Planetaarne aatomimudel

Esimene, kes leidis, et aatom on jagatav, oli inglise füüsik Joseph Thompson. Tema ettekujutuse järgi kujutas aatom endast "positiivse elektri merd", millesse on korrapäraselt paigutatud elektronid. Antud mudel esitati 1904. aastal ning seda nimetati rosinapudingiks.

Hilisemad uuringud lükkasid ümber selle mudeli kehtivuse ja 1911. aastal esitas teine inglise teadlane Ernest Rutherford oma aatomimudeli, mis põhineb aatomi ja päikesesüsteemi analoogial. Seetõttu nimetatakse seda planetaarseks aatomimudeliks.

mudel.gif (5298 bytes)

Päikesesüsteemi keskmeks on päike - aatomi keskmeks on aatomituum. Aatomituuma ümber, tuumast suurel kaugusel, liiguvad elektronid, päikese ümber tiirlevad planeedid. Planeedid tiirlevad ümber päikese mööda oma orbiite, mis on nagu kihid ümber päikese; samuti liiguvad elektronid ümber tuuma kindlatel orbiitidel, moodustades ka kihte.Elektroni sarnasus planeediga avaldub ka selles, et mõlemad tiireldes, samaaegselt pöörlevad ümber oma mõttelise telje. Elektroni pöörlemist nimetatakse spinniks.

Põhiline erinevus seisneb vaid elektrilaengute olemasolus ja erinevuses: planeedid on elektroneutraalsed, elektronid on aga negatiivse laenguga. Kuid aatom tervikuna on neutraalne, sest aatomituumal on positiivne laeng.

Seega aatom koosneb positiivselt laetud tuumast ja sellest suurel kaugusel kihtidena orbiitidel tiirlevatest elektronidest, mis on negatiivse laenguga.

Füüsikast teame, et vastasnimelised laengud tõmbuvad.Miks siis elektronid ei kuku tuuma peale?Sellele andis selgitusetaani teadlane Niels Bohr. Elektron liigub ümber tuuma hiigelsuure kiirusega - umbes kaheksa miljonit km / tunnis, seejuures kiirgamata energiat.

planmudel.gif (8276 bytes)

Planetaarne aatomimudel

See näitab, et elektrilist külgetõmbejõudu tasakaalustavad elektroni liikumisel tekkivad tsentrifugaaljõud ning nii elektron ei kukugi tuumale.

Rutherford nimetas osakesi, mis annavad aatomituumale laengu, prootoniteks (ladina keeles protos - esimene), mille mass on 1 ja laeng on +1 ning tähis p. Näiteks vesiniku aatomi tuumas on üks prooton ja vesiniku aatomituuma laeng on +1, hapniku aatomi tuumas on 8 prootonit ja seega tuumalaeng on +8 jne.

Rutherfordi arvates koosneb aatomituum ainult positiivsetest osakestest - prootonitest, sest tema uuris katseliselt vesiniku aatomit, mille tuumas ei olegi ühtegi teist osakest peale ühe prootoni.