atomi și aur

În 1911, Rutherford și colegii săi Hans Geiger și Ernest Marsden au inițiat o serie de experimente inovatoare care ar schimba complet modelul acceptat al atomului. Au bombardat foi foarte subțiri de folie de aur cu particule alfa în mișcare rapidă.

figura \(\PageIndex{2}\) (A) Configurarea experimentală pentru experimentul cu folie de aur al lui Rutherford: un element radioactiv care emitea particule alfa era îndreptat spre o foaie subțire de folie de aur care era înconjurată de un ecran care permitea detectarea particulelor deviate. (B) conform modelului de budincă de prune (sus), toate particulele alfa ar fi trebuit să treacă prin folia de aur cu o deviere mică sau deloc. Rutherford a descoperit că un procent mic de particule alfa au fost deviate la unghiuri mari, ceea ce ar putea fi explicat de un atom cu un nucleu foarte mic, dens, încărcat pozitiv în centrul său (partea de jos).conform modelului atomic acceptat, în care masa și sarcina unui atom sunt distribuite uniform în întregul atom, oamenii de știință se așteptau ca toate particulele alfa să treacă prin folia de aur doar cu o ușoară deviere sau deloc. Surprinzător, așa cum se arată în figura \(\PageIndex{2}\) (în timp ce majoritatea particulelor alfa au fost într-adevăr nedeflectate, un procent foarte mic (aproximativ 1 din 8000 de particule) a sărit de pe folia de aur la unghiuri foarte mari. Unii chiar au fost redirecționați către sursă. Nici o cunoaștere anterioară nu i-a pregătit pentru această descoperire. Într-un citat celebru, Rutherford a exclamat că a fost „ca și cum ai fi tras o coajă de 15 inci asupra unei bucăți de țesut și s-a întors și te-a lovit.”Rutherford trebuia să vină cu un model complet nou al atomului pentru a-și explica rezultatele. Deoarece marea majoritate a particulelor alfa au trecut prin aur, el a argumentat că cea mai mare parte a atomului era spațiu gol. În schimb, particulele care au fost foarte deviate trebuie să fi experimentat o forță extrem de puternică în interiorul atomului. El a concluzionat că toată sarcina pozitivă și majoritatea masei atomului trebuie concentrate într-un spațiu foarte mic din interiorul atomului, pe care l-a numit nucleu. Nucleul este nucleul mic, dens, central al atomului și este compus din protoni și neutroni.modelul atomic al lui Rutherford a devenit cunoscut ca modelul nuclear. În atomul nuclear, protonii și neutronii, care cuprind aproape toată masa atomului, sunt localizați în nucleul din centrul atomului. Electronii sunt distribuiți în jurul nucleului și ocupă cea mai mare parte a volumului atomului. Merită subliniat cât de mic este nucleul în comparație cu restul atomului. Dacă am putea arunca în aer un atom de mărimea unui mare stadion de fotbal profesionist, nucleul ar fi cam de mărimea unei marmure.modelul lui Rutherford s-a dovedit a fi un pas important spre o înțelegere deplină a atomului. Cu toate acestea, nu a abordat complet natura electronilor și modul în care au ocupat spațiul vast din jurul nucleului. Pentru aceasta și alte informații, Rutherford a primit Premiul Nobel pentru Chimie în 1908. Din păcate, Rutherford ar fi preferat să primească Premiul Nobel pentru fizică, deoarece considera fizica superioară chimiei. În opinia sa, ” toată știința este fie fizică, fie colectare de timbre.”