АТОМНА МОДЕЛЬ ПЕРРІНА: ХАРАКТЕРИСТИКИ, ПОСТУЛАТИ - ХІМІЯ - 2025

Модель атома Перріна порівнювала структуру атома із Сонячною системою, де планети мали б негативні заряди, а Сонце - позитивний заряд, зосереджений у центрі атома. У 1895 році видатний французький фізик продемонстрував перенесення негативних зарядів катодними променями на поверхню, на яку вони потрапили.

Це продемонструвало електричну природу катодних променів і пролило світло на електричну природу атома, розуміючи його як найменшу і неподільну одиницю речовини. У 1901 р. Жан Батист Перрін припустив, що притягнення негативних зарядів, що оточують центр (позитивний заряд), протидіє силі інерції.

Жан Батист Перрін

Пізніше цю модель доповнив і вдосконалив Ернест Резерфорд, який стверджував, що весь позитивний заряд атома розташований у центрі атома і що навколо нього орбітують електрони.

Однак ця модель мала деякі обмеження, які тоді неможливо було пояснити, і модель була взята за основу датським фізиком Нільсом Бор, щоб запропонувати свою модель у 1913 році.

Характеристика атомної моделі Перріна

Характерні особливості атомної моделі Перріна такі:

- Атом складається з великої позитивної частинки в центрі його, в якій зосереджена більша частина атомної маси.

- Кілька негативних зарядів орбіти навколо цього концентрованого позитивного заряду, який компенсує загальний електричний заряд.

Пропозиція Перріна порівнює структуру атома з сонячною системою, де зосереджений позитивний заряд виконував би роль Сонця, а навколишні електрони виконували б роль планет.

Перрін був першопрохідцем у запропонуванні розривної структури атома в 1895 році. Однак він ніколи не наполягав на розробці експерименту, який би допоміг довести цю концепцію.

Експеримент

У рамках своєї докторської підготовки Перрін служив асистентом фізики в Noriele Supérieure École в Парижі між 1894 і 1897 роками.

До того часу Перрін розробив більшість своїх досліджень з випробування природи катодних променів; тобто, якщо катодні промені були електрично зарядженими частинками, або якщо вони приймали форму хвиль.

Катодні промені

Експеримент з катодним променем виник в результаті досліджень з трубами Крукса - структури, винайденої англійським хіміком Вільямом Крукс у 1870-х роках.

Трубка Крукса складається зі скляної трубки, яка містить лише гази всередині. Ця конфігурація має металевий шматок на кожному кінці, і кожен шматок підключений до зовнішнього джерела напруги.

Коли в трубці підводиться напруга, повітря всередині неї іонізується, і, отже, вона стає провідником електрики і замикає відкритий ланцюг між електродами на кінцях.

Всередині трубки гази набувають флуоресцентний вигляд, але до кінця 1890-х років вченим було не ясно про причину цього явища.

На той час було невідомо, чи флуоресценція обумовлена ​​циркуляцією елементарних частинок всередині трубки, чи промені приймали форму хвиль, що їх переносять.

Дослідження Перріна

У 1895 р. Перрін повторив експерименти з катодними променями, підключивши розвантажувальну трубку до більшого порожнього контейнера.

Крім того, Перрін розмістив непроникну стінку для звичайних молекул і повторив конфігурацію Крукса, помістивши Клітку Фарадея, що міститься в захисній камері.

Якщо промені проходили через непроникну стінку для звичайних молекул всередині клітини Фарадея, автоматично було б показано, що катодні промені складаються з електрично заряджених фундаментальних частинок.

Метод верифікації

Щоб підтвердити це, Перрін підключив електрометр біля непроникної стіни, щоб виміряти електричні заряди, які виникали б при попаданні туди катодних променів.

Під час проведення експерименту було очевидно, що вплив катодних променів на непроникну стінку викликає невелике вимірювання від'ємного заряду в електрометрі.

Згодом Перрін відхилив потік катодних променів, форсуючи систему, індукуючи електричне поле, і змусив катодні промені впливати на електрометр. Коли це сталося, лічильник зареєстрував значно більший електричний заряд порівняно з попереднім записом.

Завдяки експериментам Перріна було показано, що катодні промені складаються з частинок з негативними зарядами.

Пізніше, на початку ХХ століття, Дж. Дж. Томсон офіційно відкрив існування електронів та їх заряд-масову взаємозв'язок на основі досліджень Перріна.

Постулати

У 1904 р. Британський учений Дж. Дж. Томсон висловив свою пропозицію про атомну модель, також відому як модель сливового пудингу.

У цій моделі під позитивним зарядом розуміли однорідну масу, і негативні заряди будуть випадковим чином розподілятися по зазначеній позитивній масі.

За аналогією позитивний заряд був би масою пудингу, а негативний заряд буде представлений сливами. Цю модель Перрін спростував у 1907 р. У своїй пропозиції Перрін вказує на наступне:

- Позитивний заряд не розширюється по всій структурі атома. Вірніше, він зосереджений у центрі атома.

- Негативні заряди не розкидані по атому. Натомість вони розташовані впорядковано навколо позитивного заряду, до зовнішнього краю атома.

Обмеження

Атомна модель Перріна має два основні обмеження, які згодом були подолані завдяки внеску Бор (1913) та квантовій фізиці.

Найбільш істотними обмеженнями цієї пропозиції є:

- Немає пояснень, чому позитивний заряд залишається зосередженим у центрі атома.

- Стабільність орбіт негативних зарядів навколо центру атома не зрозуміла.

Відповідно до електромагнітних законів Максвелла, негативні заряди описувалимуть орбіти спіралі навколо позитивних зарядів, поки вони не зіткнулися з ними.

Статті, що цікавлять

Атомна модель Шредінгера.

Атомна модель Де Бройля.

Атомна модель Чадвіка.

Атомна модель Гейзенберга.

Атомна модель Томсона.

Атомна модель Далтона.

Атомна модель Дірака Йордана.

Атомна модель Демокріта.

Атомна модель Бора.

Список літератури

1. Жан Перрін (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Відновлено: britannica.com
2. Жан Батист Перрін (20014). Енциклопедія світової біографії. Відновлено з: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). Данина Жану Перріну. © Європейське фізичне товариство. Відновлено з: europhysicsnews.org
4. Атомна модель (sf). Гавана Куба. Відновлено з: eured.cu
5. Перрін, Дж. (1926). Переривна структура речовини. Nobel Media AB. Відновлено: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. and Furió, C. (2010). Історичний розвиток атомних та хімічних моделей зв’язків та їх дидактичні наслідки. Університет Валенсії. Валенсія, Іспанія. Відновлено з: ojs.uv.es