Lernziele
- Beschreiben Rutherfords Goldfolienexperiment.
- Beschreiben Sie das Kernmodell des Atoms.
Wie viel Platz tun, Ziegel zu besetzen?
Wie wir sehen die Welt um uns herum, es sieht ziemlich solide. Wir schlagen mit der Hand auf eine Wand und die Hand stoppt – sie geht (normalerweise) nicht durch die Wand. Wir denken an Materie als besetzenden Raum. Aber es gibt viel leeren Raum in der Materie. Tatsächlich ist der größte Teil der Angelegenheit leerer Raum.,
Das Goldfolienexperiment
1911 initiierten Rutherford und seine Kollegen Hans Geiger und Ernest Marsden eine Reihe bahnbrechender Experimente, die das akzeptierte Modell des Atoms vollständig verändern würden. Sie bombardierten sehr dünne Blätter Goldfolie mit sich schnell bewegenden Alphateilchen. Alphateilchen, eine Art natürliches radioaktives Teilchen, sind positiv geladene Teilchen mit einer Masse, die etwa viermal so groß ist wie die eines Wasserstoffatoms.
Abbildung 1., (A) Der Versuchsaufbau für Rutherfords Goldfolienexperiment: Ein radioaktives Element, das Alphateilchen emittierte, wurde auf ein dünnes Blatt Goldfolie gerichtet, das von einem Bildschirm umgeben war, der den Nachweis der abgelenkten Partikel ermöglichen würde. (B) Gemäß dem Pflaumenpuddingmodell (oben) sollten alle Alphateilchen die Goldfolie mit wenig oder keiner Ablenkung durchlaufen haben. Rutherford fand heraus, dass ein kleiner Prozentsatz der Alphateilchen in großen Winkeln abgelenkt wurde, was durch ein Atom mit einem sehr kleinen, dichten, positiv geladenen Kern in seiner Mitte (unten) erklärt werden konnte.,
Nach dem akzeptierten Atommodell, bei dem Masse und Ladung eines Atoms gleichmäßig über das Atom verteilt sind, erwarteten die Wissenschaftler, dass alle Alphateilchen die Goldfolie durchlaufen würden nur eine leichte Ablenkung oder gar keine. Überraschenderweise prallte ein sehr kleiner Prozentsatz (etwa 1 von 8000 Partikeln), während die meisten Alphateilchen tatsächlich unentdeckt waren, in sehr großen Winkeln von der Goldfolie ab. Einige wurden sogar zurück zur Quelle umgeleitet. Keine Vorkenntnisse hatten sie auf diese Entdeckung vorbereitet., In einem berühmten Zitat rief Rutherford aus, dass es „als hätten Sie eine 15-Zoll-Granate auf ein Stück Seidenpapier abgefeuert und es kam zurück und traf Sie.“
Rutherford musste ein völlig neues Modell des Atoms entwickeln, um seine Ergebnisse zu erklären. Da die überwiegende Mehrheit der Alphateilchen das Gold durchlaufen hatte, argumentierte er, dass der größte Teil des Atoms leerer Raum sei. Im Gegensatz dazu müssen die Teilchen, die stark abgelenkt waren, eine enorm starke Kraft innerhalb des Atoms erfahren haben., Er kam zu dem Schluss, dass die gesamte positive Ladung und der Großteil der Masse des Atoms in einem sehr kleinen Raum im Inneren des Atoms konzentriert sein müssen, den er den Kern nannte. Der Kern ist der winzige, dichte, zentrale Kern des Atoms und besteht aus Protonen und Neutronen.
Rutherfords Atommodell wurde als Atommodell bekannt. Im Kernatom befinden sich die Protonen und Neutronen, die fast die gesamte Masse des Atoms ausmachen, im Kern in der Mitte des Atoms. Die Elektronen sind um den Kern verteilt und nehmen den größten Teil des Volumens des Atoms ein., Es lohnt sich zu betonen, wie klein der Kern im Vergleich zum Rest des Atoms ist. Wenn wir ein Atom von der Größe eines großen Profifußballstadions sprengen könnten, wäre der Kern ungefähr so groß wie ein Marmor.
Rutherfords Modell erwies sich als wichtiger Schritt hin zu einem vollständigen Verständnis des Atoms. Es ging jedoch nicht vollständig auf die Natur der Elektronen und die Art und Weise ein, wie sie den riesigen Raum um den Kern besetzten. Erst einige Jahre später wurde ein vollständiges Verständnis des Elektrons erreicht., Dies erwies sich als der Schlüssel zum Verständnis der chemischen Eigenschaften von Elementen.
Sehen Sie sich ein Video an, das das Goldfolienexperiment erklärt:
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- Das Bombardement von Goldfolie mit Alphateilchen zeigte, dass einige Partikel abgelenkt waren.
- Das Kernmodell des Atoms besteht aus einem kleinen und dichten positiv geladenen Inneren, das von einer Elektronenwolke umgeben ist.
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Verwenden Sie den folgenden Link, um die folgenden Fragen zu beantworten:
http://www.icbse.com/topics/rutherfords-model-atom
- Wie dick war die Goldfolie?,
- Welche Alpha-Quelle hat er benutzt?
- Wie viele wurden gerade wieder abgelenkt?
- Was war ein Nachteil von Rutherfords Theorie?
Review
- Wann haben Rutherford und Kollegen ihre Forschung durchgeführt?
- Was ist ein Alphateilchen?
- Wie hat Rutherford die Beobachtung erklärt, dass die meisten Alphateilchen direkt durch die Goldfolie gingen?
- Was hat er über die Teilchen gesagt, die abgelenkt wurden?
- Beschreiben Sie Rutherfords Atommodell.,
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- Alphateilchen: Eine Art natürliches radioaktives Teilchen, sind positiv geladene Teilchen mit einer Masse, die etwa viermal so groß ist wie die eines Wasserstoffatoms.
- Kernmodell: Das Kernmodell des Atoms besteht aus einem kleinen und dichten positiv geladenen Innenraum, der von einer Elektronenwolke umgeben ist.