PERINOV ATOMSKI MODEL: ZNAČILNOSTI, POSTULATI - KEMIJA - 2025

Atomska Model Perrin v primerjavi s strukturo atoma s sončnega sistema, kjer bi planeti biti stroški negativnih in Sonce bi bil pozitiven naboj skoncentrirane v središču atoma. Leta 1895 je ugledni francoski fizik prikazal prenos negativnih nabojev s katodnimi žarki proti površini, na katero so udarili.

To je pokazalo električno naravo katodnih žarkov in osvetlilo električno naravo atoma, razumejoč ga kot najmanjšo in nedeljivo enoto materije. Leta 1901 je Jean Baptiste Perrin predlagal, da privlačnost negativnih nabojev, ki obdajajo središče (pozitiven naboj), prepreči sila vztrajnosti.

Žan Baptiste Perrin

Ta model je pozneje dopolnil in izpopolnil Ernest Rutherford, ki je trdil, da se ves pozitivni naboj atoma nahaja v središču atoma in da so elektroni krožili okoli.

Vendar je imel ta model nekaj omejitev, ki jih takrat ni bilo mogoče razložiti, model pa je danski fizik Niels Bohr vzel za osnovo, da je njegov model leta 1913 predlagal.

Značilnosti Perinovega atomskega modela

Bistvene značilnosti Perinovega atomskega modela so naslednje:

- Atom je sestavljen iz velikega pozitivnega delca v njegovem središču, v katerem je koncentrirana večina atomske mase.

- Okoli koncentriranega pozitivnega naboja kroži več negativnih nabojev, ki kompenzirajo skupni električni naboj.

Perrinov predlog primerja atomsko strukturo s sončnim sistemom, kjer bi koncentrirani pozitivni naboj izpolnjeval vlogo Sonca, okoliški elektroni pa bi izpolnjevali vlogo planetov.

Perrin je bil pionir pri predlaganju prekinjene strukture atoma leta 1895. Vendar nikoli ni vztrajal pri oblikovanju eksperimenta, ki bi pripomogel k preverjanju tega koncepta.

Preizkus

V okviru svojega doktorskega usposabljanja je Perrin med letoma 1894 in 1897 služil kot asistent za fiziko v parku École Normale Supérieure v Parizu.

Do takrat je Perrin večino svojih raziskav razvil pri testiranju narave katodnih žarkov; to je, če so bili katodni žarki električno nabiti delci ali če so v obliki valov.

Katodni žarki

Eksperiment s katodnimi žarki je nastal na podlagi raziskav s Crookesovimi cevmi, zgradbo, ki jo je izumil angleški kemik William Crookes v 1870-ih.

Crookesova cev je sestavljena iz steklene cevi, ki vsebuje samo pline. Ta konfiguracija ima kovinski kos na vsakem koncu in vsak kos je priključen na zunanji vir napetosti.

Ko se cev napaja, se zrak v njej ionizira in posledično postane prevodnik električne energije in zapre odprt krog med končnima elektrodama.

V notranjosti cevi plini dobijo fluorescenčni videz, vendar znanstveniki do poznih 1890-ih niso bili jasni o vzroku tega pojava.

Do takrat ni bilo znano, ali je fluorescenca posledica kroženja elementarnih delcev znotraj cevi ali če žarki dobijo obliko valov, ki so jih nosili.

Perrinove preiskave

Leta 1895 je Perrin ponovil poskuse katodnih žarkov, tako da je izpraznilno cev priključil v večjo prazno posodo.

Poleg tega je Perrin postavil neprepustno steno za navadne molekule in ponovil Crooksovo konfiguracijo, tako da je postavil Faradayjevo kletko v zaščitno komoro.

Če bi žarki šli skozi neprepustno steno za navadne molekule znotraj Faradayeve kletke, bi se samodejno pokazalo, da so katodni žarki sestavljeni iz električno nabitih osnovnih delcev.

Način preverjanja

Da bi to potrdil, je Perrin v bližini neprepustne stene priključil elektrometer, da bi meril električne naboje, ki bi nastali, ko bi katodni žarki udarili tja.

Pri izvedbi poskusa je bilo dokazano, da vpliv katodnih žarkov na neprepustno steno povzroči majhno meritev negativnega naboja v elektrometru.

Nato je Perrin usmeril tok katodnih žarkov tako, da je sistem sprožil z električnim poljem in katodne žarke prisilil v udarec proti elektrometru. Ko se je to zgodilo, je števec zabeležil bistveno večji električni naboj v primerjavi s prejšnjim zapisom.

Zahvaljujoč Perrinovim poskusom se je pokazalo, da katodne žarke sestavljajo delci z negativnimi naboji.

Pozneje, v začetku dvajsetega stoletja, je JJ Thomson na podlagi Perrinove raziskave uradno odkril obstoj elektronov in njihovo razmerje med nabojem in maso.

Postulati

Leta 1904 je britanski znanstvenik JJ Thomson izrazil svoj predlog atomskega modela, poznanega tudi kot model slivovega pudinga.

V tem modelu smo pozitivni naboj razumeli kot homogeno maso, negativni naboji pa bi bili naključno razpršeni na omenjeni pozitivni masi.

Po analogiji bi bil pozitiven naboj masa pudinga, negativne naboje pa bi predstavljale slive. Perrin je ta model zavrnil leta 1907. Perrin v svojem predlogu navaja naslednje:

- Pozitivni naboj se ne širi po celotni strukturi atoma. Namesto tega je skoncentriran v središču atoma.

- Negativni naboji niso razpršeni po atomu. Namesto tega so razporejeni urejeno okoli pozitivnega naboja, proti zunanjem robu atoma.

Omejitve

Perrin atomski model ima dve glavni omejitvi, ki sta bili pozneje premagani zaradi prispevkov Bohra (1913) in kvantne fizike.

Najpomembnejše omejitve tega predloga so:

- Ni razlage, zakaj pozitivni naboj ostane skoncentriran v središču atoma.

- Stabilnost orbitov negativnih nabojev okoli središča atoma ni razumljiva.

Po Maxwellovih elektromagnetnih zakonih bi negativni naboji opisovali spiralne orbite okoli pozitivnih nabojev, dokler niso trčili z njimi.

Članki o interesu

Schrödingerjev atomski model.

De Brogliejev atomski model.

Chadwickov atomski model.

Heisenbergov atomski model.

Thomson-ov atomski model.

Daltonov atomski model.

Atomski model Dirac Jordan.

Atomski model Democritusa.

Bohrov atomski model.

Reference

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Pridobljeno: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Enciklopedija svetovne biografije. Pridobljeno: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Poklon Žanu Perrinu. © Evropsko fizično društvo. Pridobljeno: europhysicsnews.org
4. Atomski model (sf). Havana Kuba. Pridobljeno: eured.cu
5. Perrin, J (1926). Prekinjena struktura materije. Nobel Media AB. Pridobljeno: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. in Furió, C. (2010). Zgodovinski razvoj modelov atomskih in kemijskih vezi in njihove didaktične posledice. Univerza v Valenciji. Valencia Španija. Pridobljeno od: ojs.uv.es