Oamenii de știință nu au ajuns imediat la înțelegerea corectăstructura atomului. Primul model al atomului a fost propus de fizicianul englez JJ Thomson, care a descoperit electronul. Dar modelul său a intrat în conflict cu experimentele lui E. Rutherford privind distribuirea unei sarcini pozitive într-o microparticulă. Aceste experimente ale lui Rutherford au jucat un rol major în înțelegerea modului în care atomul funcționează.
Было уже известно, что масса электрона в тысячи ori mai mică decât masa particulei în sine. Rutherford a făcut ipoteza: deoarece atomul ca întreg este neutru, masa sa principală ar trebui să cadă pe partea încărcată pozitiv. Pentru a confirma această ipoteză, experimentele lui Rutherford au fost reduse la următoarele.
El a sugerat utilizarea de particule alfa pentru a sondaatom. Masa unui electron este de aproximativ 8.000 de ori mai mica decat masa particulelor α, iar viteza lor este foarte mare - poate ajunge la 20.000 de kilometri pe secunda. Acestea au fost experimentele de împrăștiere a particulelor alfa ale lui Rutherford.
Atomii elementelor grele bombardate de acesteaparticule. Datorită masei mici, electronii nu au putut schimba traiectoria particulelor α. Acest lucru ar putea face doar o parte a atomului, încărcat pozitiv. Prin urmare, prin natura dispersiei particulelor alfa, va fi posibil să se recunoască distribuția maselor în interiorul microparticulei substanței și sarcina pozitivă.
Experimentele lui Rutherford au avut următoarea schemă.Orice substanță radioactivă a fost plasată în interiorul cilindrului de plumb. În acest cilindru, un canal îngust a fost forat longitudinal. Fluxul de particule α din acest canal a căzut pe o folie subțire din materialul studiat (cupru, aur, etc.). Apoi particulele alfa au căzut pe un ecran translucid, care a fost acoperit cu sulfură de zinc. Fiecare particulă, care se ciocnește cu ecranul, a dat un fulger de lumină (scintilație), poate fi văzută printr-un microscop.
Experimentele ulterioare ale lui Rutherford au arătat că sunt micinumărul de particule alfa (aproximativ una din două mii) a fost deviat cu un unghi mai mare de 90 °. Acest fapt a încurcat foarte mult Rutherford. El a spus că este la fel de incredibil ca și cum ai împușca o bucată de hârtie subțire cu un proiectil și el te-ar întoarce și te va lovi. Într-adevăr, este imposibil să se prevadă un astfel de rezultat bazat pe modelul Thomson, iar Rutherford a sugerat că o particulă α poate fi aruncată înapoi numai atunci când masa principală a unui atom este într-un volum foarte mic. Experimentele lui Rutherford l-au ajutat să vină la modelul de bază. Acesta este un corp de dimensiuni mici, unde aproape toată încărcătura pozitivă și întreaga masă a microparticulei sunt concentrate.
Modelul atomic urmează direct dinexperimente care au condus Rutherford. Structura atomului conform conceptului lui Rutherford este următoarea. Un nucleu încărcat pozitiv este în centru. Deoarece atomul este neutru, numărul de electroni este egal cu numărul ordinal al elementului din sistemul periodic Mendeleev. Se deplasează într-un cerc deasupra miezului, pe măsură ce planetele se rotesc în jurul Soarelui în orbitele lor. Mișcarea electronilor se datorează forțelor Coulomb. Un atom de hidrogen conține un singur electron care orbitează nucleul său. Nucleul său atomic poartă o încărcătură și o masă pozitivă, de aproximativ 1836 de ori mai mare decât un electron.
Un astfel de model al atomului a avut o justificare experimentală, dar pe baza acestui model este imposibil să se explice stabilitatea existenței sale.
Электроны, движущиеся по орбите, должны по legile mecanicii clasice se apropie de nucleu din cauza pierderii energiei și, în cele din urmă, cad pe ea. De fapt, electronul nu cade pe nucleu. Microparticulele elementelor chimice sunt foarte stabile și pot exista de foarte mult timp. Concluzia privind distrugerea inevitabilă a atomului datorată pierderii de energie, care nu este în concordanță cu experimentele lui Rutherford, este rezultatul aplicării legilor mecanicii clasice la fenomenele microscale. În consecință, legile fizicii clasice nu sunt aplicabile fenomenelor microproceselor.
