Descoperirea fenomenelor de radioactivitate de către Becquerel a constituit argumentul final pentru renunţarea la ideea indivizibilităţii atomilor. Odată admis acest lucru, fizicienii au pornit la elaborarea modelelor de structură a atomilor

• O serie de fenomene si procese din fizicaelectricitatii demonstreaza ca atomilortrebuie sa li se atribuie proprietatea de a accepta si de a ceda electroni. Astfel de fenomene sunt: efectul fotoelectric, emisiatermoelectrica.

• Electronul este o particula elementara avand sarcina electrica qe = -e = -1,6*10-19 C, masa sa fiind foarte mica: de fapt, ea este mult mai mica decat masa unui atom.

Modelul Thompson Primul model de atom a fost cel al lui Thomson, in care electronii suntfixati elastic in interiorul unei sfereumplute uniform cu sarcini pozitive. Dar acest model nu poate explicacum stau sarcinile pozitive, uniform distribuite, fara sa se respinga intreele si nu poate explica satisfacatornici emisia radiatiei luminoase. In principiu, sarcinile din interiorulatomului nu pot fi distribuite decatin doua moduri: grupate in locuridiferite spatial sau in aceeasiregiune spatiala restransa.

Bombardand atomii cu un fascicul paralel de particule incarcate, in primul caz ele vor interactiona cu sarcini de un fel sau de altul si vorfi puternic deviate (imprastiate), pe cand in cazul al doilea, sarcinilefiind foarte strans unite, campul electric creat de ele va fi extrem de slab, interactiunea va fi foarte slaba, deci particulele practic nu vor fideviate.

Rutherford, bombardandatomii cu particuleincarcate electric, a observat ca ele suntputernic deviate, deci a dovedit astfel ca sarciniledin atom sunt separate spatial, deci modelulThomson a fostabandonat.

• Modelul este denumit şi "cozonacul cu stafide" datorită asemănarii dintre dispunerea particulelor negative în norul de sarcină pozitivă şi a stafidelor în aluat.

Modelul planetar al lui Rutherford

Cercetarile experimentale efectuate de E. Rutherford au condus la urmatoarele rezultate:

a. in mod obisnuit se observa doar deviatii mici ale particulelor α de la directia traiectoriei initiale (unghiuri de deviatie mai mici de 30);

b. la aproximativ 8.000 de particule α slab deviate revine in medie o particula care sufera o deviatie puternica (unghiuri de deviatie 900 … 1800);

Rutherford a interpretat aceste rezultate elaborand, in anul 1911, un nou model atomic, modelul planetar al atomului, cu trei caracteristici definitorii:

a. Aproape toata masa atomului este concentrata intr-un volum foarte mic care constituie nucleul atomic. Nucleul atomului are un diametru de 10-14 - 10-15 m, mult mai mic decat diametrul atomului (10-9 - 10-10 m).

b. Nucleul este incarcat pozitiv. El este inconjurat de un invelis de electroni, numarul acestora fiind astfel incat atomul este neutru din punct de vedere electric.

c. Electronii se invart in jurul nucleului pe traiectorii circulare. Nucleul exercita asupra electronilor forte de atractie electrostatica care joaca rol de forte centripete.

Modelul atomic al lui Bohr

Modelul atomic planetar al luiRutherford are o serie intrega de deficiente constatate de Niels Bohr. Acesta modifica conceptiile teoreticeclasice, folosind cunostintele pe care descoperirile epocii sale i le puneaula indemana: cuantele de energie siobservatia lui A.W.Conway (1907) ca emisia luminii nu este un procescontinuu, fiecare linie spectrala fiindefectul insumarii radiatiilor emise de diversi atomi la diverse momente. Pebaza lor el trage concluzia ca atomul nu trebuie sa emita sau saabsoarba continuu, ci numai in anumite cazuri speciale, procesulavand un caracter discontinuu.

Dificultatile care apar in rationamentele privind

energia pornind de la modelul atomic planetar al

lui Rutherford, l-au determinat pe N. Bohr sa

formuleze doua ipoteze restrictive care trebuie

luate in considerare cand se studiaza starea

energetica a unui electron in jurul nucleului si,

respectiv, emisia si absorbtia radiatiilor

electromagnetice de catre atom. Aceste ipoteze

restrictive au fost numite postulatele lui Bohr.

Postulatele lui Bohr

1. Electronul se poate misca in atom, fara saemita radiatii, numai pe anumite orbite. Acesteorbite se numesc stationare. Miscareaelectronilor pe orbitele stationare se face faraemisie sau absorbtie de energie. Starilecorespunzatoare ale atomului se numesc staristationare. Intr-o stare stationara energiaatomului este constanta in timp.

2. Atomul poate sa emita sau sa absoarba energie radianta(sau de alta natura) numai la trecerea (tranzitia) de pe o orbita (stare) stationara pe alta, iar energia emisa sauabsorbita sa fie cuantificata.

Primul postulat afirma ca electronii se misca in jurul nucleului numai pe anumite orbite numite orbite stationare.

Al doilea postulat al lui Bohr afirma ca la tranzitia unui electron de pe o orbita stationara se emite o cantitate de energie, numita cuanta de energie.

Deficiente ale modelului

• Acest model nu poate explica spectrele de emisie şi energia de ionizare decât pentru atomul de hidrogen şi ionii hidrogenoizi. Nu a putut fundamenta stiintific spectrele unor atomi grei. Nu a putut explica formarea legaturilor duble. Nu a putut fundamenta scindarea liniilor spectrale intr-un camp perturbator.

• Aceste deficiente au fost rezolvate prin aparitia modelului atomic Bohr-Sommerfeld - modelul precuantic

Arnold Sommerfeld

Incercarile de perfectionare a modelului Bohr, facute intre anii1915 – 1925 au culminat cu construirea unei noi mecanici, mecanica cuantica, care saimbratiseze toate fenomenele la scara atomica in mod unitar. Principala contribusie a avut-o fizicianul A. Sommerfeld care a generalizat modul de cuantificare, incercand sa aplice modelul Bohr cazului mai general, de miscare peorbite eliptice. In acest caz trebuiacuantificata miscarea care acumdepindea de doua marimi variabile. Intr-o miscare circulara variaza doarpozitia electronului pe arcul de cerc, raza fiind constanta.

In cazul miscarii electronului pe o orbita eliptica variaza atat pozitiaelectronului pe orbita (exprimata printr-o coordonata unghiulara (φ) cat si distanta electron – nucleu (r). In figura sunt date toate distantelesi punctele importante ale unei elipse. Elipsa din figura are o extrencitate ε = 0,8. Mecanica arata ca in cazul miscarii pe o elipsa, centrul de forte (nucleul, Soarele) se gaseste nu in centrul elipsei (O), ciin unul din cele doua focare (Fsau F’). Se spune de asemenea ca miscarea eliptica are doua grade de libertate. Sommerfeld a aratat ca la cuantificarea sistemelor cu mai multe grade de libertate vor apareaun numar corespunzator de numere cuantice.

a- axa mare;b- axa micac= - distanta de la centrulelipsei(O) la focarul elipsei (F)e= c/a – extrencitatea elipseiA- AfeliuB- Periheliu

Bibliografie:

Multumesc pentruatentie!