et materiale som fosfor eller bly, genereres en reaksjon i den positive enden akkurat når partikkelstrålen kolliderer med den.
I sine eksperimenter bestemte Thomson stråleavviket i sin vei fra katoden til anoden. Senere prøvde Thomson å validere egenskapene til disse partiklene: i utgangspunktet den elektriske ladningen og reaksjonen mellom dem.
Den engelske fysikeren plasserte to elektriske plater med motsatt ladning på rørets øvre og nedre ende. På grunn av denne polariseringen ble strålen avledet mot den positivt ladede platen, plassert på toppstoppet.
På denne måten viste Thomson at katodestrålen var sammensatt av negativt ladede partikler som, på grunn av deres motsatte ladning, ble tiltrukket mot den positivt ladede plate.
Evolusjon i forskning
Thomson utviklet sine forutsetninger og, etter det funnet, plasserte to magneter på begge sider av røret. Denne innlemmingen påvirket også noen avvik fra katodisk stråle.
Ved å analysere det tilknyttede magnetfeltet var Thomson i stand til å bestemme masse-til-ladningsforholdet mellom subatomære partikler og oppdaget at massen av hver subatomisk partikkel var ubetydelig i forhold til atommassen..
J.J. Thomson opprettet en enhet som gikk foran oppfinnelsen og perfeksjon av det som nå er kjent som et massespektrometer.
Denne enheten utfører en forholdsvis nøyaktig måling av forholdet mellom masse og ladning av ionene, noe som gir ekstremt nyttig informasjon for å bestemme sammensetningen av elementene som er til stede i naturen.
Gjenta eksperimentet
Thomson utførte det samme eksperimentet ved flere anledninger, og modifiserte metaller han brukte for plassering av elektrodene i katodestrålerøret.
Til slutt bestemte han seg for at egenskapene til strålen var konstant, uavhengig av materialet som ble brukt for elektrodene. Det vil si at denne faktoren ikke var determinant i utførelsen av eksperimentet.
Thomsons studier var meget nyttige for å forklare molekylstrukturen til noen stoffer, samt dannelsen av atomobligasjoner.
postulater
Thomsons modell samlet i en enkelt setning de gunstige konklusjonene fra den britiske vitenskapsmannen John Dalton om atomstrukturen, og antydet for nærvær av elektroner i hvert atom.
I tillegg har Thomson også utført flere studier på protoner i neongass, og demonstrerte dermed atomens elektriske nøytralitet. Imidlertid ble den positive ladningen på atomet foreslått som en jevn masse og ikke som partikler.
Thomsons eksperiment med katodestråler tillot oppsigelse av følgende vitenskapelige postulater:
- Katodestrålen utgjøres av subatomære partikler med negativ ladning. Thomson definerte i utgangspunktet disse partiklene som "corpuscles".
- Massen av hver subatomisk partikkel er bare 0,0005 ganger massen av et hydrogenatom.
- Disse subatomære partiklene finnes i alle atomene av alle jordens elementer.
- Atomer er elektrisk nøytrale; det vil si at den negative ladningen til "kroppene" er lik den positive ladningen av protonene.
Kontroversiell modell
Thomsons atommodell viste seg å være svært kontroversielt i det vitenskapelige samfunnet, da det motsatte seg Daltons atommodell.
Sistnevnte postulerte at atomer var udelbare enheter, til tross for kombinasjonene som kan genereres under kjemiske reaksjoner.
Dalton overveket således ikke eksistensen av subatomære partikler - som elektroner - innen atomer.
I motsetning til dette fant Thomson en ny modell som ga en alternativ forklaring av atomisk og subatomisk sammensetning, etter oppdagelsen av elektronen.
Thomson-atommodellen ble raskt avslørt av similen med den populære engelske desserten "plommepudding". Massen av pudding symboliserer en integrert utsikt over atomet og plommene representerer hver av de elektroner som utgjør atomen.
begrensninger
Modellen som ble foreslått av Thomson likte stor popularitet og aksept på den tiden, og tjente som utgangspunkt for å undersøke atomkonstruksjonen og finjustere tilhørende detaljer.
Hovedårsaken til aksept av modellen var hvor godt den var tilpasset observasjonene av Thomsons katodestråleforsøk.
Modellen hadde imidlertid viktige muligheter for forbedring for å forklare fordelingen av elektriske ladninger i atom, både positive og negative ladninger.
Undersøkelsene av Rutherfod
Senere, i tiåret 1910, fortsatte den vitenskapelige skolen ledet av Thomson undersøkelsene på modellene av atomstruktur.
Slik bestemte Ernest Rutherford, en tidligere student i Thomson, begrensningene til Thomsons atommodell, i selskap med den britiske fysikeren Ernest Marsden og den tyske fysikeren Hans Geiger..
Trio av forskere utførte flere eksperimenter med alfa (α) partikler, det vil si ioniserte kjerner av 4He molekyler, uten elektrondekselet rundt dem.
Denne typen partikler består av to protoner og to nøytroner, og det er derfor den positive ladningen dominerer. Alfa partikler produseres i nukleare reaksjoner eller ved eksperimenter med radioaktivt henfall.
Rutherford utformet et arrangement som tillot å evaluere alfa-partiklernes oppførsel ved kryssing av faste stoffer, som for eksempel gullplater.
I baneanalysen ble det påvist at noen partikler ga en vinkel av avvik når de penetrerte gullarkene. I andre tilfeller ble det også oppfattet en liten sprette på sjokkelementet.
Etter undersøkelsene med alfa-partikler, motsatte Rutherfod, Marsden og Geiger Thomsons atommodell og foreslo istedet en ny atomstruktur.
Nytt forslag
Rutherfords og hans kollegers motsetning var at atomet besto av en liten, høy tetthetskjerne, hvor positive ladninger og en ring av elektroner var konsentrert rundt den..
Oppdagelsen av atomkjernen ved Rutherford tok med seg en ny luft for det vitenskapelige samfunn. Men år senere ble denne modellen også tilbakekalt og erstattet av Bohr-atommodellen.
Artikler av interesse
Atommodell av Schrödinger.
Atommodell av Broglie.
Atommodell av Chadwick.
Atommodell av Heisenberg.
Atommodell av Perrin.
Atommodell av Dalton.
Atomisk modell av Dirac Jordan.
Atomisk modell av Democritus.
Atommodell av Bohr.
referanser
- Oppdagelse av elektronen og kjernen (s.f.). Hentet fra: khanacademy.org
- J.J. Thomson Atomic Theory og Biografi (s.f.). Hentet fra: thoughtco.com
- Modern Atomic Theory: Models (2007). Hentet fra: abcte.org
- Thomson atommodell (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Hentet fra: britannica.com
- Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Atommodell av Thomson. Hentet fra: en.wikipedia.org
- Wikipedia, Den frie encyklopedi (2018). Plomme pudding modell. Hentet fra: en.wikipedia.org