Wir erklären, was Rutherfords Atommodell ist und seine wichtigsten Postulate. Außerdem, wie war Rutherfords Experiment?
Was ist Rutherfords Atommodell?
Rutherfords Atommodell war, wie der Name schon sagt, eines der Modelle, die vorgeschlagen wurden, um die Struktur intern von Atom. 1911 schlug der britische Chemiker und Physiker Ernest Rutherford dieses Modell auf der Grundlage seiner Ergebnisse vor Experimentieren mit Blattgold.
Dieses Modell stellte einen Bruch mit früheren Modellen wie dem Dalton-Atommodell und dem Thompson-Atommodell dar und war ein Fortschritt gegenüber dem derzeit akzeptierten Modell.
In seinem Atommodell, schlug Rutherford vor, dass Atome einen zentralen Kern haben, in dem der höchste Prozentsatz ihrer Masse. Darüber hinaus hat dieser Kern nach dieser Theorie eine positive elektrische Ladung und wird von Teilchen entgegengesetzter Ladung und geringerer Größe (Elektronen) umkreist.
Nach seinen Überlegungen operierte das Atom als a Sonnensystem von Elektronen, die einen schwereren Atomkern umkreisen, wie es Planeten um den Sonne.
Das Atommodell von Rutherford lässt sich in den folgenden drei Sätzen zusammenfassen:
- Der größte Teil der Atommasse ist im Kern konzentriert, der immer größer wird. Gewicht als der Rest Partikel, und mit einer positiven elektrischen Ladung ausgestattet.
- Um den Kern und in großer Entfernung davon befinden sich die Elektronen, mit negativer elektrischer Ladung, die es auf Kreisbahnen umkreisen.
- Die Summe der positiven und negativen elektrischen Ladungen eines Atoms sollte dabei Null ergeben, also gleich sein, damit das Atom elektrisch neutral ist.
Rutherford schlug diese Struktur nicht nur für das Atom vor, sondern berechnete auch dessen Größe und verglich sie mit der Größe des Atomkerns und kam zu dem Fazit dass ein guter Teil der Zusammensetzung des Atoms leerer Raum ist.
Auf der anderen Seite weist dieses Modell gewisse Einschränkungen auf, die mit der Weiterentwicklung der Wissen und das Technologie:
- Es war nicht zu erklären, wie es möglich war, eine Menge positiver Ladungen im Atomkern zusammenzuhalten, da sie sich gegenseitig abstoßen sollten, da alle Ladungen das gleiche Vorzeichen haben.
- Die Stabilität des Atoms konnte nicht erklärt werden, denn wenn man die negativ geladenen Elektronen betrachtet, die um den positiven Kern rotieren, mussten diese Elektronen irgendwann verlieren Energie und kollabieren gegen den Kern.
Rutherfords Atommodell war für kurze Zeit in Kraft und wurde 1913 durch das Atommodell des dänischen Physikers Niels Bohr ersetzt, in dem einige der Einschränkungen gelöst und die 1905 von Albert Einstein entwickelten theoretischen Vorschläge eingearbeitet wurden.
Rutherfords Experiment
Rutherfords experimentelle Methode begann mit mehreren dünnen Goldschichten, die im Labor mit Heliumkernen (Alpha-Teilchen, die eine positive Ladung haben) beschossen und so die Ablenkwinkel des Teilchenstrahls beim Durchgang durch das Gold gemessen wurden.
Dieses Verhalten, das teilweise Abweichungen von bis zu 90° erreichte, stimmte nicht mit dem damals vorherrschenden Atommodell von Thompson überein.
Thompsons Modell schlägt vor, dass das Atom eine positive Kugel ist, in die negativ geladene Elektronen eingebettet sind. Aus diesem Grund ähnelt das Modell einem Pudding mit Rosinen: Der Pudding wäre das Atom und die Rosinen wären die Elektronen.
Andererseits besagt Rutherfords Modell, dass die positive Ladung des Atoms im Kern konzentriert ist und die Elektronen ihn umkreisen. Wenn das Atom die von Thompson vorgeschlagene Struktur hätte, sollten die Alpha- (positiven) Teilchen beim Durchgang durch die Goldfolie ihrer Flugbahn folgen oder nur sehr wenig abweichen. Was jedoch passiert ist, ist, dass Abweichungen dieser Teilchen von bis zu 90 und 180 ° beobachtet wurden, was zeigte, dass das Atom tatsächlich die positive Ladung in seinem Zentrum konzentriert hat (wie von Rutherford vorgeschlagen) und nicht in einer Kugel verteilt ist. ( wie von Thompson vorgeschlagen).