نموذج راذرفورد ، المعروف أيضًا باسم النموذج الكوكبي ، هو نموذج حاول وصف الذرة التي ابتكرها إرنست راذرفورد. قام راذرفورد بتوجيه تجربة جيجر - مارسدن الشهيرة في عام 1909 والتي أشارت ، بناءً على تحليل راذرفورد عام 1911 ، إلى أن نموذج بودنج البرقوق من جيه جي تومسون للذرة كان غير صحيح. يحتوي نموذج رذرفورد الجديد للذرة ، استنادًا إلى النتائج التجريبية ، على ميزات جديدة لشحنة مركزية مرتفعة نسبيًا تتركز في حجم صغير جدًا مقارنةً ببقية الذرة ومع هذا المجلد المركزي أيضًا يحتوي على الجزء الأكبر من الكتلة الذرية للذرة. تُعرف هذه المنطقة باسم "نواة" الذرة. أساس تجريبي للنموذج قام راذرفورد بإلغاء نموذج طومسون في عام 1911 من خلال تجربته المعروفة في صناعة رقائق الذهب والتي أظهر فيها أن الذرة لديها نواة صغيرة وثقيلة. صمم رذرفورد تجربة لاستخدام جسيمات ألفا المنبعثة من عنصر مشع كتحقيقات للعالم غير المرئي للبنية الذرية. إذا كان طومسون صحيحًا ، فستذهب الحزمة مباشرة من خلال رقائق الذهب. مرت معظم الحزم بالرقاقة ، ولكن تم تحويل عدد قليل منها. قدم رذرفورد نموذجه المادي الخاص بهيكله دون الذري ، كتفسير للنتائج التجريبية غير المتوقعة. فيه ، تتكون الذرة من شحنة مركزية (هذه هي النواة الذرية الحديثة ، على الرغم من أن رذرفورد لم يستخدم مصطلح "النواة" في ورقته) محاطًا بسحاب من الإلكترونات المدارية (المفترض). في ورقة مايو 1911 هذه ، لم يلتزم راذرفورد إلا بمنطقة صغيرة مركزية ذات شحنة موجبة أو سلبية للغاية في الذرة. - للتماسك ، خذ بعين الاعتبار مرور جسيم α عالي السرعة من خلال ذرة لها شحنة مركزية موجبة N e ، وتحيط بها شحنة تعويض من الإلكترونات N. من اعتبارات حيوية بحتة حول مدى قدرة جزيئات السرعة المعروفة على اختراق شحنة مركزية قدرها 100 ه ، تمكن راذرفورد من حساب أن نصف قطر شحنة الذهب المركزية الخاصة به يجب أن يكون أقل (كم أقل لا يمكن إخباره ) من 3.4 × 10−14 متر. كان ذلك في ذرة ذهبية معروفة بقطر 10 إلى 10 أمتار أو نحو ذلك - وهذا اكتشاف مثير للدهشة للغاية ، لأنه يتضمن شحنة مركزية قوية تقل عن 1/3000 من قطر الذرة. عمل نموذج رذرفورد على تركيز قدر كبير من شحنة الذرة وكتلتها على نواة صغيرة جدًا ، لكنه لم ينسب أي بنية للإلكترونات المتبقية والكتلة الذرية المتبقية. لم يذكر النموذج الذري لهنتارو ناجوكا ، حيث يتم ترتيب الإلكترونات في حلقة واحدة أو أكثر ، مع بنية مجازية محددة للحلقات المستقرة لزحل. كان لنموذج بودنج البرقوق من J. J. Thomson أيضًا حلقات من الإلكترونات المدارية. ادعى جان بابتيست بيرين في محاضرة نوبل أنه كان أول من اقترح هذا النموذج في ورقته بتاريخ 1901. أشارت ورقة راذرفورد إلى أن الشحنة المركزية للذرة قد تكون "متناسبة" مع كتلتها الذرية في وحدات الكتلة الهيدروجينية u (تقريبًا نصفها ، في نموذج راذرفورد). بالنسبة للذهب ، يبلغ عدد الكتلة هذا 197 (لم تكن معروفة بعد ذلك بدقة كبيرة) وبالتالي قام رذرفورد بتصميمه ليكون 196 ش. ومع ذلك ، لم يحاول راذرفورد جعل الاتصال المباشر بالشحنة المركزية بالرقم الذري ، لأن "الرقم الذري" للذهب (في ذلك الوقت كان مجرد رقم مكانه في الجدول الدوري) كان 79 ، ورذرفورد كان على غرار الشحنة لتكون حوالي + 100 وحدة (كان قد اقترح بالفعل 98 وحدة من الشحنة الإيجابية ، لجعل نصف 196). وبالتالي ، لم يقترح رذرفورد رسميًا أن الرقمين (مكان الجدول الدوري ، 79 ، والشحنة النووية ، 98 أو 100) قد يكونا متماثلين تمامًا. بعد شهر من ظهور ورقة راذرفورد ، قدم أنتونيوس فان دن بروك ، الاقتراح المتعلق بالهوية الدقيقة للرقم الذري والشحنة النووية ، وأكده لاحقًا تجريبيًا في غضون عامين ، قدمه هنري موسيلي. هذه هي المؤشرات الرئيسية لا تؤثر سحابة ذرة الإلكترون على نثر جسيمات ألفا. يتركز جزء كبير من شحنة الذرة الإيجابية في حجم صغير نسبيًا في وسط الذرة ، يُعرف اليوم باسم النواة. يتناسب حجم هذه الشحنة مع (يصل إلى رقم الشحنة الذي يمكن أن يكون حوالي نصف) الكتلة الذرية للذرة - ومن المعروف الآن أن الكتلة المتبقية تنسب معظمها إلى النيوترونات. هذه الكتلة المركزية المركزة والشحنة هي المسؤولة عن انحراف كل من جسيمات ألفا وبيتا. تتركز معظم الذرات الثقيلة مثل الذهب في منطقة الشحن المركزية ، حيث تشير الحسابات إلى أنه لا يتم تحويلها أو تحريكها بواسطة جسيمات ألفا عالية السرعة ، والتي تتمتع بزخم عالٍ جدًا مقارنة بالإلكترونات ، ولكن ليس فيما يتعلق بالثقل. الذرة ككل. الذرة نفسها حوالي 100000 (105) أضعاف قطر النواة. ويمكن أن يرتبط هذا بوضع حبة من الرمل في وسط ملعب لكرة القدم. المساهمة في العلوم الحديثة بعد اكتشاف راذرفورد ، بدأ العلماء يدركون أن الذرة ليست في النهاية جسيمًا واحدًا ، ولكنها تتكون من جسيمات دون ذرية أصغر بكثير. حددت الأبحاث اللاحقة التركيب الذري الدقيق الذي أدى إلى تجربة راذرفورد للرقائق الذهبية. اكتشف العلماء في النهاية أن الذرات لها نواة موجبة الشحنة (ذات عدد ذري ​​دقيق من الشحنات) في الوسط ، بنصف قطر يبلغ حوالي 1.2 × 10-15 متر × [عدد الكتلة الذرية] 1⁄3. تم العثور على الإلكترونات لتكون أصغر. في وقت لاحق ، وجد العلماء العدد المتوقع للإلكترونات (نفس العدد الذري) في الذرة باستخدام الأشعة السينية. عندما تمر الأشعة السينية عبر ذرة ، فإن بعضها منتثر ، بينما يمر الباقي عبر الذرة. نظرًا لأن الأشعة السينية تفقد شدتها في المقام الأول بسبب الانتثار في الإلكترونات ، من خلال ملاحظة معدل الانخفاض في شدة الأشعة السينية ، يمكن تقدير عدد الإلكترونات الموجودة في الذرة بدقة.


نموذج راذرفورد ، المعروف أيضًا باسم النموذج الكوكبي ، هو نموذج حاول وصف الذرة التي ابتكرها إرنست راذرفورد. قام راذرفورد بتوجيه تجربة جيجر - مارسدن الشهيرة في عام 1909 والتي أشارت ، بناءً على تحليل راذرفورد عام 1911 ، إلى أن نموذج بودنج البرقوق من جيه جي تومسون للذرة كان غير صحيح. يحتوي نموذج رذرفورد الجديد للذرة ، استنادًا إلى النتائج التجريبية ، على ميزات جديدة لشحنة مركزية مرتفعة نسبيًا تتركز في حجم صغير جدًا مقارنةً ببقية الذرة ومع هذا المجلد المركزي أيضًا يحتوي على الجزء الأكبر من الكتلة الذرية للذرة. تُعرف هذه المنطقة باسم "نواة" الذرة.
  • أساس تجريبي للنموذج
قام راذرفورد بإلغاء نموذج طومسون في عام 1911 من خلال تجربته المعروفة في صناعة رقائق الذهب والتي أظهر فيها أن الذرة لديها نواة صغيرة وثقيلة. صمم رذرفورد تجربة لاستخدام جسيمات ألفا المنبعثة من عنصر مشع كتحقيقات للعالم غير المرئي للبنية الذرية. إذا كان طومسون صحيحًا ، فستذهب الحزمة مباشرة من خلال رقائق الذهب. مرت معظم الحزم بالرقاقة ، ولكن تم تحويل عدد قليل منها.
قدم رذرفورد نموذجه المادي الخاص بهيكله دون الذري ، كتفسير للنتائج التجريبية غير المتوقعة. فيه ، تتكون الذرة من شحنة مركزية (هذه هي النواة الذرية الحديثة ، على الرغم من أن رذرفورد لم يستخدم مصطلح "النواة" في ورقته) محاطًا بسحاب من الإلكترونات المدارية (المفترض). في ورقة مايو 1911 هذه ، لم يلتزم راذرفورد إلا بمنطقة صغيرة مركزية ذات شحنة موجبة أو سلبية للغاية في الذرة.
- للتماسك ، خذ بعين الاعتبار مرور جسيم α عالي السرعة من خلال ذرة لها شحنة مركزية موجبة N e ، وتحيط بها شحنة تعويض من الإلكترونات N.
من اعتبارات حيوية بحتة حول مدى قدرة جزيئات السرعة المعروفة على اختراق شحنة مركزية قدرها 100 ه ، تمكن راذرفورد من حساب أن نصف قطر شحنة الذهب المركزية الخاصة به يجب أن يكون أقل (كم أقل لا يمكن إخباره ) من 3.4 × 10−14 متر. كان ذلك في ذرة ذهبية معروفة بقطر 10 إلى 10 أمتار أو نحو ذلك - وهذا اكتشاف مثير للدهشة للغاية ، لأنه يتضمن شحنة مركزية قوية تقل عن 1/3000 من قطر الذرة.
عمل نموذج رذرفورد على تركيز قدر كبير من شحنة الذرة وكتلتها على نواة صغيرة جدًا ، لكنه لم ينسب أي بنية للإلكترونات المتبقية والكتلة الذرية المتبقية. لم يذكر النموذج الذري لهنتارو ناجوكا ، حيث يتم ترتيب الإلكترونات في حلقة واحدة أو أكثر ، مع بنية مجازية محددة للحلقات المستقرة لزحل. كان لنموذج بودنج البرقوق من J. J. Thomson أيضًا حلقات من الإلكترونات المدارية. ادعى جان بابتيست بيرين في محاضرة نوبل أنه كان أول من اقترح هذا النموذج في ورقته بتاريخ 1901.
أشارت ورقة راذرفورد إلى أن الشحنة المركزية للذرة قد تكون "متناسبة" مع كتلتها الذرية في وحدات الكتلة الهيدروجينية u (تقريبًا نصفها ، في نموذج راذرفورد). بالنسبة للذهب ، يبلغ عدد الكتلة هذا 197 (لم تكن معروفة بعد ذلك بدقة كبيرة) وبالتالي قام رذرفورد بتصميمه ليكون 196 ش. ومع ذلك ، لم يحاول راذرفورد جعل الاتصال المباشر بالشحنة المركزية بالرقم الذري ، لأن "الرقم الذري" للذهب (في ذلك الوقت كان مجرد رقم مكانه في الجدول الدوري) كان 79 ، ورذرفورد كان على غرار الشحنة لتكون حوالي + 100 وحدة (كان قد اقترح بالفعل 98 وحدة من الشحنة الإيجابية ، لجعل نصف 196). وبالتالي ، لم يقترح رذرفورد رسميًا أن الرقمين (مكان الجدول الدوري ، 79 ، والشحنة النووية ، 98 أو 100) قد يكونا متماثلين تمامًا.
بعد شهر من ظهور ورقة راذرفورد ، قدم أنتونيوس فان دن بروك ، الاقتراح المتعلق بالهوية الدقيقة للرقم الذري والشحنة النووية ، وأكده لاحقًا تجريبيًا في غضون عامين ، قدمه هنري موسيلي.
  • هذه هي المؤشرات الرئيسية
  1. لا تؤثر سحابة ذرة الإلكترون على نثر جسيمات ألفا.   
  2. يتركز جزء كبير من شحنة الذرة الإيجابية في حجم صغير نسبيًا في وسط الذرة ، يُعرف اليوم باسم النواة. يتناسب حجم هذه الشحنة مع (يصل إلى رقم الشحنة الذي يمكن أن يكون حوالي نصف) الكتلة الذرية للذرة - ومن المعروف الآن أن الكتلة المتبقية تنسب معظمها إلى النيوترونات. هذه الكتلة المركزية المركزة والشحنة هي المسؤولة عن انحراف كل من جسيمات ألفا وبيتا. 
  3. تتركز معظم الذرات الثقيلة مثل الذهب في منطقة الشحن المركزية ، حيث تشير الحسابات إلى أنه لا يتم تحويلها أو تحريكها بواسطة جسيمات ألفا عالية السرعة ، والتي تتمتع بزخم عالٍ جدًا مقارنة بالإلكترونات ، ولكن ليس فيما يتعلق بالثقل. الذرة ككل.   
  4. الذرة نفسها حوالي 100000 (105) أضعاف قطر النواة. ويمكن أن يرتبط هذا بوضع حبة من الرمل في وسط ملعب لكرة القدم.
  • المساهمة في العلوم الحديثة
بعد اكتشاف راذرفورد ، بدأ العلماء يدركون أن الذرة ليست في النهاية جسيمًا واحدًا ، ولكنها تتكون من جسيمات دون ذرية أصغر بكثير. حددت الأبحاث اللاحقة التركيب الذري الدقيق الذي أدى إلى تجربة راذرفورد للرقائق الذهبية. اكتشف العلماء في النهاية أن الذرات لها نواة موجبة الشحنة (ذات عدد ذري ​​دقيق من الشحنات) في الوسط ، بنصف قطر يبلغ حوالي 1.2 × 10-15 متر × [عدد الكتلة الذرية] 1⁄3. تم العثور على الإلكترونات لتكون أصغر.
في وقت لاحق ، وجد العلماء العدد المتوقع للإلكترونات (نفس العدد الذري) في الذرة باستخدام الأشعة السينية. عندما تمر الأشعة السينية عبر ذرة ، فإن بعضها منتثر ، بينما يمر الباقي عبر الذرة. نظرًا لأن الأشعة السينية تفقد شدتها في المقام الأول بسبب الانتثار في الإلكترونات ، من خلال ملاحظة معدل الانخفاض في شدة الأشعة السينية ، يمكن تقدير عدد الإلكترونات الموجودة في الذرة بدقة.
Share To:

Mohamed Hassan

Post A Comment:

0 comments so far,add yours