ATOMOVÝ MODEL PERRIN: CHARAKTERISTIKY, POSTULÁTY - CHEMIE - 2025

Modelu atomu Perrin srovnání strukturu atomu solárního systému, kde planety by byly negativní náboje a Slunce by kladný náboj koncentrována ve středu atomu. V roce 1895 prominentní francouzský fyzik demonstroval přenos negativních nábojů katodovými paprsky na povrch, na který zasáhli.

Tímto byla demonstrována elektrická povaha katodových paprsků a vrhla světlo na elektrickou povahu atomu, což chápala jako nejmenší a nedělitelnou jednotku hmoty. V roce 1901 Jean Baptiste Perrin navrhl, že přitažlivost záporných nábojů obklopujících centrum (kladný náboj) je potlačena silou setrvačnosti.

Jean Baptiste Perrin

Tento model byl později doplněn a zdokonalen Ernestem Rutherfordem, který tvrdil, že veškerý kladný náboj atomu je umístěn ve středu atomu a že elektrony obíhají kolem něj.

Tento model však měl určitá omezení, která v té době nebylo možné vysvětlit, a tento model vzal dánský fyzik Niels Bohr jako základ pro jeho návrh v roce 1913.

Charakteristiky atomového modelu Perrinu

Hlavní rysy Perrinova atomového modelu jsou následující:

- Atom je tvořen velkou pozitivní částicí ve středu, ve které je soustředěna většina atomové hmoty.

- Několik negativních nábojů obíhá kolem tohoto koncentrovaného kladného náboje, které kompenzují celkový elektrický náboj.

Perrinův návrh porovnává atomovou strukturu se sluneční soustavou, kde koncentrovaný pozitivní náboj by plnil roli Slunce a okolní elektrony by plnily roli planet.

Perrin byl průkopníkem v navrhování nespojité struktury atomu v roce 1895. Nikdy však netrval na návrhu experimentu, který by pomohl ověřit tuto koncepci.

Experiment

V rámci doktorského studia působil Perrin v letech 1894 až 1897 jako asistent fyziky na École Normale Supérieure v Paříži.

Do té doby Perrin vyvinul většinu svého výzkumu v testování povahy katodových paprsků; to znamená, že pokud jsou katodové paprsky elektricky nabité částice nebo pokud mají podobu vln.

Katodové paprsky

Experiment s katodovým paprskem vycházel z výzkumu s Crookesovými trubicemi, struktury, kterou vynalezl anglický chemik William Crookes v 70. letech 20. století.

Trubice Crookes je vyrobena ze skleněné trubice, která obsahuje pouze plyny uvnitř. Tato konfigurace má kovový kus na každém konci a každý kus je připojen k externímu zdroji napětí.

Když je trubice pod napětím, vzduch uvnitř ní ionizuje a následně se stává vodičem elektřiny a uzavírá otevřený obvod mezi koncovými elektrodami.

Uvnitř zkumavky plyny získávají fluorescenční vzhled, ale až do konce 90. let 20. století vědci nevěděli o příčině tohoto jevu.

Do té doby nebylo známo, zda byla fluorescence způsobena cirkulací elementárních částic uvnitř trubice, nebo zda paprsky získaly tvar vln, které je nesly.

Perrinova vyšetřování

V roce 1895 Perrin replikoval experimenty s katodovým paprskem připojením výbojky k větší prázdné nádobě.

Kromě toho Perrin umístil nepropustnou zeď pro běžné molekuly a replikoval Crookesovu konfiguraci umístěním Faradayova klece, umístěného v ochranné komoře.

Pokud paprsky procházejí nepropustnou stěnou pro obyčejné molekuly uvnitř Faradayovy klece, automaticky by se ukázalo, že katodové paprsky byly složeny ze základních elektricky nabitých částic.

Metoda ověření

Aby to potvrdilo, připojil Perrin k nepropustné stěně elektroměr, aby změřil elektrické náboje, které by vznikly, když by tam zasáhly katodové paprsky.

Při provádění experimentu bylo prokázáno, že dopad katodových paprsků na nepropustnou stěnu způsobil malé měření záporného náboje v elektroměru.

Následně Perrin odklonil tok katodových paprsků tak, že systém přinutil indukcí elektrického pole a donutil katodové paprsky, aby dopadly na elektroměr. Když k tomu došlo, měřič zaznamenal výrazně vyšší elektrický náboj ve srovnání s předchozím záznamem.

Díky Perrinovým experimentům se ukázalo, že katodové paprsky byly tvořeny částicemi se zápornými náboji.

Později, na začátku 20. století, JJ Thomson formálně objevil existenci elektronů a jejich vztah náboj-hmotnost na základě Perrinova výzkumu.

Předpokládá se

V roce 1904 britský vědec JJ Thomson vyjádřil svůj návrh na atomový model, známý také jako model švestkového pudinku.

V tomto modelu byl kladný náboj chápán jako homogenní hmota a záporné náboje by byly náhodně rozptýleny na uvedené kladné množství.

Analogicky by kladným nábojem byla hmotnost pudinku a záporné náboje představovaly švestky. Tento model byl vyvrácen Perrinem v roce 1907. Ve svém návrhu uvádí Perrin následující:

- Kladný náboj se nerozšiřuje po celé atomové struktuře. Spíše je koncentrována ve středu atomu.

- Záporné náboje nejsou rozptýleny po celém atomu. Místo toho jsou uspořádány uspořádaným způsobem kolem kladného náboje směrem k vnějšímu okraji atomu.

Omezení

Perrinův atomový model má dvě hlavní omezení, která byla následně překonána díky příspěvkům Bohra (1913) a kvantové fyziky.

Nejvýznamnější omezení tohoto návrhu jsou:

- Neexistuje žádné vysvětlení, proč kladný náboj zůstává soustředěn ve středu atomu.

- Stabilita orbitálních záporných nábojů kolem středu atomu není pochopena.

Podle Maxwellových elektromagnetických zákonů by záporné náboje popisovaly spirálové oběžné dráhy kolem kladných nábojů, dokud se s nimi nesrážejí.

Články zájmu

Schrödingerův atomový model.

Atomový model De Broglie.

Chadwickův atomový model.

Heisenbergův atomový model.

Thomsonův atomový model.

Daltonův atomový model.

Atomový model Dirac Jordan.

Atomový model Demokrita.

Bohrův atomový model.

Reference

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Obnoveno z: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Encyklopedie světové biografie. Obnoveno z: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Pocta Jeanu Perrinovi. © Evropská fyzická společnost. Obnoveno z: europhysicsnews.org
4. Atomový model (sf). Havana Kuba. Obnoveno z: ecured.cu
5. Perrin, J (1926). Diskontinuální struktura hmoty. Nobel Media AB. Obnoveno z: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. a Furió, C. (2010). Historický vývoj atomových a chemických vazebných modelů a jejich didaktické důsledky. Univerzita ve Valencii. Valencia Španělsko. Obnoveno z: ojs.uv.es