Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της ατομικής θεωρίας του Rutherford

Μαζί με την εξέλιξη της επιστήμης, μια σειρά από θεωρίες σχετικά με το άτομο αναπτύχθηκαν από επιστήμονες και επηρέασαν τον ανθρώπινο πολιτισμό, ιδίως φέρνοντας πρόοδο στους τομείς της φυσικής, της χημείας και της βιολογίας. Με την ανάπτυξη της επιστήμης των ατόμων, μπορούμε να μάθουμε πώς η διάταξη των ατόμων ή πώς τα άτομα αντιδρούν μεταξύ τους για να σχηματίσουν έναν δεσμό.

Ένας από τους επιστήμονες που ανέπτυξαν το ατομικό μοντέλο από προηγούμενους επιστήμονες ήταν ο Ernest Rutherford (1911) γνωστός ως ατομική θεωρία Rutherford. Σε αυτή την ατομική θεωρία, ο Rutherford είπε ότι το άτομο έχει έναν κεντρικό πυρήνα ή συχνά αποκαλείται νεκρός που περιβάλλεται από ένα σύννεφο αρνητικά φορτισμένων ηλεκτρονίων. Η ατομική θεωρία του Rutherford βασίζεται σε πειράματα πυροβολώντας ένα λεπτό στρώμα (φύλλο αλουμινίου) χρυσού χρησιμοποιώντας σωματίδια άλφα (α).

Προηγουμένως, έχουν βρεθεί σωματίδια άλφα, τα οποία είναι σωματίδια με θετικό φορτίο και κινούνται ευθεία, έχουν μεγάλη διείσδυση ώστε να μπορούν να διεισδύσουν σε λεπτά φύλλα χαρτιού. Το πείραμα στοχεύει στην πραγματικότητα να δοκιμάσει τη γνώμη του JJ Thomson σχετικά με το εάν το άτομο είναι πραγματικά μια θετική στερεά μπάλα και όταν εκτίθεται σε σωματίδια άλφα θα ανακλάται ή θα λυγίζει.

Από τις παρατηρήσεις του Rutherford, διαπιστώθηκε ότι τα περισσότερα από τα σωματίδια άλφα διήλθαν από το χρυσό φύλλο χωρίς να λυγίσει, όπου το μεγαλύτερο μέρος του χώρου στο άτομο ήταν κενό. Επιπλέον, πολύ λίγα σωματίδια έχουν εκτραπεί εκτός δρόμου, δηλαδή το θετικό φορτίο του ατόμου καταλαμβάνει πολύ λίγο χώρο. Όταν το μικρό σωματίδιο του -α σωματιδίου εκτρέπεται από το 1800, δηλαδή όλο το θετικό φορτίο και η ατομική μάζα του χρυσού συγκεντρώνονται σε έναν πολύ μικρό όγκο μέσα στο άτομο που ονομάζεται πυρήνας.

(Διαβάστε επίσης: Γνωριμία με την ατομική θεωρία του Thomson)

Τα πλεονεκτήματα της ατομικής θεωρίας του Rutherford, μεταξύ άλλων, είναι εύκολα κατανοητά προκειμένου να εξηγηθεί η πολύπλοκη ατομική δομή, μπορεί να εξηγήσει το σχήμα μιας τροχιάς ηλεκτρονίων γύρω από τον ατομικό πυρήνα και μπορεί να περιγράψει την κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα.

Δυστυχώς, η ατομική θεωρία του Rutherford έχει πολλές αδυναμίες, μεταξύ των οποίων αυτή η θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει τη σταθερότητα του ατόμου. Σύμφωνα με τους νόμους της ηλεκτροδυναμικής, τα ηλεκτρόνια πρέπει να εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικά κύματα ως αποτέλεσμα της ακτινοβολίας. Η ενέργεια του ηλεκτρονίου πρέπει να μειώνεται συνεχώς και η τροχιά του ηλεκτρονίου γίνεται μια σπείρα που το μεταφέρει στον πυρήνα και ως αποτέλεσμα το άτομο πρέπει να καταρρεύσει, αλλά αυτό δεν συμβαίνει καθόλου.

Μια άλλη αδυναμία είναι ότι η ατομική θεωρία του Rutherford δεν εξηγεί τη σταθερότητα του ατόμου. Όπου, τα περιστρεφόμενα ηλεκτρόνια θα χάσουν ενέργεια και τελικά θα πέσουν στον πυρήνα όπου αυτό δεν είναι δυνατό.