PERRIN-ATOMIMALLI: OMINAISUUDET, POSTULAATIT - KEMIA - 2025

Atomi malli Perrin verrattuna rakenne atomin kanssa aurinkokunnan jossa planeetat olisi negatiivisten varausten ja Sun olisi positiivinen varaus keskittynyt keskellä atomin. Vuonna 1895 merkittävä ranskalainen fyysikko osoitti negatiivisten varausten siirtymisen katodisäteiltä kohti pintaa, johon ne osuivat.

Tämä osoitti katodisäteiden sähköisen luonteen ja valotti atomin sähköistä luonnetta ymmärtäen sen pienimmäksi ja jakamattomaksi aineyksiköksi. Vuonna 1901 Jean Baptiste Perrin ehdotti, että keskusta ympäröivien negatiivisten varausten (positiivisen varauksen) vetovoimaa torjuu hitausvoimalla.

Jean Baptiste Perrin

Tätä mallia täydensi ja paransi myöhemmin Ernest Rutherford, joka väitti, että kaikki atomin positiivinen varaus sijaitsi atomin keskellä ja että elektronit kiertävät sen ympärillä.

Tässä mallissa oli kuitenkin joitain rajoituksia, joita ei tuolloin voinut selittää, ja tanskalainen fyysikko Niels Bohr otti mallin perustaksi ehdottaakseen malliaan vuonna 1913.

Perrin-atomimallin ominaispiirteet

Perrinin atomimallin houkuttelevat piirteet ovat seuraavat:

- Atomi koostuu sen keskellä olevasta suuresta positiivisesta hiukkasesta, johon suurin osa atomimassasta on keskittynyt.

- Tämän keskittyneen positiivisen varauksen ympärillä kiertää useita negatiivisia varauksia, jotka kompensoivat kokonaisen sähkövarauksen.

Perrinin ehdotuksessa verrataan atomirakennetta aurinkokuntaan, jossa keskittynyt positiivinen varaus täyttäisi Auringon roolin ja ympäröivät elektronit täyttäisivät planeettojen roolin.

Perrin oli edelläkävijä ehdotettaessa atomin epäjatkuvaa rakennetta vuonna 1895. Hän ei kuitenkaan koskaan vaatinut suunnitellun kokeilun, joka auttaisi tämän käsityksen varmentamisessa.

Koe

Osana tohtorikoulutusta Perrin toimi fysiikan avustajana École Normale Supérieuressa Pariisissa vuosina 1894–1897.

Siihen mennessä Perrin kehitti suurimman osan tutkimuksestaan ​​katodisäteiden luonteen testaamiseen; ts. jos katodisäteet olivat sähköisesti varautuneita hiukkasia tai jos ne olivat aaltojen muodossa.

Katodisäteet

Katodisädekoe syntyi tutkimuksesta Crookes-putkilla, rakenteen, jonka englantilainen kemisti William Crookes keksi 1870-luvulla.

Crookes-putki koostuu lasiputkesta, jonka sisällä on vain kaasuja. Tämän kokoonpanon molemmissa päissä on metallikappale ja jokainen kappale on kytketty ulkoiseen jännitelähteeseen.

Kun putkeen syötetään virtaa, sen sisällä oleva ilma ionisoituu, ja siitä seuraa, että siitä tulee sähkönjohdin ja sulkee avoimen piirin elektrodien välillä päissä.

Putken sisällä kaasut ovat fluoresoivia, mutta 1890-luvun loppuun saakka tutkijat eivät olleet selviä tämän ilmiön syystä.

Siihen mennessä ei ollut tiedossa, johtuiko fluoresenssi elementtihiukkasten kiertämisestä putken sisällä vai oliko säteet muodostaneet niitä kuljettavat aallot.

Perrinin tutkimukset

Vuonna 1895 Perrin toisti katodisädekokeet yhdistämällä tyhjennysputken suurempaan tyhjään astiaan.

Lisäksi Perrin sijoitti läpäisemättömän seinämän tavallisille molekyyleille ja toisti Crookes-konfiguraation asettamalla Faraday-häkin, joka sisältyy suojakammioon.

Jos säteet kulkivat Faraday-häkin sisällä olevien tavallisten molekyylien läpäisemättömän seinämän läpi, osoitettaisiin automaattisesti, että katodisäteet koostuivat perustavanlaatuisista sähköisesti varautuneista hiukkasista.

Varmennusmenetelmä

Tämän vahvistamiseksi Perrin liitti sähkömittarin läpäisemättömän seinän läheisyyteen mitataksesi sähkövaraukset, jotka syntyisivät katodisäteiden osuessa sinne.

Koetta suoritettaessa todistettiin, että katodisäteiden vaikutus läpäisemättömään seinämään aiheutti pienen negatiivisen varauksen mittauksen elektrometrissä.

Myöhemmin Perrin taipasi katodisäteiden virtausta pakottamalla järjestelmän indusoimalla sähkökentän, ja pakotti katodisäteet vaikuttamaan sähkömittariin. Kun se tapahtui, mittari rekisteröi huomattavasti suuremman sähkövarauksen verrattuna aikaisempaan ennätykseen.

Perrinin kokeiden ansiosta osoitettiin, että katodisäteet koostuivat hiukkasista, joilla oli negatiivisia varauksia.

Myöhemmin, 1900-luvun alkupuolella, JJ Thomson löysi Perrinin tutkimuksen perusteella muodollisesti elektronien olemassaolon ja niiden varaus-massa-suhteen.

postulaatit

Vuonna 1904 brittiläinen tutkija JJ Thomson kertoi ehdotuksestaan ​​atomimalliin, joka tunnetaan myös nimellä luumu vanukas malli.

Tässä mallissa positiivinen varaus ymmärrettiin homogeeniseksi massaksi ja negatiiviset varaukset jakautuvat satunnaisesti mainittuun positiiviseen massaan.

Vastaavasti positiivinen varaus olisi vanukkaan massa ja negatiiviset varaukset edustaisivat luumut. Perrin kiisti tämän mallin vuonna 1907. Perrin ilmoittaa ehdotuksessaan seuraavan:

- Positiivinen varaus ei laajene koko atomirakenteessa. Pikemminkin se on keskittynyt atomin keskelle.

- Negatiiviset varaukset eivät ole hajallaan atomissa. Sen sijaan ne on järjestetty määrätyllä tavalla positiivisen varauksen ympärille, kohti atomin ulkoreunaa.

rajoitukset

Perrinin atomimallissa on kaksi suurta rajoitusta, jotka myöhemmin ylitettiin Bohrin (1913) ja kvanttifysiikan ansiosta.

Ehdotuksen merkittävimmät rajoitukset ovat:

- Ei ole selitystä sille, miksi positiivinen varaus pysyy keskittyneenä atomin keskelle.

- Negatiivisten varausten kiertoratojen stabiilisuutta atomin keskustan ympärillä ei ymmärretä.

Maxwellin sähkömagneettisten lakien mukaan negatiiviset varaukset kuvaavat spiraali kiertoratoja positiivisten varausten ympärillä, kunnes ne törmäsivät niihin.

Kiinnostavat artikkelit

Schrödingerin atomimalli.

De Broglie-atomimalli.

Chadwickin atomimalli.

Heisenbergin atomimalli.

Thomsonin atomimalli.

Daltonin atomimalli.

Dirac Jordan-atomimalli.

Democrituksen atomimalli.

Bohrin atomimalli.

Viitteet

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Elpynyt: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Maailman elämäkerran tietosanakirja. Palautettu osoitteesta: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Kunnianosoitus Jean Perrinille. © European Physical Society. Palautettu osoitteesta: europhysicsnews.org
4. Atomimalli (sf). Havana Kuuba. Palautettu: ecured.cu
5. Perrin, J (1926). Aineen epäjatkuva rakenne. Nobel Media AB. Palautettu osoitteesta: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. ja Furió, C. (2010). Atomi- ja kemiallisten sidosmallien historiallinen kehitys ja niiden didaktiset vaikutukset. Valencian yliopisto. Valencia Espanja. Palautettu: ojs.uv.es