ラザフォード原子モデルの限界|化学

アーネスト・ラザフォード (および彼の生徒であるハンス・ガイガーとアーネスト・マースデン) は、原子を研究するためにアルファ線散乱実験として広く知られている実験を行いました。彼の前に、トムソンという名前の科学者が、トムソンのモデルとして知られる原子とその特性を研究する実験を行っていました。彼は、原子内の電子、中性子、および陽子の構造と位置に関する多くの結論に達しました。しかし、ラザフォードはトムソンの結論の一部を改ざんし、彼の実験から新しい結論を引き出しました。

ラザフォード原子モデル実験、到達した結論、および関連する制限を見てみましょう。

ラザフォードの金箔実験

ラザフォードは、金箔をアルファ粒子で爆破するという有名なアルファ散乱実験を実施し、金シートとの最初の接触後にこれらの粒子が作る経路を研究しました。彼は、アルファ粒子の経路の変化を観察するために、金シートの周りに硫化亜鉛の蛍光スクリーンを配置しました。アルファ粒子が金シートに接触すると、その時点で火花が観察されました。

薄い金のプレートを通るアルファビームの光線の分散は、アルファ粒子の分子による多数の散乱の結果であると想定されています。
一部の粒子は 0 度の偏差を通過し、一部は 90 度、いくつかは正確に 180 度の角度で通過しました。
巨大な地点でのたわみは、核実験の単独体験によるものだと考えるのが賢明なようです.

実験から導き出された結論

ラザフォードのアルファ散乱実験は次のように結論付けています:

金箔を通過したアルファ粒子の巨大な部分は、逸脱することなく金箔を通過します。これが、核空間の大部分が空である理由です。

ラザフォード散乱実験では、アルファ粒子の一部が小さな点で金シートによってフィルタリングされました。これが、正に帯電した原子が同様に開始できる実際の理由です。大規模な核充電は、小さなスペースに集中しています。アルファ粒子は多くありません。たとえば、1800 の偏差点を持つ粒子がいくつかあります。わずかな角度で数個の粒子がずれ、2000 年に 1 個が戻ってきました。
荷電された粒子と原子質量は、完全に小さな体積に集中していました。これは核と呼ばれます。
彼のモデルは、電子が原子核の周りで負に帯電していることを推奨しました.
ラザフォードのモデルは、電子が原子の中心付近で負に帯電していることを推奨しました。電子は効果的に荷電されておらず、中心は電子と呼ばれる荷電粒子の巨大な塊であり、強力な引力場によって取り囲まれています。

トムソンの原子モデルとの矛盾

アルファ粒子の大部分が偏向せずにフォイルを通過したため、原子内の空間の大部分は満たされていません。これは、質量が原子の概念全体に均等に広がっているという Thomson の声明と矛盾しています。
いくつかの正に帯電したアルファ粒子がその経路から外れました。リダイレクトは、トムソンが表現したように、分子の正電荷が原子全体に広がっていないことを示す途方もない恐ろしい力によるものに違いありません.
正電荷は、帯電したアルファ粒子を反発して回避する小さな体積で移動する必要があります。
ラザフォードの推定では、原子核が占める体積は、原子の総体積に比べて非常に小さいことが示されました。

ラザフォード原子モデルの欠点

ラザフォード原子モデルの主な制限は次のとおりです:

ラザフォードは、電子は軌道と呼ばれる経路でコア中心の周りを移動すると述べました。ラザフォードの後の研究者であるマクスウェルは、このアイデアを採用し、電気誘引放射のアイデアを利用したテストを行いました.
マクスウェルによれば、高速で移動する粒子は電磁放射を誘導し、そのために中心の周りの電子は電磁放射を流す必要があります。
この放射線は、放射線の減少という不利益をもたらす方法として、電子の進歩から力を伝えます。ラザフォードのモデルを使用して実証されたように、わずかな知識では、電子は 10-8 秒以内に中心に転落することが示されています。
ラザフォードのモデルは最終的にマクスウェルの理論との戦いで変化し、原子保険を整理できませんでした。
ラザフォードのモデルの短所の 1 つは、彼がレビューを別のものにするイオタの電子の配置に関して何も参照しなかったことです。
ラザフォードのモデルのもう 1 つの否定的な点は、彼の研究を分裂させた原子内の電子の配置に関して何も言及していないことです。
さらに説明すると、電子軌道は安定しないと予想されます。ラザフォードのバージョンでは、分子の安定性を体験できませんでした。ラザフォードのモデルは電子デブリの計画を理解していなかったため、彼の推測は不十分でした。ラザフォードのモデルで示されているように、電子は円から外れるときに電気を失う可能性があります。これらは、ラザフォード原子モデルの主要な制限と見なされます。
初期の原子の種類は誤りであり、特定の実験的結果を説明できませんでしたが、それらは量子力学の世界における運命特性のアイデアでした。同様に、いくつかのラザフォードの結論も引き出されました。

結論

ラザフォードの現代科学への貢献は素晴らしいものです。彼は、次世代の科学者が科学的発見においてより高いレベルに到達する道を開きました。彼の実験にはいくつかの欠点がありますが、それでも彼の観察と声明の多くは現代科学にとって非常に価値があります。彼の実験の結果は、マクスウェルがさらなる結論を出すのに役立ちました。しかし、彼のモデルの主な欠点は、原子の安定性を説明できず、原子の配置に光を当てることができなかったことです.