Открытие электрона и появление первых атомных моделей. Модель атома Э. Резерфорда. Сам термин «электрон» предложил еще в 1891 г. ирландский физик Д. Стони, развивая идею о корпускулярном строении электричества он же вычислил значение элементарного заряда электрона. Дж. Томсон первым высказал утверждение, что «корпускулы» (так он называл электроны) обладают малой массой, и показал, что масса «корпускулы» составляет 1/1840 массы водорода. Открытие электрона окончательно подтвердило материальную природу катодных лучей. По мнению Дж. Томсона, «катодные лучи представляют собой новое состояние вещества, существенно отличное от обычного газообразного состояния...; в этом новом состоянии материя представляет собой вещество, из которого построены все химические элементы»1.
Таким образом, Дж. Томсон впервые предположил, что именно из электронов состоят атомы химических элементов. Это предположение способствовало разработке первых атомных моделей. Одна из них была предложена в 1901 г. французским физиком Ж.Перреном. По его мнению, атомы представляют собой миниатюрные планетные системы, причем «положительное ядро окружено отрицательными электронами, которые двигаются по определенным орбитам»2. Эта модель фактически предвосхищала модель, разработанную в 1911 г. Э. Резер-фордом, но она носила чисто качественный характер, не опиралась на экспериментальные результаты, имела принципиальные недостатки и потому не сыграла никакой роли в действительной эволюции представлений о строении атомов.
В первые годы XX столетия одна за другой появились несколько моделей атома, в основе которых лежали главным образом математические расчеты. Трудность построения всех этих моделей заключалась в том, что была неясна природа носителя положительного электричества в атоме: ведь в целом атом являлся электрически нейтральной структурой материи. Не было также известно, сколько именно электронов содержится в атомах химических элементов; .числа электронов поддавались лишь приближенной оценке, и можно было лишь предполагать, что атомы содержат несколько тысяч электронов.
Перечислим (в хронологическом порядке) важнейшие из моделей: 1) модель английского физика В.Кельвина (1902): электроны как бы вкраплены в равномерно распределенный по всей сфере *тома положительный заряд (современники называли эту модель, «пудинг с изюмом»); 2) модель немецкого физика Ф.ЛенарАа (1903): атом состоит из так называемых динамид —дублетов положительных и отрицательных зарядов, причем большая часть объема атома пуста; 3) модель японского физика Г. Нагаоки (1904): так называемый сатурниан-ский атом — вокруг положительно заряженного центрального тела в плоских кольцах (отсюда — аналогия с планетой Сатурн) движутся отрицательно заряженные электроны.
|