แบบจำลองอะตอมของ PERRIN: ลักษณะสมมุติ - เคมี

แบบจำลองอะตอมเพอร์รินเมื่อเทียบกับโครงสร้างของอะตอมที่มีระบบพลังงานแสงอาทิตย์ที่ดาวเคราะห์จะเป็นประจุลบและดวงอาทิตย์จะเป็นประจุบวกกระจุกตัวอยู่ในใจกลางของอะตอม ในปีพ. ศ. 2438 นักฟิสิกส์ชาวฝรั่งเศสคนสำคัญได้แสดงให้เห็นถึงการถ่ายเทประจุลบโดยรังสีแคโทดไปยังพื้นผิวที่พวกมันโดน

สิ่งนี้แสดงให้เห็นถึงลักษณะทางไฟฟ้าของรังสีแคโทดและทำให้เกิดความสว่างกับลักษณะทางไฟฟ้าของอะตอมโดยเข้าใจว่ามันเป็นหน่วยที่เล็กที่สุดและแบ่งแยกไม่ได้ของสสาร ในปี 1901 Jean Baptiste Perrin ได้เสนอว่าแรงดึงดูดของประจุลบที่อยู่รอบ ๆ ศูนย์กลาง (ประจุบวก) นั้นถูกต่อต้านโดยแรงเฉื่อย

Jean Baptiste Perrin

แบบจำลองนี้ได้รับการเสริมและทำให้สมบูรณ์ในเวลาต่อมาโดยเออร์เนสต์รัทเทอร์ฟอร์ดผู้ซึ่งยืนยันว่าประจุบวกทั้งหมดของอะตอมนั้นอยู่ตรงกลางอะตอมและอิเล็กตรอนโคจรอยู่รอบ ๆ

อย่างไรก็ตามแบบจำลองนี้มีข้อ จำกัด บางประการที่ไม่สามารถอธิบายได้ในเวลานั้นและแบบจำลองนี้ถูกนำมาใช้โดยนักฟิสิกส์ชาวเดนมาร์ก Niels Bohr เพื่อเสนอแบบจำลองของเขาในปีพ. ศ. 2456

ลักษณะของแบบจำลองอะตอมเพอร์ริน

คุณสมบัติเด่นของแบบจำลองอะตอมของเพอร์รินมีดังนี้:

- อะตอมประกอบด้วยอนุภาคบวกขนาดใหญ่ที่อยู่ตรงกลางซึ่งมวลอะตอมส่วนใหญ่มีความเข้มข้น

- ประจุลบหลายตัวโคจรรอบประจุบวกเข้มข้นซึ่งชดเชยประจุไฟฟ้าทั้งหมด

ข้อเสนอของ Perrin เปรียบเทียบโครงสร้างอะตอมกับระบบสุริยะซึ่งประจุบวกที่เข้มข้นจะเติมเต็มบทบาทของดวงอาทิตย์และอิเล็กตรอนโดยรอบจะเติมเต็มบทบาทของดาวเคราะห์

เพอร์รินเป็นผู้บุกเบิกในการแนะนำโครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องของอะตอมในปี พ.ศ. 2438 อย่างไรก็ตามเขาไม่เคยยืนกรานที่จะออกแบบการทดลองที่จะช่วยยืนยันแนวความคิดนี้

การทดลอง

Perrin ทำหน้าที่เป็นผู้ช่วยฟิสิกส์ที่École Normale Supérieureในปารีสระหว่างปีพ. ศ. 2437 ถึง พ.ศ. 2440 เป็นส่วนหนึ่งของการฝึกอบรมระดับปริญญาเอก

จากนั้นเพอร์รินได้พัฒนางานวิจัยส่วนใหญ่ของเขาในการทดสอบธรรมชาติของรังสีแคโทด นั่นคือถ้ารังสีแคโทดเป็นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าหรืออยู่ในรูปของคลื่น

รังสีแคโทด

การทดลองรังสีแคโทดเกิดขึ้นจากการวิจัยด้วยท่อ Crookes ซึ่งเป็นโครงสร้างที่คิดค้นโดย William Crookes นักเคมีชาวอังกฤษในทศวรรษที่ 1870

หลอด Crookes ประกอบด้วยหลอดแก้วที่มีเฉพาะก๊าซอยู่ภายใน โครงร่างนี้มีชิ้นโลหะที่ปลายแต่ละด้านและแต่ละชิ้นเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายแรงดันภายนอก

เมื่อหลอดได้รับพลังงานอากาศภายในจะแตกตัวเป็นไอออนและด้วยเหตุนี้จึงกลายเป็นตัวนำกระแสไฟฟ้าและปิดวงจรเปิดระหว่างขั้วไฟฟ้าส่วนปลาย

ภายในหลอดก๊าซจะมีลักษณะเรืองแสง แต่จนถึงปลายทศวรรษที่ 1890 นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ทราบสาเหตุของปรากฏการณ์นี้

จากนั้นก็ไม่ทราบว่าการเรืองแสงเกิดจากการหมุนเวียนของอนุภาคมูลฐานภายในท่อหรือไม่หรือว่ารังสีมีรูปร่างเป็นคลื่นที่พัดพาพวกมันไป

การสืบสวนของ Perrin

ในปีพ. ศ. 2438 Perrin ได้จำลองการทดลองรังสีแคโทดโดยเชื่อมต่อท่อระบายกับภาชนะเปล่าที่มีขนาดใหญ่ขึ้น

นอกจากนี้ Perrin ยังวางกำแพงที่ไม่สามารถซึมผ่านได้สำหรับโมเลกุลธรรมดาและจำลองโครงร่างของ Crookes โดยการวาง Faraday Cage ซึ่งบรรจุอยู่ในห้องป้องกัน

ถ้ารังสีผ่านผนังที่ผ่านไม่ได้สำหรับโมเลกุลธรรมดาภายในกรงฟาราเดย์จะแสดงให้เห็นโดยอัตโนมัติว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าพื้นฐาน

วิธีการตรวจสอบ

เพื่อยืนยันสิ่งนี้เพอร์รินได้เชื่อมต่ออิเล็กโตรมิเตอร์ใกล้กับผนังที่ผ่านไม่ได้เพื่อวัดค่าไฟฟ้าที่จะเกิดขึ้นเมื่อรังสีแคโทดกระทบที่นั่น

เมื่อทำการทดลองพบว่าผลกระทบของรังสีแคโทดกับผนังที่ผ่านไม่ได้ทำให้เกิดการวัดประจุลบเล็กน้อยในอิเล็กโตรมิเตอร์

ต่อจากนั้นเพอร์รินเบี่ยงเบนการไหลของรังสีแคโทดโดยบังคับให้ระบบโดยการเหนี่ยวนำสนามไฟฟ้าและบังคับให้รังสีแคโทดกระทบกับอิเล็กโตรมิเตอร์ เมื่อเป็นเช่นนั้นมิเตอร์จะบันทึกประจุไฟฟ้าที่สูงขึ้นมากเมื่อเทียบกับบันทึกก่อนหน้านี้

จากการทดลองของ Perrin แสดงให้เห็นว่ารังสีแคโทดประกอบด้วยอนุภาคที่มีประจุลบ

ต่อมาในช่วงต้นศตวรรษที่ยี่สิบ JJ Thomson ได้ค้นพบการมีอยู่ของอิเล็กตรอนและความสัมพันธ์ของมวลประจุไฟฟ้าอย่างเป็นทางการจากการวิจัยของ Perrin

สมมุติฐาน

ในปีพ. ศ. 2447 JJ Thomson นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษได้ประกาศข้อเสนอของเขาสำหรับแบบจำลองอะตอมหรือที่เรียกว่าแบบจำลองพุดดิ้งลูกพลัม

ในแบบจำลองนี้ประจุบวกถูกเข้าใจว่าเป็นมวลที่เป็นเนื้อเดียวกันและประจุลบจะกระจายแบบสุ่มบนมวลบวกดังกล่าว

ในการเปรียบเทียบประจุบวกจะเป็นมวลของพุดดิ้งและประจุลบจะแสดงด้วยพลัม โมเดลนี้ได้รับการแก้ไขโดย Perrin ในปี 1907 ในข้อเสนอของเขา Perrin ระบุสิ่งต่อไปนี้:

- ประจุบวกจะไม่ขยายไปทั่วโครงสร้างอะตอมทั้งหมด แต่จะกระจุกตัวอยู่ที่ใจกลางอะตอม

- ประจุลบจะไม่กระจายไปทั่วอะตอม แต่จะเรียงกันอย่างเป็นระเบียบรอบ ๆ ประจุบวกไปทางขอบด้านนอกของอะตอม

ข้อ จำกัด

แบบจำลองอะตอมของ Perrin มีข้อ จำกัด ที่สำคัญสองประการซึ่งต่อมาได้รับการเอาชนะเนื่องจากการมีส่วนร่วมของ Bohr (1913) และฟิสิกส์ควอนตัม

ข้อ จำกัด ที่สำคัญที่สุดของข้อเสนอนี้คือ:

- ไม่มีคำอธิบายว่าเหตุใดประจุบวกจึงยังคงกระจุกตัวอยู่ที่ใจกลางอะตอม

- ไม่เข้าใจความเสถียรของการโคจรของประจุลบรอบ ๆ ศูนย์กลางของอะตอม

ตามกฎหมายแม่เหล็กไฟฟ้าของ Maxwell ประจุลบจะอธิบายถึงวงโคจรของเกลียวรอบ ๆ ประจุบวกจนกว่าพวกมันจะชนกัน

บทความที่น่าสนใจ

แบบจำลองอะตอมของSchrödinger

แบบจำลองอะตอมของ De Broglie

แบบจำลองอะตอมของ Chadwick

แบบจำลองอะตอมไฮเซนเบิร์ก

แบบจำลองอะตอมของทอมสัน

แบบจำลองอะตอมของดาลตัน

แบบจำลองอะตอมของ Dirac Jordan

แบบจำลองอะตอมของ Democritus

แบบจำลองอะตอมของบอร์

อ้างอิง

ฌองเพอร์ริน (1998). สารานุกรมบริแทนนิกาอิงค์สืบค้นจาก: britannica.com
Jean Baptiste Perrin (20014). สารานุกรมชีวประวัติโลก. สืบค้นจาก: encyclopedia.com
แบบจำลองอะตอม (sf) ฮาวานาคิวบา กู้คืนจาก: ecured.cu
เพอร์รินเจ (2469). โครงสร้างที่ไม่ต่อเนื่องของสสาร โนเบลมีเดีย AB. สืบค้นจาก: nobelprize.org
Solbes, J. , Silvestre, V. และFurió, C. (2010). พัฒนาการทางประวัติศาสตร์ของแบบจำลองอะตอมและพันธะเคมีและผลกระทบทางการสอน มหาวิทยาลัยวาเลนเซีย. บาเลนเซียสเปน กู้คืนจาก: ojs.uv.es

แบบจำลองอะตอมของ PERRIN: ลักษณะสมมุติ - เคมี - 2026