Teoria atomică

Teoria atomică a lui Democritus

Democritus a crezut că dacă tai ceva în două din nou și din nou, în cele din urmă va trebui să te oprești. El a spus că această ultimă bucată de materie nu poate fi tăiată mai mică. Democritus a numit aceste mici bucăți de materie atomi, ceea ce înseamnă "indivizibil". El credea că atomii vor dura pentru totdeauna, nu se vor schimba niciodată și nu vor putea fi distruși. Democritus credea că nu există nimic între atomi și că tot ceea ce ne înconjoară ar putea fi explicat dacă am putea înțelege cum funcționează atomii.

Alți filosofi au fost de acord, iar alții nu au fost de acord. Aceștia nu aveau cum să experimenteze pentru a demonstra dacă teoria sa era adevărată sau nu.

Teoria atomică a lui Boscovich

În 1758, Roger Joseph Boscovich a descris un precursor al teoriei atomice.

Teoria atomică a lui Dalton

În 1803, savantul englez John Dalton, născut în Cumberland, a refăcut teoria lui Democritus, după cum urmează:

1. Toată materia este formată din atomi.
2. Că atomii sunt particule indivizibile și invizibile.
3. Că atomii aceluiași element sunt de același tip și masă.
4. Atomii care formează compușii chimici sunt prezenți în proporții prestabilite.
5. Modificările chimice corespund unei reorganizări a atomilor care iau parte la reacția chimică.

Dalton a definit atomul ca fiind unitatea de bază a unui element care poate lua parte la o combinație chimică.

Modelul atomic al lui Thomson

În 1850, Sir William Crookes a construit un "tub de descărcare", adică un tub de sticlă fără aer și cu electrozi metalici la capete, conectat la o sursă de înaltă tensiune. Atunci când se creează un vid în tub, se poate observa o descărcare luminoasă care trece de la catod (electrod încărcat negativ) la anod (electrod încărcat pozitiv). Crookes a denumit această emisie "raze catodice".

După experimentele cu raze catodice, Sir Joseph John Thomson a stabilit că raza emisă era formată din sarcini negative, deoarece acestea erau atrase de polul pozitiv. Thomson știa că atomii sunt neutrii din punct de vedere electric, dar a stabilit că, pentru ca acest lucru să se întâmple, un atom trebuie să aibă aceeași cantitate de sarcini negative și pozitive. Sarcinile negative au fost denumite electroni (e-).

Conform ipotezelor stabilite cu privire la sarcina neutră a atomilor, Thomson a propus primul model atomic, care a fost descris ca o sferă încărcată pozitiv în care electronii erau încastrați (cu sarcini negative). Acesta este cunoscut sub numele de modelul budincii de prune.

În 1906, Robert Millikan a determinat că electronii au o sarcină Coulomb (C) de -1,6 * 10⁻¹⁹, ceea ce a permis calcularea masei sale minuscule, egală cu 9,109 * 10 ⁻³¹kg.

În același timp, experimentele efectuate de Eugene Goldstein în 1886 cu ajutorul tuburilor cu descărcare catodică i-au permis să stabilească faptul că sarcinile pozitive au o masă de 1,6726 * 10 ⁻²⁷kg și o sarcină electrică de +1,6 * 10 C⁻¹⁹. Lordul Ernest Rutherford a numit ulterior aceste particule încărcate pozitiv protoni

Reprezentare schematică a modelului Thomson.

Modelul atomic al lui Rutherford

În 1910, fizicianul neozeelandez Ernest Rutherford a lansat ideea că sarcinile pozitive ale atomului se găsesc în principal în centrul acestuia, în nucleu, iar electronii (e-) în jurul acestuia.

Rutherford a demonstrat acest lucru atunci când a folosit o sursă de radiații alfa (din heliu) pentru a lovi foi de aur foarte subțiri, înconjurate de un abajur de sulfură de zinc care producea lumină vizibilă atunci când era lovit de emisiile alfa. Acest experiment a fost numit experimentul Geiger-Marsden sau experimentul foliei de aur

În acest stadiu, principalele elemente ale atomului erau clare, la care se adaugă descoperirea faptului că atomii unui element se pot prezenta sub formă de izotopi. Izotopii variază în funcție de numărul de neutroni prezenți în nucleu. Deși acest model era bine înțeles, fizica modernă s-a dezvoltat în continuare, iar ideile actuale nu pot fi ușor de înțeles. Câteva idei despre fizica atomică actuală pot fi găsite în linkurile din tabelul de mai jos.

Experimentul atomic al Lordului Ernest Rutherford

Fizică modernă

Atomii nu sunt particule elementare, deoarece sunt alcătuite din particule subatomice precum protonii și neutronii. Protonii și neutronii nu sunt, de asemenea, particule elementare, deoarece sunt alcătuite din particule și mai mici, numite quarci, unite între ele de alte particule numite gluoni (deoarece acestea "lipesc" quarcii în atom). Quarcurile sunt elementare deoarece quarcurile nu pot fi descompuse mai departe.