Rutherford Model - Chemie - 2021
In 1911 het die Nieu-Seelander Ernest Rutherford 'n belangrike eksperiment uitgevoer.
Hy neem 'n stuk poloniummetaal (Po), wat alfa-deeltjies (α) uitstraal, en plaas dit in 'n loodkas met 'n klein gaatjie.
Alfa-deeltjies gaan deur ander loodplate deur gate in hul middel. Toe gaan hulle deur 'n baie dun lem (10-4mm) goud (Au).
Rutherford het 'n bewegende skottelsinksulfied (fluorescerende) aangepas om die pad wat deur die deeltjies geneem is, op te teken.
Die fisikus het opgemerk dat die meeste alfa-deeltjies oor die goue lem gekruis het en dat slegs 'n paar afwyk, of selfs teruggesak het.
Uit hierdie resultate het hy tot die gevolgtrekking gekom dat die atoom nie 'n positiewe sfeer was nie, met elektrone wat in hierdie sfeer gedompel is. Die gevolgtrekking gekom dat:
- die atoom is 'n groot leemte;
- die atoom het 'n baie klein kern;
- die atoom het 'n positiewe kern (+), aangesien alfa-deeltjies soms afwyk;
- Die elektrone is rondom die kern (in die elektrosfeer) om die positiewe ladings te balanseer.
Rutherford se atoommodel het toe 'n atoom met sirkelbane van elektrone rondom die kern voorgestel. Hy het die atoom vergelyk met die sonnestelsel, waar die elektrone die planete en die kern van die son sou wees.
Vandag is dit bekend dat die atoom 10.000 tot 100.000 keer groter is as sy kern. Op 'n makroskopiese skaal kan 'n mens 'n atoom met 'n sokkerstadion vergelyk.
As die atoom die Maracana-stadion was, sou die kern daarvan 'n mier in die middel van die veld wees. Die atoom is dus groot relatief tot sy kern.
Die Rutherford-atoom het egter 'n paar gebreke. As die atoomkern uit positiewe deeltjies bestaan, waarom stoot hierdie partikels mekaar dan nie af nie en val die kern nie inmekaar nie?
As die deeltjies teenoorgestelde ladings het, waarom trek hulle dan nie aan nie? Die elektrone sal geleidelik energie verloor deur na die kern te spiraal en sodoende energie in die vorm van lig uitstraal.
Maar hoe beweeg elektrone om die kern sonder dat atome ineenstort?
Hierdie vrae is in 1932 deur James Chadwick beantwoord. Hy het opgemerk dat die radio-aktiewe berillium (Be) -kern deeltjies uitstraal sonder elektriese lading en 'n massa gelyk aan die van die protone (+). Hy het hierdie deeltjie genoem neutrone.
Toe kom die derde subatomiese deeltjie. Ons weet nou dat daar in die kern van die atoom protone en neutrone is en in die elektrosfeer elektrone.
Toe het hierdie verhouding ontstaan:
In die tabel hierbo kan gesien word dat die elektron 1,836 keer kleiner is as die massa van 'n proton.