Model atomu Thomsona

Model budyniu śliwkowego był wczesnym (i błędnym) XX-wiecznym modelem atomu. Został on zaproponowany przez J.J. Thomsona w 1904 roku, po odkryciu elektronu, ale przed odkryciem jądra atomowego. W tym czasie naukowcy wiedzieli, że w atomie znajduje się dodatni ładunek, który równoważy ujemne ładunki elektronów, czyni±c atom neutralnym, ale nie wiedzieli, sk±d pochodzi ten dodatni ładunek. Model Thomsona pokazywał atom z dodatnio naładowanym medium, czyli przestrzenią, z ujemnie naładowanymi elektronami wewnątrz medium. Wkrótce po jego zaproponowaniu model ten został nazwany modelem "śliwkowego puddingu", ponieważ dodatni ośrodek był jak pudding, z elektronami, czyli śliwkami, w środku.

Przykład modelu Thomsona

Rozwój do współczesnego modelu atomowego

Model Rutherforda

Zasadniczo, w 1909 roku, niedługo po tym jak model Thomsona został zaproponowany, Hans Geiger i Ernest Marsden przeprowadzili eksperyment z cienkimi płatami złota, aby przetestować model Thomsona. Ich profesor, Ernest Rutherford, spodziewał się, że wyniki udowodnią, iż Thomson ma rację, ale ich rezultaty były zupełnie inne od tych, których się spodziewali. W 1911 r. Rutherford odkrył, że dodatnie ładunki pochodzą od maleńkich cząsteczek zwanych protonami, że protony znajdują się w maleńkim centrum zwanym jądrem, a elektrony krążą wokół jądra.

Model Bohra

Model Rutherforda był dość prosty, ale błędny, ponieważ elektrony mają ładunek i powinny być przyciągane do dodatnio naładowanego jądra. W 1913 r. Niels Bohr dodał do modelu atomu "poziomy energetyczne". Elektrony nie wpadają do jądra, ponieważ są zawarte w poziomach energetycznych, a żeby przejść na wyższy poziom energetyczny potrzebna jest dodatkowa energia, a żeby przejść na niższy poziom energetyczny potrzebne jest uwolnienie energii. Nie jest możliwa zmiana stanów energetycznych bez zmiany energii elektronu. Jeśli elektron zostanie uderzony przez foton (cząstkę przenoszącą promieniowanie elektromagnetyczne), zyska dodatkową energię i przejdzie na wyższy poziom energetyczny (zmieni stan), a następnie skoczy z powrotem w dół na niższy poziom energetyczny, uwalniając zawartą w nim energię. Ten nowy model został nazwany modelem Bohra lub modelem Rutherforda-Bohra. W ten sposób powstała zupełnie nowa gałąź nauki: Fizykę kwantową.

Model kwantowy

W 1926 roku Erwin Schrödinger wykorzystał pomysł, że elektrony zachowują się zarówno jak fala, jak i cząstka, jest to znane jako dualizm fali i cząstki. To dodało zupełnie nową warstwę do modelu atomu i fizyki kwantowej. W przypadku cząstki można wiedzieć, gdzie się ona znajduje w przestrzeni, jeśli się ją obserwuje (patrzy). Ale w przypadku fali, jest ona wszędzie, więc nie można określić, gdzie dokładnie się znajduje. Jest to znane jako niepewność kwantowa. W przypadku elektronu, możesz znać jedynie prawdopodobieństwo, że znajduje się on w danym miejscu, ponieważ jest on zarówno falą jak i cząstką. (Patrz diagram powyżej)

Obrazek przedstawiający elektron zmieniający poziom energetyczny oraz zyskujący i uwalniający energię w postaci fotonów.

To pokazuje aktualny model atomu. Czarne cieniowanie wokół atomu pokazuje prawdopodobieństwo znalezienia tam elektronu. Im jest ono ciemniejsze, tym większa szansa, że znajdziesz elektron w tym miejscu.