Chúng tôi giải thích mô hình nguyên tử của Rutherford là gì và các định đề chính của nó. Ngoài ra, thí nghiệm của Rutherford như thế nào.
Mô hình nguyên tử của Rutherford là gì?
Mô hình nguyên tử của Rutherford, như tên gọi của nó, là một trong những mô hình được đề xuất để giải thích kết cấu nội bộ của nguyên tử. Năm 1911, nhà hóa học và vật lý người Anh Ernest Rutherford đề xuất mô hình này dựa trên kết quả của thử nghiệm với lá vàng.
Mô hình này tạo nên sự phá vỡ với các mô hình trước đó như mô hình nguyên tử Dalton và mô hình nguyên tử Thompson, và là một bước tiến so với mô hình hiện đang được chấp nhận.
Trong nó mô hình nguyên tử, Rutherford đề xuất rằng nguyên tử có hạt nhân trung tâm, nơi có tỷ lệ phần trăm cao nhất của khối lượng. Hơn nữa, theo lý thuyết này, hạt nhân này có điện tích dương và được quay quanh bởi các hạt mang điện tích trái dấu và kích thước nhỏ hơn (electron).
Theo những cân nhắc của ông, nguyên tử hoạt động như một Hệ mặt trời của các electron quay quanh hạt nhân nguyên tử nặng hơn, như các hành tinh quay quanh mặt trời.
Mô hình nguyên tử của Rutherford có thể được tóm tắt trong ba mệnh đề sau:
- Phần lớn khối lượng nguyên tử tập trung ở hạt nhân càng lớn càng lớn. trọng lượng hơn phần còn lại của vật rất nhỏ, và được phú cho một điện tích dương.
- Xung quanh hạt nhân và ở khoảng cách rất xa từ nó là điện tử, với một điện tích âm, quay quanh nó theo những đường tròn.
- Tổng các điện tích âm và dương của một nguyên tử nên cho kết quả bằng không, nghĩa là chúng phải bằng nhau, do đó nguyên tử là trung hòa về điện.
Rutherford không chỉ đề xuất cấu trúc này cho nguyên tử, mà còn tính toán kích thước của nó và so sánh nó với kích thước của hạt nhân, và đi đến phần kết luận rằng một phần tốt trong cấu tạo của nguyên tử là không gian trống.
Mặt khác, mô hình này có những hạn chế nhất định có thể được giải quyết với sự tiến bộ của hiểu biết và Công nghệ:
- Không thể giải thích được làm thế nào mà một tập hợp các điện tích dương lại có thể giữ được với nhau trong hạt nhân nguyên tử, vì chúng sẽ đẩy nhau, vì chúng đều là các điện tích cùng dấu.
- Không thể giải thích được tính ổn định của nguyên tử, vì khi coi các êlectron mang điện tích âm quay quanh hạt nhân dương thì đến một lúc nào đó các êlectron này phải mất đi Năng lượng và sụp đổ so với cốt lõi.
Mô hình nguyên tử của Rutherford có hiệu lực trong một thời gian ngắn, và được thay thế bằng mô hình nguyên tử do nhà vật lý Đan Mạch Niels Bohr đề xuất vào năm 1913, trong đó một số hạn chế đã được giải quyết và các đề xuất lý thuyết do Albert Einstein phát triển năm 1905 đã được đưa vào.
Thí nghiệm của Rutherford
Phương pháp thí nghiệm của Rutherford bắt đầu với một số tấm vàng mỏng sẽ được bắn phá trong phòng thí nghiệm bằng hạt nhân heli (hạt alpha, mang điện tích dương), do đó đo góc lệch của chùm hạt khi đi qua vàng.
Hành vi này, đôi khi đạt đến độ lệch tới 90 °, không phù hợp với mô hình nguyên tử do Thompson đề xuất, đang thịnh hành vào thời điểm đó.
Mô hình của Thompson đề xuất rằng nguyên tử là một quả cầu dương, với các electron mang điện tích âm được nhúng trong đó. Vì lý do này, mô hình giống như một chiếc bánh pudding với nho khô: bánh pudding sẽ là nguyên tử và nho khô sẽ là các electron.
Mặt khác, mô hình của Rutherford nói rằng nguyên tử có điện tích dương tập trung trong hạt nhân và các electron quay xung quanh nó. Nếu nguyên tử có cấu trúc như Thompson đề xuất, thì các hạt alpha (dương) khi đi qua lá vàng sẽ đi theo quỹ đạo của chúng hoặc lệch đi rất ít. Tuy nhiên, điều đã xảy ra là độ lệch của các hạt này lên tới 90 và 180 ° đã được nhìn thấy, điều này cho thấy rằng nguyên tử thực sự có điện tích dương tập trung ở trung tâm của nó (theo đề xuất của Rutherford) và không phân bố trong một hình cầu. ( theo đề xuất của Thompson).