Модель атома Резерфорда.

Мы уже говорили, что ни­какие химические реакции не могут превратить один эле­мент в другой. В процессе же радиоактивного излучения это превращение происходит самопроизвольно.

А раз природа сама допускает самопроизвольные пре­вращения, то можно найти способ искусственно получать из одних элементов другие и осуществить мечты средне­вековых алхимиков, пытавшихся превратить свинец или ртуть в золото.

Представлению об атомах, как о неделимых кирпичи­ках мироздания, был нанесен сокрушительный удар.

Но радиоактивные излучения не только сигнализируют нам о превращениях атомов, о их сложном строении, они дают возможность изучить внутреннюю структуру атома. Но как проникнуть в атом?

С открытием радиоактивности у исследователей появи­лись частицы, скорость которых достигала 17 тысяч кило­метров в секунду. И вот известный английский физик Резерфорд решил использовать эти частицы как снаряды для исследования строения атома.

Изучая прохождение альфа-частиц через тонкие ме­таллические листки, Резерфорд нашел, что большинство частиц проходит через листок, не изменяя заметно на­правления своего движения.

Отсюда можно сделать заключение, что атом —это не сплошь заполненный каким-либо тяжелым веществом объем. Лишь малая часть объема атома препятствует прохождению альфа-частицы и вызывает ее отклонение от прямолинейного пути. Этот малый объем и есть ядро атома.

На первый взгляд, исследования Резерфорда кажутся весьма неточными. Так, слепой, ощупывая палкой камень, может приблизительно определить его форму и размеры, а также, учитывая усилия, которые нужно приложить к камню, чтобы сдвинуть его с места, оценить его вес (массу).

Физик-экспериментатор, бомбардируя атомы, также не видит их, но его методы исследования точнее палки слепого. В своих опытах Резерфорд бомбардировал атомы огромным количеством альфа-частиц. Он подсчитал число частиц, испытавших большое отклонение и, зная количе­ство атомов в тонком листке, смог определить размеры атомного ядра и доказать, что в этом малом объеме сосре­доточена почти вся масса атома.

Так -возникла модель атома Резерфорда.

По этой модели атом представляется в виде малень­кой планетной системы. В центре находится очень мал:ая, но весьма тяжелая частица — атомное ядро, имеющее положительный электрический заряд. В ядре сосредото­чена почти вся масса атома, а размеры его значительно меньше самого атома. Так, объем, занимаемый атомными ядрами в окружающих нас телах, составляет примерно только одну тысячемиллиардную часть всего видимого нами объема тела.

Вокруг ядра на сравнительно больших расстояниях движутся легкие частицы—электроны. В целом атом нейтрален, то есть не имеет электрического заряда. По­этому число электронов в атомах равно количеству поло­жительных элементарных зарядов ядра. Заряд ядра численно равен номеру элемента в периодической системе Менделеева и определяет электрические силы, с кото­рыми атом воздействует на другие атомы, то есть его хи­мические свойства.

Легче всего представить себе схемы строения наибо­лее простых атомов (рис. 1). Атом самого легкого эле­мента— водорода состоит из двух частиц. Вокруг ядра водорода вращается один электрон. У гелия — второго элемента периодической системы — вокруг ядра враща­ются два электрона, у кислорода — восемь электронов, в атоме урана — 92 электрона. Чем тяжелее атом, тем сложнее он устроен.

clip_image002

Рис. 1. Схема строения наиболее простых атомов