MODEL ATOMIC PERRIN: CARACTERISTICI, POSTULATE - CHIMIE - 2025

Modelul atomic Perrin a comparat structura atomului cu un sistem solar unde planetele ar fi sarcinile negative, iar Soarele ar fi o încărcare pozitivă concentrată în centrul atomului. În 1895, proeminentul fizician francez a demonstrat transferul sarcinilor negative prin razele catodice către suprafața pe care au lovit.

Acest lucru a demonstrat natura electrică a razelor catodice și a aruncat lumină asupra naturii electrice a atomului, înțelegându-l drept cea mai mică și indivizibilă unitate a materiei. În 1901, Jean Baptiste Perrin a sugerat că atragerea de sarcini negative în jurul centrului (încărcare pozitivă) este contracarată de forța inerției.

Jean Baptiste Perrin

Acest model a fost ulterior completat și perfecționat de Ernest Rutherford, care a afirmat că toată încărcarea pozitivă a atomului a fost situată în centrul atomului și că electronii orbitează în jurul lui.

Cu toate acestea, acest model a avut unele limitări care nu au putut fi explicate la acea vreme, iar modelul a fost luat ca bază de către fizicianul danez Niels Bohr pentru a-și propune modelul în 1913.

Caracteristicile modelului atomic Perrin

Caracteristicile principale ale modelului atomic al lui Perrin sunt următoarele:

- Atomul este format dintr-o particulă pozitivă mare în centrul acestuia, în care se concentrează cea mai mare parte a masei atomice.

- Mai multe sarcini negative orbitează în jurul acestei încărcături pozitive concentrate care compensează sarcina electrică totală.

Propunerea lui Perrin compară structura atomică cu un sistem solar, unde încărcarea pozitivă concentrată ar îndeplini rolul Soarelui, iar electronii din jur ar îndeplini rolul planetelor.

Perrin a fost pionierul în a sugera structura discontinuă a atomului în 1895. Cu toate acestea, nu a insistat niciodată să proiecteze un experiment care să ajute la verificarea acestei concepții.

Experiment

Ca parte a pregătirii sale de doctorat, Perrin a fost asistent de fizică la École Normale Supérieure din Paris între 1894 și 1897.

Până atunci, Perrin și-a dezvoltat majoritatea cercetărilor în testarea naturii razelor catodice; adică dacă razele catodice erau particule încărcate electric sau dacă luau forma undelor.

Raze catodice

Experimentul cu raze catodice a apărut în urma cercetărilor cu tuburile Crookes, o structură inventată de chimistul englez William Crookes în anii 1870.

Tubul Crookes este format dintr-un tub de sticlă care conține doar gaze în interior. Această configurație are o piesă metalică la fiecare capăt și fiecare piesă este conectată la o sursă de tensiune externă.

Când tubul este alimentat, aerul din interiorul său ionizează și, în consecință, devine un conductor de electricitate și închide circuitul deschis între electrozii de la capete.

În interiorul tubului, gazele au un aspect fluorescent, dar până la sfârșitul anilor 1890 oamenii de știință nu au fost clar despre cauza acestui fenomen.

Până atunci nu se știa dacă fluorescența se datora circulației particulelor elementare în interiorul tubului sau dacă razele au luat forma undelor care le transportau.

Investigațiile lui Perrin

În 1895, Perrin a replicat experimentele cu raze catodice prin conectarea unui tub de refulare la un recipient gol mai mare.

În plus, Perrin a așezat un perete impermeabil pentru moleculele obișnuite și a replicat configurația lui Crookes prin plasarea unei cuști Faraday, conținută într-o cameră de protecție.

Dacă razele treceau prin peretele impermeabil pentru moleculele obișnuite din cușca Faraday, ar fi arătat automat că razele catodice sunt compuse din particule fundamentale încărcate electric.

Metoda de verificare

Pentru a confirma acest lucru, Perrin a conectat un electrometru lângă peretele impermeabil pentru a măsura sarcinile electrice care ar fi produse atunci când razele catodului au lovit acolo.

La efectuarea experimentului, s-a dovedit că impactul razelor catodului împotriva peretelui impermeabil a indus o mică măsurare a încărcării negative în electrometru.

Ulterior, Perrin a deviat fluxul de raze catodice forțând sistemul prin inducerea unui câmp electric și a forțat razele catodului să impacteze împotriva electrometrului. Când s-a întâmplat acest lucru, contorul a înregistrat o sarcină electrică considerabil mai mare comparativ cu înregistrarea anterioară.

Datorită experimentelor lui Perrin, s-a demonstrat că razele catodice erau formate din particule cu sarcini negative.

Mai târziu, la începutul secolului al XX-lea, JJ Thomson a descoperit formal existența electronilor și a relației lor sarcină-masă, pe baza cercetărilor lui Perrin.

postulate

În 1904, savantul britanic JJ Thomson și-a enunțat propunerea pentru un model atomic, cunoscut și sub denumirea de model de budincă de prune.

În acest model, sarcina pozitivă a fost înțeleasă ca o masă omogenă și sarcinile negative vor fi dispersate la întâmplare pe masa pozitivă menționată.

În analogie, încărcarea pozitivă ar fi masa budincă, iar taxele negative ar fi reprezentate de prune. Acest model a fost respins de Perrin în 1907. În propunerea sa, Perrin indică următoarele:

- Sarcina pozitivă nu este extinsă pe întreaga structură atomică. Mai degrabă, este concentrat în centrul atomului.

- Sarcinile negative nu sunt împrăștiate în întregul atom. În schimb, acestea sunt dispuse în mod ordonat în jurul sarcinii pozitive, spre marginea exterioară a atomului.

limitări

Modelul atomic al lui Perrin are două restricții majore, care au fost ulterior depășite datorită contribuțiilor lui Bohr (1913) și fizicii cuantice.

Cele mai semnificative limitări ale acestei propuneri sunt:

- Nu există nicio explicație de ce încărcătura pozitivă rămâne concentrată în centrul atomului.

- Nu se înțelege stabilitatea orbitelor sarcinilor negative în jurul centrului atomului.

Conform legilor electromagnetice ale lui Maxwell, încărcările negative ar descrie orbitele spiralate în jurul sarcinilor pozitive, până când acestea s-au ciocnit cu ele.

Articole de interes

Modelul atomic al lui Schrödinger.

Model atomic De Broglie.

Modelul atomic al lui Chadwick.

Model atomic Heisenberg.

Modelul atomic al lui Thomson.

Modelul atomic al lui Dalton.

Model atomic Dirac Jordan.

Modelul atomic al lui Democrit.

Modelul atomic al lui Bohr.

Referințe

1. Jean Perrin (1998). Encyclopædia Britannica, Inc. Recuperat de la: britannica.com
2. Jean Baptiste Perrin (20014). Enciclopedia Biografiei Mondiale. Recuperat din: enciclopedie.com
3. Kubbinga, H. (2013). Un omagiu adus lui Jean Perrin. © Societatea Europeană de Fizică. Recuperat din: europhysicsnews.org
4. Model atomic (sf). Havana Cuba. Recuperat din: ecured.cu
5. Perrin, J (1926). Structura discontinuă a materiei. Nobel Media AB. Recuperat de la: nobelprize.org
6. Solbes, J., Silvestre, V. și Furió, C. (2010). Dezvoltarea istorică a modelelor de legături atomice și chimice și implicațiile lor didactice. Universitatea din Valencia. Valencia Spania. Recuperat din: ojs.uv.es