Atomic Model of Thomson Characteristics, Experiments, Postulates

de Thomson's atomisch model werd erkend in de wereld omdat het het eerste licht gaf op de configuratie van protonen en elektronen in de structuur van het atoom. Met dit voorstel suggereerde Thomson dat de atomen uniform waren en een positieve lading bevatten op een homogene manier, met willekeurige inlays van elektronen in elk atoom.

Om het te beschrijven, vergeleek Thomson zijn model met de pruimenpudding. Deze vergelijking werd later gebruikt als een alternatieve naam voor het model. Vanwege verschillende inconsistenties (theoretisch en experimenteel) over de verdeling van elektrische ladingen binnen het atoom, werd het Thomson-model echter in 1911 weggegooid..

index

• 1 Oorsprong
• 2 kenmerken
• 3 Experimenten om het model te ontwikkelen
  • 3.1 Kathode stralen
  • 3.2 Evolutie in het onderzoek
  • 3.3 Herhaling van het experiment
• 4 postulaten
• 5 Controversieel model
• 6 Beperkingen
  • 6.1 Het onderzoek van Rutherfod
  • 6.2 Nieuw voorstel
• 7 artikelen van belang
• 8 Referenties

oorsprong

Dit atomaire model werd voorgesteld door de Engelse wetenschapper Joseph John "J.J." Thomson in 1904, met als doel de samenstelling van atomen te verklaren op basis van de begrippen waarvan we toen kennis hadden.

Bovendien was Thomson verantwoordelijk voor de ontdekking van het elektron aan het einde van de 19e eeuw. Het is vermeldenswaard dat het Thomson-atoommodel werd voorgesteld kort na de ontdekking van het elektron, maar voordat het het bestaan ​​van een atoomkern kende.

Daarom bestond het voorstel in een gedispergeerde configuratie van alle negatieve ladingen binnen de atomaire structuur, die op zijn beurt bestond uit een uniforme massa van positieve lading..

features

- Het atoom heeft een neutrale lading.

- Er is een bron van positieve lading die de negatieve lading van elektronen neutraliseert.

- Deze positieve lading is gelijkmatig verdeeld in het atoom.

- In Thomson's woorden, "negatief geëlektrificeerde bloedlichaampjes" - dat wil zeggen, elektronen - zijn vervat in de uniforme massa van positieve lading.

- De elektronen kunnen vrij binnen het atoom komen.

- De elektronen hadden stabiele banen, een argument gebaseerd op de wet van Gauss. Als de elektronen zich door de positieve "massa" bewogen, werden de interne krachten binnen de elektronen gebalanceerd door de positieve lading die automatisch rond de baan werd gegenereerd.

- Het Thomson-model was in de volksmond bekend in Engeland als een model van pruimpudding, aangezien de door Thomson voorgestelde elektronendeling vergelijkbaar was met de dispositie van de pruimen in genoemd dessert.

Experimenten om het model te ontwikkelen

Thomson voerde verschillende tests uit met kathodestraalbuizen om de eigenschappen van subatomaire deeltjes te testen en de basis te leggen voor zijn model. Kathodestraalbuizen zijn glazen buizen waarvan het luchtgehalte vrijwel volledig is geleegd.

Deze buizen zijn geëlektrificeerd met een batterij die de buis polariseert om een ​​negatief ladingseinde (kathode) en een positief geladen uiteinde (anode) te hebben.

Ze zijn ook aan beide zijden afgedicht en worden onderworpen aan hoge spanningsniveaus door elektrificatie van twee elektroden die op de kathode van het apparaat zijn geplaatst. Deze configuratie induceert de circulatie van een deeltjesbundel van de kathode naar de buisanode.

Kathode stralen

Er is de oorsprong van de naam van dit type gereedschappen, aangezien deze kathodestralen worden genoemd vanwege het punt van uitgang van de deeltjes in de buis. Door de anode van de buis te schilderen met een materiaal zoals fosfor of lood, wordt aan het positieve einde een reactie gegenereerd juist wanneer de deeltjesbundel ermee in botsing komt.

In zijn experimenten bepaalde Thomson de afwijking van de straal in zijn pad van de kathode naar de anode. Later probeerde Thomson de eigenschappen van deze deeltjes te valideren: in feite de elektrische lading en de reactie ertussen.

De Engelse natuurkundige plaatste twee elektrische platen met tegengestelde lading op de bovenste en onderste uiteinden van de buis. Vanwege deze polarisatie werd de bundel omgeleid naar de positief geladen plaat, geplaatst op de bovenste aanslag.

Op deze manier toonde Thomson aan dat de kathodestraal bestond uit negatief geladen deeltjes die vanwege hun tegengestelde lading werden aangetrokken in de richting van de positief geladen plaat.

Evolutie in onderzoek

Thomson ontwikkelde zijn aannames en plaatste na die bevinding twee magneten op beide zijden van de buis. Deze opname beïnvloedde ook enkele afwijkingen van de kathodische straal.

Door het bijbehorende magnetische veld te analyseren, kon Thomson de massa-tot-lading-verhouding van subatomaire deeltjes bepalen en ontdekte dat de massa van elk subatomair deeltje verwaarloosbaar was in vergelijking met de atoommassa..

J.J. Thomson creëerde een apparaat dat voorafging aan de uitvinding en de perfectie van wat nu bekend staat als een massaspectrometer.

Dit apparaat voert een vrij nauwkeurige meting uit van de relatie tussen massa en lading van de ionen, wat buitengewoon nuttige informatie oplevert om de samenstelling van de elementen in de natuur te bepalen.

Het experiment herhalen

Thomson voerde hetzelfde experiment meerdere malen uit, waarbij hij de metalen die hij gebruikte voor de plaatsing van de elektroden in de kathodestraalbuis, veranderde.

Uiteindelijk bepaalde hij dat de eigenschappen van de straal constant bleven, ongeacht het materiaal dat voor de elektroden werd gebruikt. Dat wil zeggen, deze factor was niet bepalend bij de uitvoering van het experiment.

Thomson's studies waren erg nuttig om de moleculaire structuur van sommige stoffen te verklaren, evenals de vorming van atoomverbindingen.

postulaten

Thomson's model bracht in één enkele verklaring de gunstige conclusies van de Britse wetenschapper John Dalton over de atomaire structuur samen en wees op de aanwezigheid van elektronen binnen elk atoom.

Thomson voerde daarnaast verschillende onderzoeken uit naar protonen in neon-gas en toonde zo de elektrische neutraliteit van atomen aan. De positieve lading op het atoom werd echter voorgesteld als een uniforme massa en niet als deeltjes.

Thomson's experiment met kathodestralen maakte de aankondiging van de volgende wetenschappelijke postulaten mogelijk:

- De kathodestraal wordt gevormd door subatomaire deeltjes met negatieve lading. Thomson definieerde deze deeltjes aanvankelijk als "bloedlichaampjes".

- De massa van elk subatomair deeltje is slechts 0,0005 maal de massa van een waterstofatoom.

- Deze subatomaire deeltjes worden gevonden in alle atomen van alle elementen van de aarde.

- De atomen zijn elektrisch neutraal; dat wil zeggen, de negatieve lading van de "lichaampjes" wordt gelijkgesteld met de positieve lading van de protonen.

Controversieel model

Thomson's atomaire model bleek zeer controversieel binnen de wetenschappelijke gemeenschap, omdat het het Dalmatische atomische model tegenspreekt.

Laatstgenoemde postuleerde dat atomen ondeelbare eenheden waren, ondanks de combinaties die kunnen worden gegenereerd tijdens chemische reacties.

Dus overweegt Dalton niet het bestaan ​​van subatomaire deeltjes - zoals elektronen - in atomen.

Thomson daarentegen vond een nieuw model dat een alternatieve verklaring bood voor de atomaire en subatomaire samenstelling, na de ontdekking van het elektron.

Het atomaire model van Thomson werd snel onthuld door de vergelijking met de populaire Engelse dessert "plum pudding". De massa van de pudding symboliseert een integraal beeld van het atoom en de pruimen vertegenwoordigen elk van de elektronen waaruit het atoom bestaat.

beperkingen

Het door Thomson gesuggereerde model genoot op dat moment grote populariteit en aanvaarding en diende als een startpunt om de atomaire structuur te onderzoeken en de bijbehorende details te verfijnen.

De belangrijkste reden voor acceptatie van het model was hoe goed het zich aanpaste aan de waarnemingen van Thomson's kathodestraalexperimenten.

Het model had echter belangrijke mogelijkheden voor verbetering om de verdeling van elektrische ladingen binnen het atoom, zowel positieve als negatieve ladingen, te verklaren.

Het onderzoek van Rutherfod

Later, in het decennium van 1910, zette de wetenschappelijke school onder leiding van Thomson het onderzoek voort naar de modellen van atomaire structuur.

Zo bepaalde Ernest Rutherford, een voormalig student van Thomson, de beperkingen van Thomson's atomisch model, in het gezelschap van de Britse fysicus Ernest Marsden en de Duitse fysicus Hans Geiger..

Het drietal wetenschappers voerde verschillende experimenten uit met alfa (α) deeltjes, dat wil zeggen geïoniseerde kernen van 4He-moleculen, zonder de elektronendekking eromheen.

Dit type deeltjes bestaat uit twee protonen en twee neutronen, daarom domineert de positieve lading. Alfadeeltjes worden geproduceerd in kernreacties of door experimenten met radioactief verval.

Rutherford heeft een opstelling ontworpen waarmee het gedrag van de alfadeeltjes kan worden geëvalueerd bij het passeren van vaste stoffen, zoals bijvoorbeeld gouden bladen.

In de padanalyse werd gedetecteerd dat sommige deeltjes een afwijkingshoek vertoonden bij het penetreren van de gouden bladen. In andere gevallen werd ook een lichte stuiting op het schokelement waargenomen.

Na het onderzoek met alfadeeltjes, waren Rutherfod, Marsden en Geiger in tegenspraak met het atomaire model van Thomson en stelden in plaats daarvan een nieuwe atomaire structuur voor.

Nieuw voorstel

Het tegenvoorstel van Rutherford en zijn collega's was dat het atoom bestond uit een kleine kern met hoge dichtheid, waarin positieve ladingen en een ring van elektronen zich eromheen concentreerden..

De ontdekking van de atoomkern door Rutherford bracht een nieuwe lucht voor de wetenschappelijke gemeenschap met zich mee. Maar jaren later werd dit model ook ingetrokken en vervangen door het Bohr-atoommodel.

Artikelen van belang

Atoommodel van Schrödinger.

Atoommodel van Broglie.

Atoommodel van Chadwick.

Atoommodel van Heisenberg.

Atoommodel van Perrin.

Atoommodel van Dalton.

Atoommodel van Dirac Jordan.

Atoommodel van Democritus.

Atoommodel van Bohr.

referenties

1. Ontdekking van het elektron en de kern (s.f.). Teruggeplaatst van: khanacademy.org
2. J.J. Thomson Atomic Theory and Biography (s.f.). Teruggeplaatst van: thoughtco.com
3. Modern Atomic Theory: Models (2007). Teruggeplaatst van: abcte.org
4. Thomson-atomisch model (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Opgehaald van: britannica.com
5. Wikipedia, The Free Encyclopedia (2018). Atoommodel van Thomson. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org
6. Wikipedia, The free Encyclopedia (2018). Plum pudding-model. Teruggeplaatst van: en.wikipedia.org