duminică, 28 aprilie 2013

MODELE ATOMICE

MODELE ATOMICE

CONCEPTUL DE MODEL ATOMIC

         Prin " model atomic " se intelege o reprezentare simplificata, schematica, a structurii atomului, avand drept scop explicarea proprietatilor acestuia.

       Introducerea unui astfel de concept era imperios necesara, intrucat fara o baza intuitiva nu se putea ajunge la intelegerea structurii atomului ( deci a structurii materiei care ne inconjoara ) care, asa cum mentionam in lucrarile de mai devreme, constituie chiar fundamentul cunoasterii stintifice insasi.
      
    ELABORAREA PRIMELOR MODELE ATOMICE 

            Primul model atomic a fost elaborat de J. J. Thompson, dupa ce acesta a reusit sa puna in evidenta electronul ca particula constituenta a atomului determinandu-i, prin experimente de deviatie in campuri electrice si magnetice, sarcina specifica.
           Modelul lui Thompson s-a numit sugestiv " cozonac cu stafide ", intrucat atomul era privit ca o sfera compacta in interiorul caruia ar fi fost distribuite aleator atat sarcinile electrice pozitive, cat si cele electrice negative care asigura caracterul neutru din punct de vedere al orcarui atom.
                 Cum insa aparea, in mod natural, ideea ca in atom exista, pe langa electroni ( particule cu sarcina electrica negativa ), si particule cu sarcina electrica pozitiva, despre care s-a afirmat imediat ca au aceeasi marime a sarcinii ca si electronii, intrucat orice atom este neutru, indiferent de numarul de electroni ai acestuia ( notat cu Z ). Dupa cum s-a mentionat anterior, particulele incarcate pozitiv au fost denumite " protoni " de catre E. Rutherford in 1911, cand acesta a realizat un celebru experiment care ii poarta numele, prin care a reusit sa dovedeasca pe de o parte ca masa protonului este mult mai mare ca masa electronului, iar pe de alta parte ca modelul elaborat de Thompson este nerealist, fiind necesara o schimbare radicala de optica asupra structurii interne a atomului .
               Experimentul lui Rutherford consta in trimiterea de particule  ᶑ ( nuclee de heliu ) spre o foita de aur atat de subtire incat sa se poata considera ca este alcatuita dintr-un singur " strat  " de atomi.
         S-a constatat ca majoritatea covarsitoare a particulelor ᶑ treceau practic nedeviate prin foita metalica, in timp ce o mica parte sufereau devieri drastice de traiectorie .
             Rutherford a tras concluzia ca atomii ( in particular ) atomii de aur ) nu sunt nicidecum niste sfere compacte ( asa cum afirmase Thompson ), caz in care aproape toate particulele   ᶑ din fasciculul incident ar fi suferit modificari de traiectorie, mai mult sau mai putin semnificative.
         Prin urmare, s-a gasit o prima dovada experimentala a faptului ca intreaga sarcina electrica din atom este concentrata practic in centrul acestuia, intr-o regiune spatiala de dimensiuni foarte reduse in raport cu dimensiunile atomului in sine.
Aceasta zona spatiala centrala a atomului, in care este cuprinsa toata sarcina pozitiva a acestuia, a fost denumita " nucleu atomic ".
        S-a tras concluzia ( care imediat avea sa se dovedeasca incompleta ) ca nucleul atomic ar fi alcatuit din Z protoni. Aceasta afirmatie se baza pe faptul, constatat experimental, ca masa nucleului este un multiplu intreg al masei protonului. Asa cum s-a aratat anterior, inconsistenta ei s-a facut insa repede simtita din aceea ca factorul de proportionalitate dintre masa atomului ( de fapt masa nucleului, fata de care masele electronilor se puteau neglija ) si masa nu era egala cu Z decat in cazul hidrogenului, pentru toate celelalte elemente fiind mai mare decat Z. Acest numar notata cu A, este asadar numarul particulelor din nucleul atomic cu masa egala cu masa protonului, si cum numai Z dintre acestia sunt incarcate electric  ( protonii ), s-a inteles de aici ca restul de ( A - Z ) neutre, ceea ce le-a atras denumire de neutroni.

         Devenea limpede in acest fel ca atomul are o structura interna diferita de cea propusa de Thompson, si anume el este alcatuit din invelis electronic si nucleu care la randul lui este alcatuit din protoni si neutroni ( denumiti generic " nucleoni " ).
      Rutherford insusi propune pentru atom un model in care acesta este privit ca un tot unitar format dintr-un mic nucleu central, incarcat cu o sarcina electrica pozitiva de Z ori mai mare decat un proton si avand o masa de A ori mai mare decat a unui nucleon ( protonul si nucleonul avand aceeasi masa ), si din electronii care graviteaza in jurul acestuia, preum planetele in jurul Soarelui, neutralizandu-i sarcina pozitiva cu Z sarcini negative egale si avand mase neglijabile in raport cu nucleonii. Acest model atomic a fost numit " modelul planetar ".