Ученые не сразу пришли к правильному пониманию la struttura dell'atomo. Il primo modello dell'atomo fu proposto dal fisico inglese JJ Thomson, che scoprì l'elettrone. Ma il suo modello entrò in conflitto con gli esperimenti di E. Rutherford sulla distribuzione di una carica positiva in una microparticella. Questi esperimenti di Rutherford hanno avuto un ruolo importante nel comprendere come funziona l'atomo.
Era già noto che la massa di un elettrone in migliaiatempi inferiori alla massa della particella stessa. Rutherford fece l'ipotesi: poiché l'atomo nel suo complesso è neutro, la sua massa principale dovrebbe cadere sulla parte con carica positiva. Per confermare questa ipotesi, gli esperimenti di Rutherford furono ridotti a quanto segue.
Suggerì di usare particelle alfa per sondareatomo. La massa di un elettrone è circa 8.000 volte più piccola della massa delle particelle α, e la loro velocità è molto alta - può raggiungere ventimila chilometri al secondo. Questi erano gli esperimenti di scattering di particelle alfa di Rutherford.
Atomi di elementi pesanti bombardati da questiparticelle. A causa della piccola massa, gli elettroni non potevano cambiare la traiettoria delle particelle α. Questo potrebbe rendere solo una parte dell'atomo, caricata positivamente. Di conseguenza, per la natura della dispersione di particelle alfa, sarà possibile riconoscere la distribuzione di massa all'interno della microparticella della sostanza e la carica positiva.
Gli esperimenti di Rutherford avevano il seguente schema.Qualsiasi sostanza radioattiva è stata collocata all'interno del cilindro del piombo. In questo cilindro è stato praticato un canale stretto longitudinalmente. Il flusso di particelle α da questo canale è caduto su un foglio sottile dal materiale in studio (rame, oro, ecc.). Quindi le particelle alfa caddero su uno schermo traslucido, che era ricoperto di solfuro di zinco. Ogni particella, collisione con lo schermo, ha dato un lampo di luce (scintillazione), potrebbe essere visto attraverso un microscopio.
Ulteriori esperimenti di Rutherford hanno dimostrato che piccoloil numero di particelle alfa (circa uno su duemila) deviato da un angolo superiore a 90 °. Questo fatto sconcertò enormemente Rutherford. Disse che era incredibile quanto sparare un pezzo di carta sottile con un proiettile e che sarebbe tornato indietro e colpito. In effetti, è impossibile prevedere un risultato simile basato sul modello Thomson e Rutherford ha suggerito che una particella α può essere rigettata solo quando la massa principale di un atomo si trova in un volume molto piccolo. Quindi gli esperimenti di Rutherford lo hanno aiutato a raggiungere il modello di base. Questo è un corpo di piccole dimensioni, dove sono concentrate quasi l'intera carica positiva e l'intera massa della microparticella.
Il modello atomico segue direttamente daesperienze che hanno condotto Rutherford. La struttura dell'atomo secondo il concetto di Rutherford è la seguente. Un nucleo caricato positivamente è al centro. Poiché l'atomo è neutro, il numero di elettroni è uguale al numero ordinale dell'elemento nel sistema periodico di Mendeleev. Si muovono in un cerchio sopra il nucleo, mentre i pianeti ruotano attorno al Sole nelle loro orbite. Il moto degli elettroni è dovuto alle forze di Coulomb. Un atomo di idrogeno contiene solo un elettrone che orbita intorno al suo nucleo. Il suo nucleo atomico trasporta una carica e una massa positive, circa 1836 volte la massa di un elettrone.
Tale modello dell'atomo aveva una giustificazione sperimentale, ma sulla base di questo modello è impossibile spiegare la stabilità della sua esistenza.
Gli elettroni che si muovono in orbita dovrebberole leggi della meccanica classica si avvicinano al nucleo a causa della perdita di energia e, alla fine, cadono su di essa. In effetti, l'elettrone non cade sul nucleo. Le microparticelle di elementi chimici sono molto stabili e possono esistere per un tempo molto lungo. La conclusione sull'inevitabile distruzione dell'atomo dovuta alla perdita di energia, che non è coerente con gli esperimenti di Rutherford, è il risultato dell'applicazione delle leggi della meccanica classica ai fenomeni di microscala. Di conseguenza, le leggi della fisica classica non sono applicabili ai fenomeni del micromondo.
