מי הציע את המודל הגרעיני של מבנה האטום? המודל הגרעיני של המבנה האטומי ותוכניתו

הרעיון כי האטומים הםהחלקיקים הקטנים ביותר של החומר, הופיע לראשונה בימי יוון העתיקה. עם זאת, רק בסוף המאה ה -18, בזכות עבודתם של מדענים כאלה כמו א 'Lavoisier, מ V. Lomonosov וכמה אחרים, כי הוכח כי האטומים קיימים. עם זאת, באותו זמן אף אחד לא שאל את עצמו מה המבנה הפנימי שלהם. מדענים ראו עדיין אטומים "לבנים" בלתי ניתנים לחלוקה, שכל החומר מורכב מהם.

ניסיונות להסביר את מבנה האטום

מי הציע את המודל הגרעיני של מבנה האטוםהראשון מכל המדענים? הניסיון הראשון ליצור מודל של חלקיקים אלה שייך ג 'תומסון. עם זאת, אי אפשר לקרוא לזה מוצלח במלוא מובן המילה. אחרי הכל, תומסון האמין כי האטום הוא מערכת כדורית נייטרלית חשמלית. במקרה זה, המדען הניח כי המטען החיובי מתחלק באופן אחיד בנפח זה, ובתוכו הליבה טעונה שלילית. כל הניסיונות של המדען להסביר את המבנה הפנימי של האטום לא הצליחו. ארנסט רתרפורד הוא זה שהציע מודל גרעיני של המבנה האטומי כמה שנים אחרי תומסון הציג את התיאוריה שלו.

תולדות המחקר

בעזרת מחקר אלקטרוליזה בשנת 1833פאראדיי הצליח לקבוע כי הזרם בפתרון אלקטרוליטים הוא זרם של חלקיקים טעונים, או יונים. בהתבסס על מחקרים אלה, הוא היה מסוגל לקבוע את תשלום יון מינימלי. תפקיד חשוב נוסף בפיתוח של תחום זה בפיזיקה היה שיחק על ידי הכימאי הרוסי די מנדלייב. הוא העלה לראשונה את השאלה בחוגים מדעיים שכל האטומים יכולים להיות בעלי אופי זהה. אנו רואים כי לפני המודל הגרעיני של המבנה של האטום Rutherford הוצע לראשונה, מספר רב של ניסויים חשובים לא פחות בוצעו על ידי המדענים המגוונים ביותר. הם קידמו את התיאוריה האטומית של מבנה החומר קדימה.

הניסויים הראשונים

רתרפורד באמת מבריקהמדענים, משום שהתגליות שלו הפכו את הרעיון של מבנה החומר. ב- 1911 הוא היה מסוגל לערוך ניסוי, שדרכו יכלו החוקרים לבחון את העומקים המסתוריים של האטום, לקבל מושג על המבנה הפנימי שלו. הניסויים הראשונים בוצעו על ידי המדען בתמיכתם של חוקרים אחרים, אך התפקיד העיקרי בתגלית היה זהה לרותרפורד.

ניסוי

שימוש במקורות טבעיים רדיואקטיבייםרתרפורד הצליח לבנות תותח שפלט זרם של חלקיקי אלפא. זה היה קופסה העופרת, שבתוכו היה חומר רדיואקטיבי. באקדח היה חריץ, שדרכו כל חלקיקי האלפא פגעו במסך הראשי. הם יכלו לעוף החוצה רק דרך החריץ. בדרך של קרן זו של חלקיקים רדיואקטיביים היו עוד כמה מסכים.

הם הפרידו בין חלקיקים שחרגוהכיוון שצוין קודם לכן. שטף אלפא-חלקיק ממוקד היה אירוע על המטרה. כמטרה, השתמשה רתרפורד בסדין דק של נייר זהב. לאחר שהחלקיקים נפלו על הסדין הזה, הם המשיכו את תנועתם ולבסוף נפלו על המסך הזוהר שהותקן מאחורי מטרה זו. כאשר חלקיקי אלפא היו תקריות על המסך, הבזקים נרשמו, לפיה המדען יכול לשפוט כמה חלקיקים לסטות מן הכיוון המקורי כאשר מתנגשים עם לסכל ומה את גודל החריגה הזו.

הבדלים בניסויים קודמים

תלמידים ותלמידים המעוניינים בכך,אשר הציע מודל גרעיני של מבנה האטום, צריך לדעת: ניסויים דומים נערכו בפיסיקה לפני Rutherford. הרעיון העיקרי שלהם היה לאסוף מידע רב על מבנה האטום ככל האפשר מחריגות של חלקיקים מהמסלול המקורי. כל המחקרים הללו הובילו לצבירת כמות מסוימת של מידע במדע, עוררו השתקפות על המבנה הפנימי של החלקיקים הקטנים ביותר.

כבר בתחילת המאה העשרים, מדענים ידעו כי באטום מכיל אלקטרונים בעלי מטען שלילי. אבל בקרב רוב החוקרים הדעה הרווחת היא כי האטום מבפנים הוא יותר כמו רשת מלאה עם חלקיקים טעונים שלילי. ניסויים כאלה מותר לקבל הרבה מידע - למשל, כדי לקבוע את הממדים הגיאומטריים של אטומים.

ניחוש מבריק

ראת'רפורד הבחין בכךמבשרים לא ניסו לקבוע אם חלקיקי אלפא יכולים לסטות ידי זוויות גדולות מאוד ממסלולה. מודל קודם, המכונה לעתים בקרב מדענים "שזיף" (מאז, על פי מודל זה, האלקטרונים באטום המופצים כמו צימוקי פודינג), פשוט לא מאפשרים את קיומה של רכיבים מוצקים בתוך המבנה האטום. אף אחד המדענים וחוסר השקט כדי לשקול אופציה כזו. החוקר שאל תלמידו להמיר את ההתקנה כך סטיית חלקיקים הקבועה גדולים מן הנתיב - רק כדי לשלול אפשרות זו. מה היה מפתיע, והמדען, ותלמידו, כאשר התברר כי חלק מן החלקיקים הנפלטים בזווית של 180^o.

מה נמצא בתוך האטום?

גילינו מי הציע את המודל הגרעיני של המבנהאטום ומה היה החוויה של המדען הזה. באותו זמן, הניסוי של רתרפורד היה פריצת דרך אמיתית. הוא נאלץ להסיק כי חלק הארי של המסה בתוך האטום הוא הכיל חומר צפוף מאוד. תכנית המודל הגרעיני של מבנה האטום פשוטה ביותר: בתוכו גרעין טעון באופן חיובי.

חלקיקים אחרים, הנקראים אלקטרונים, מסתובביםסביב הגרעין הזה. החלק הנותר הוא כמה סדרי גודל פחות צפופים. סידור האלקטרונים בתוך האטום אינו כאוטי - החלקיקים מסודרים בסדר עולה של אנרגיה. החוקרים קראו לחלקים הפנימיים של האטומים את הגרעינים. השמות שהמדען הציג עדיין משמשים במדע.

איך להתכונן לשיעור?

אלה תלמידים המעוניינים מיהציע מודל גרעיני של מבנה האטום, יכול פלאש בשיעור עם ידע נוסף. לדוגמה, אתה יכול לספר איך רתרפורד, לאחר זמן רב לאחר הניסויים שלו, אהב לתת אנלוגיה התגלית שלו. המדינה הדרום אפריקנית מוברחת בנשק למורדים, המוקף בחבילות כותנה. כיצד יכולים קציני המכס לקבוע היכן נמצאים החומרים המסוכנים, אם כל הרכבת סתומה בחבילות אלה? קצין המכס יכול להתחיל לירות לעבר החבילות, והיכן יירדו הכדורים ויש נשק. רתרפורד הדגיש כי זה בדיוק איך התגלית שלו נעשתה.

עבור אלה המתכוננים לתשובה בנושא זה בשיעור, רצוי להכין תשובות לשאלות הבאות:

1. מי הציע את המודל הגרעיני של מבנה האטום?

2. מה היתה משמעות הניסוי?

3. ההבדל בין המודל הגרעיני לבין מודלים אחרים.

המשמעות של התיאוריה של רתרפורד

המסקנות הקיצוניות האלה שרותרפורד עשתהמהניסויים שלהם, אילץ רבים מבני זמנו להטיל ספק באמיתות המודל. אפילו רתרפורד עצמו לא היה יוצא מן הכלל - הוא פירסם את תוצאות מחקרו רק שנתיים לאחר הגילוי. בהיותו בסיס לרעיונות הקלאסיים על תנועת המיקרו-חלקיקים, הוא הציע מודל פלנטרי גרעיני של מבנה האטום. באופן כללי, אטום יש מטען ניטרלי. סביב הגרעין, האלקטרונים נעים - בדיוק כמו כוכבי הלכת סובבים סביב השמש. תנועה זו נובעת מכוחות קולום. כרגע, המודל של Rutherford עבר חידוד ניכר, אך גילוי המדען אינו מאבד את הרלוונטיות שלו כיום.