§ 42. Планетарная модель атома

Модель атома Томсона

1. Мысль о том, что все вещества состоят из мельчайших «частичек», высказывалась ещё древнегреческими учёными. Именно они и назвали эти частички атомами («неделимыми»). Прошло более 20 столетий, прежде чем были получены экспериментальные подтверждения идеи атомистического строения вещества. Окончательно эта идея утвердилась в науке во второй половине XIX в. благодаря успехам химии и молекулярно-кинетической теории. К началу XX в. физики уже знали, что атомы имеют размеры порядка 10^-10 м и массу 10^-27 кг. К этому времени стало ясно, что атомы вовсе не «неделимы», что они обладают определённой внутренней структурой.

В 1897 г. английский физик Джозеф Джон Томсон (1856— 1940) открыл электрон — частицу с наименьшим электрическим зарядом. Томсон предложил в 1904 г. одну из первых моделей строения атома, в соответствии с которой атом представляет собой шар, заполненный положительно заряженным веществом, в который вкраплены маленькие отрицательные заряды — электроны (рис. 138). Эту модель атома иногда называют моделью «булочки с изюмом», в которой роль изюминок играли электроны. В обычном состоянии атом нейтрален: положительный заряд шара равен по модулю суммарному отрицательному заряду электронов. Диаметр шара составлял примерно 10^-10 м.

электроны

Используя модель атома Томсона, можно было объяснить ряд известных к тому времени физических явлений, таких как электризация, электрическая проводимость твёрдых тел, жидкостей и газов и др. Томсон считал, что электроны в атоме образуют группы, имеющие разные конфигурации, и тем самым объяснял существование различных химических элементов, их разное строение, а также их расположение в Периодической системе химических элементов Д. И. Менделеева.

Подобная модель атома просуществовала в научном мире около 10 лет, однако все эти годы она продолжала оставаться только гипотезой и нуждалась в дальнейшей экспериментальной проверке.

Модель атома Резерфорда

2. Вторая модель атома, появившаяся в результате экспериментального изучения внутренней структуры атома, была предложена в 1911 г. Резерфордом. В соответствии с этой моделью атом состоит из положительного ядра, расположенного в центре, и электронов, движущихся вокруг него. Эту модель называют планетарной моделью атома по аналогии со строением Солнечной системы.

Продолжение >>>