PERINOV ATOMSKI MODEL: KARAKTERISTIKE, POSTULATI - KEMIJA - 2026

Atomska Model Perrin u odnosu na strukturu atoma s solarni sustav u kojem planeti će biti negativni naboji, a Sunce će biti pozitivan naboj koncentriran u središtu atoma. 1895. ugledni francuski fizičar pokazao je prijenos negativnih naboja katodnim zrakama prema površini na koju su udarali.

Ovim je demonstrirana električna priroda katodnih zraka i osvjetljavala je električnu prirodu atoma, shvaćajući ga kao najmanju i nedjeljivu jedinicu materije. Jean Baptiste Perrin je 1901. sugerirao da se privlačenjem negativnih naboja oko središta (pozitivnog naboja) suprotstavlja sila inercije.

Jean Baptiste Perrin

Kasnije je ovaj model dopunio i usavršio Ernest Rutherford, koji je tvrdio da se sav pozitivni naboj atoma nalazi u sredini atoma i da su oko njega kružili elektroni.

Međutim, ovaj je model imao određenih ograničenja koja se u to vrijeme nisu mogla objasniti, a model je uzeo kao osnova danski fizičar Niels Bohr kako bi predložio svoj model 1913. godine.

Karakteristike Perinova atomskog modela

Značajne osobine Perinova atomskog modela su sljedeće:

- Atom se sastoji od velike pozitivne čestice u njegovom središtu, u kojoj je koncentrirana većina atomske mase.

- Nekoliko negativnih naboja kruži oko koncentriranog pozitivnog naboja koji nadoknađuje ukupni električni naboj.

Perrinov prijedlog uspoređuje atomsku strukturu sa Sunčevim sustavom, gdje bi koncentrirani pozitivni naboj ispunio ulogu Sunca, a okolni elektroni ispunjavali bi ulogu planeta.

Perrin je bio pionir u sugeriranju diskontinuirane strukture atoma 1895. Međutim, nikada nije inzistirao na osmišljavanju eksperimenta koji bi pomogao da se provjeri ova koncepcija.

Eksperiment

Kao dio svog doktorskog usavršavanja, Perrin je služio kao asistent za fiziku na École Normale Supérieure u Parizu između 1894. i 1897.

Do tada je Perrin većinu svojih istraživanja razvio u ispitivanju prirode katodnih zraka; to jest, ako su katodne zrake bile električno nabijene čestice, ili ako su imale oblik valova.

Katodne zrake

Eksperiment s katodnim zracima nastao je istraživanjem Crookesovih cijevi, strukture koju je izmislio engleski kemičar William Crookes u 1870-ima.

Crookesova cijev sastoji se od staklene cijevi koja u sebi sadrži samo plinove. Ova konfiguracija ima metalni komad na svakom kraju, a svaki je komad spojen na vanjski izvor napona.

Kad se cijev napaja, zrak unutar nje se ionizira i, posljedično, ona postaje provodnik električne energije i zatvara otvoreni krug između elektroda na krajevima.

Unutar cijevi plinovi poprimaju fluorescentni izgled, ali sve do kasnih 1890-ih znanstvenicima nije bilo jasno o uzroku ove pojave.

Do tada je bilo nepoznato je li fluorescencija nastala zbog cirkulacije elementarnih čestica unutar cijevi ili su zrake dobile oblik valova koji ih nose.

Perrinova istraga

Godine 1895. Perrin je ponovio eksperimente katodnih zraka povezujući ispusnu cijev s većim praznim spremnikom.

Pored toga, Perrin je postavio nepropusni zid za obične molekule i ponovio Crookesovu konfiguraciju postavljanjem Faradayjevog kaveza, koji se nalazio unutar zaštitne komore.

Ako bi zrake prolazile kroz nepropusni zid za obične molekule unutar Faradayjevog kaveza, automatski bi se pokazalo da su katodne zrake sastavljene od električno nabijenih osnovnih čestica.

Način provjere

Kako bi to potvrdio, Perrin je spojio elektrometar blizu nepropusnog zida za mjerenje električnih naboja koji bi nastali kada katodne zrake budu pogodile tamo.

Tijekom provođenja pokusa, dokazano je da utjecaj katodnih zraka na nepropusni zid potiče malo mjerenje negativnog naboja u elektrometru.

Potom je Perrin usmjerio protok katodnih zraka prisiljavajući sustav indukcijom električnog polja i prisilio katodne zrake da udaraju u elektrometar. Kad se to dogodilo, brojilo je zabilježilo znatno veći električni naboj u odnosu na prethodni zapis.

Zahvaljujući Perrinovim eksperimentima, pokazalo se da se katodne zrake sastoje od čestica s negativnim nabojima.

Kasnije, u ranom dvadesetom stoljeću, JJ Thomson službeno je otkrio postojanje elektrona i njihov odnos naboj-masa, na temelju Perrinova istraživanja.

postulati

Britanski znanstvenik JJ Thomson iznio je 1904. svoj prijedlog atomskog modela, poznatog i kao model pudinga od šljive.

U ovom se modelu pozitivni naboj shvaća kao homogena masa, a negativni naboji će se nasumično raspršiti na navedenoj pozitivnoj masi.

Analogno, pozitivni naboj bio bi masa pudinga, a negativni naboj predstavljen šljivama. Perrin je ovaj model odbacio 1907. U svom prijedlogu Perrin navodi sljedeće:

- Pozitivni naboj se ne širi u čitavoj atomskoj strukturi. Umjesto toga, koncentrirana je u središtu atoma.

- Negativni naboji nisu raspršeni po atomu. Umjesto toga, oni su raspoređeni na uredan način oko pozitivnog naboja, prema vanjskom rubu atoma.

Ograničenja

Perrin atomski model ima dvije velike restrikcije, koje su naknadno prevladane zahvaljujući doprinosima Bohera (1913.) i kvantne fizike.

Najznačajnija ograničenja ovog prijedloga su:

- Ne postoji objašnjenje zašto pozitivni naboj ostaje koncentriran u centru atoma.

- Stabilnost orbita negativnih naboja oko središta atoma se ne razumije.

Prema Maxwellovim elektromagnetskim zakonima, negativni naboji opisivali bi spiralne orbite oko pozitivnih naboja, sve dok se nisu sudarili s njima.

Članci interesa

Schrödingerov atomski model.

De Broglieov atomski model.

Chadwickov atomski model.

Heisenbergov atomski model.

Thomson-ov atomski model.

Daltonov atomski model.

Atomski model Dirac Jordana.

Atomski model Demokrita.

Bohrov atomski model.

Reference

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Obnova: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Enciklopedija svjetske biografije. Oporavak od: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Počast Jean Perrin. © Europsko fizičko društvo. Oporavilo sa: europhysicsnews.org
4. Atomski model (sf). Havana Kuba. Oporavak od: eured.cu
5. Perrin, J (1926). Prekidna struktura materije. Nobel Media AB. Oporavilo od: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. i Furió, C. (2010). Povijesni razvoj modela atoma i kemijskih veza i njihove didaktičke implikacije. Sveučilište u Valenciji. Valencia Španjolska. Oporavak od: ojs.uv.es