PERRIN ATOMMODELL: EGENSKAPER, POSTULATER - KEMI - 2025

Den atommodell Perrin jämfört strukturen av atomen med ett solsystem där planeter skulle vara de negativa laddningarna och solen skulle vara en positiv laddning koncentrerad i centrum av atomen. År 1895 visade den framstående franska fysiker överföringen av negativa laddningar med katodstrålar mot ytan som de träffade på.

Med detta demonstrerades den elektriska naturen hos katodstrålar och kastade ljus på atomens elektriska natur, förstå den som den minsta och odelbara materienheten. 1901 föreslog Jean Baptiste Perrin att dragningen av negativa laddningar som omger centrum (positiv laddning) motverkas av tröghetsstyrkan.

Jean Baptiste Perrin

Denna modell kompletterades senare och perfekterades av Ernest Rutherford, som hävdade att all den positiva laddningen av atomen låg i centrum av atomen, och att elektronerna kretsade runt den.

Men denna modell hade några begränsningar som inte kunde förklaras vid den tiden, och modellen togs som en grund av den danska fysikern Niels Bohr för att föreslå sin modell 1913.

Egenskaper för atommodellen Perrin

De framträdande egenskaperna hos Perrins atommodell är följande:

- Atomen består av en stor positiv partikel i mitten av den, där större delen av atommassan är koncentrerad.

- Flera negativa laddningar går runt denna koncentrerade positiva laddning som kompenserar för den totala elektriska laddningen.

Perrins förslag jämför atomstrukturen med ett solsystem, där den koncentrerade positiva laddningen skulle uppfylla solens roll och de omgivande elektronerna skulle uppfylla planeten.

Perrin var pionjären när det gäller att föreslå atomens diskontinuerliga struktur 1895. Han insisterade dock aldrig på att utforma ett experiment som skulle hjälpa till att verifiera denna befruktning.

Experimentera

Som en del av sin doktorandutbildning tjänade Perrin som fysikassistent vid École Normale Supérieure i Paris mellan 1894 och 1897.

Då utvecklade Perrin större delen av sin forskning för att testa katodstrålarnas natur; det vill säga om katodstrålarna var elektriskt laddade partiklar, eller om de tog formen av vågor.

Katodstrålar

Katodstrålexperimentet uppstod från forskning med Crookes-rör, en struktur som uppfanns av den engelska kemisten William Crookes på 1870-talet.

Crookes-röret består av ett glasrör som endast innehåller gaser inuti. Denna konfiguration har ett metallstycke i varje ände och varje stycke är anslutet till en extern spänningskälla.

När röret är aktiverat, jonas luften inuti och följaktligen blir det en elektrisk ledare och stänger den öppna kretsen mellan ändelektroderna.

Inuti röret får gaserna fluorescerande utseende, men fram till slutet av 1890-talet var forskare inte tydliga om orsaken till detta fenomen.

Då var det okänt om fluorescensen berodde på cirkulation av elementära partiklar i röret, eller om strålarna tog formen av vågorna som bar dem.

Perrins utredningar

1895 replikerade Perrin katodstrålexperimenten genom att ansluta ett urladdningsrör till en större tom behållare.

Dessutom placerade Perrin en ogenomtränglig vägg för vanliga molekyler och replikerade Crookes 'konfiguration genom att placera en Faraday-bur, innehållande i en skyddskammare.

Om strålarna passerade genom den ogenomträngliga väggen för vanliga molekyler inuti Faraday-buren skulle det automatiskt visas att katodstrålarna var sammansatta av grundläggande elektriskt laddade partiklar.

Verifieringsmetod

För att bekräfta detta anslöt Perrin en elektrometer nära den ogenomträngliga väggen för att mäta de elektriska laddningarna som skulle produceras när katodstrålarna träffade där.

Vid genomförandet av experimentet visades det att påverkan av katodstrålarna mot den ogenomträngliga väggen inducerade en liten mätning av negativ laddning i elektrometern.

Därefter avböjde Perrin flödet av katodstrålar genom att tvinga systemet genom att inducera ett elektriskt fält och tvingade katodstrålarna att slå mot elektrometern. När det hände registrerade mätaren en betydligt högre elektrisk laddning jämfört med föregående rekord.

Tack vare Perrins experiment visades det att katodstrålar bestod av partiklar med negativa laddningar.

Senare, i början av det tjugonde århundradet, upptäckte JJ Thomson formellt förekomsten av elektroner och deras laddningsmassförhållande, baserat på Perrins forskning.

postulat

År 1904 uttalade den brittiska forskaren JJ Thomson sitt förslag till en atommodell, även känd som plommapuddingmodellen.

I denna modell förstås den positiva laddningen som en homogen massa och de negativa laddningarna skulle slumpmässigt spridas på nämnda positiva massa.

I analogin skulle den positiva laddningen vara puddingens massa och de negativa laddningarna representeras av plommon. Denna modell blev motbevist av Perrin 1907. I sitt förslag indikerar Perrin följande:

- Den positiva laddningen utvidgas inte genom hela atomstrukturen. Snarare koncentreras den i mitten av atomen.

- Negativa laddningar är inte spridda över atomen. Istället är de ordnade på ett ordnat sätt runt den positiva laddningen, mot atomens ytterkant.

begränsningar

Perrins atomodell har två huvudbegränsningar, som därefter övervinns tack vare Bohr (1913) och kvantfysikens bidrag.

De viktigaste begränsningarna i detta förslag är:

- Det finns ingen förklaring till varför den positiva laddningen förblir koncentrerad i mitten av atomen.

- Stabiliteten i banorna med negativa laddningar runt atomens centrum förstås inte.

Enligt Maxwells elektromagnetiska lagar skulle negativa laddningar beskriva spiralbanor kring positiva laddningar tills de kolliderade med dem.

Artiklar av intresse

Schrödingers atomodell.

De Broglie atommodell.

Chadwicks atommodell.

Heisenberg atommodell.

Thomsons atommodell.

Daltons atommodell.

Dirac Jordan atommodell.

Atomisk modell av Democritus.

Bohrs atomodell.

referenser

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Återställd från: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Encyclopedia of World Biography. Återställd från: encyclopedia.com
3. Kubbinga, H. (2013). En hyllning till Jean Perrin. © European Physical Society. Återställd från: europhysicsnews.org
4. Atommodell (sf). Havanna Kuba. Återställd från: ecured.cu
5. Perrin, J (1926). Matens diskontinuerliga struktur. Nobel Media AB. Återställd från: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. och Furió, C. (2010). Den historiska utvecklingen av atom- och kemiska bindningsmodeller och deras didaktiska implikationer. Valencia universitet. Valencia Spanien. Återställd från: ojs.uv.es