Nous expliquons ce qu'est le modèle atomique de Rutherford et ses principaux postulats. Aussi, comment était l'expérience de Rutherford.
Quel est le modèle atomique de Rutherford ?
Le modèle atomique de Rutherford, comme son nom l'indique, était l'un des modèles proposés pour expliquer le structure interne de atome. En 1911, le chimiste et physicien britannique Ernest Rutherford a proposé ce modèle basé sur les résultats de son expérimentation à la feuille d'or.
Ce modèle constituait une rupture avec les modèles précédents tels que le modèle atomique de Dalton et le modèle atomique de Thompson, et un pas en avant par rapport au modèle actuellement accepté.
Dans son modèle atomique, Rutherford a proposé que les atomes ont un noyau central où le pourcentage le plus élevé de leur Masse. De plus, selon cette théorie, ce noyau a une charge électrique positive et est orbité par des particules de charge opposée et de plus petite taille (électrons).
Selon ses considérations, l'atome fonctionnait comme un Système solaire d'électrons en orbite autour d'un noyau atomique plus lourd, comme le font les planètes autour du soleil.
Le modèle atomique de Rutherford peut être résumé dans les trois propositions suivantes :
- La majeure partie de la masse atomique est concentrée dans le noyau, qui est de plus en plus gros. poids que le reste de la particules, et doté d'une charge électrique positive.
- Autour du noyau et à de grandes distances de celui-ci se trouvent les électrons, avec une charge électrique négative, qui l'orbitent selon des trajectoires circulaires.
- La somme des charges électriques positives et négatives d'un atome devrait donner comme résultat zéro, c'est-à-dire qu'elles devraient être égales, de sorte que l'atome soit électriquement neutre.
Rutherford a non seulement proposé cette structure pour l'atome, mais a également calculé sa taille et l'a comparée à la taille du noyau, et est arrivée à la conclusion qu'une bonne partie de la composition de l'atome est un espace vide.
Ce modèle, d'autre part, a certaines limites qui pourraient être résolues avec l'avancement de la connaissance et la La technologie:
- On ne pouvait pas expliquer comment il était possible qu'un ensemble de charges positives soit maintenue ensemble dans le noyau atomique, puisqu'elles devraient se repousser, puisqu'elles sont toutes de même signe.
- La stabilité de l'atome n'a pas pu être expliquée, car en considérant les électrons de charge négative qui tournent autour du noyau positif, à un moment donné ces électrons ont dû perdre énergie et s'effondrer contre le noyau.
Le modèle atomique de Rutherford était en vigueur pendant une courte période et a été remplacé par le modèle atomique proposé par le physicien danois Niels Bohr en 1913, dans lequel certaines des limitations ont été résolues et les propositions théoriques développées par Albert Einstein en 1905 ont été incorporées.
L'expérience de Rutherford
La méthode expérimentale de Rutherford a commencé avec plusieurs fines feuilles d'or qui seraient bombardées en laboratoire de noyaux d'hélium (particules alpha, qui ont une charge positive), mesurant ainsi les angles de déviation du faisceau de particules lors de son passage à travers l'or.
Ce comportement, qui atteignait parfois des écarts allant jusqu'à 90°, n'était pas en accord avec le modèle atomique proposé par Thompson, qui prévalait à l'époque.
Le modèle de Thompson propose que l'atome soit une sphère positive, contenant des électrons chargés négativement. Pour cette raison, le modèle ressemble à un pudding aux raisins secs : le pudding serait l'atome et les raisins secs seraient les électrons.
D'autre part, le modèle de Rutherford indique que l'atome a la charge positive concentrée dans le noyau et que les électrons tournent autour de lui. Si l'atome avait la structure proposée par Thompson, les particules alpha (positives), en passant à travers la feuille d'or, devraient suivre leurs trajectoires ou s'en écarter très peu. Cependant, ce qui s'est passé, c'est que des déviations de ces particules allant jusqu'à 90 et 180° ont été observées, ce qui a montré que l'atome, en effet, a la charge positive concentrée en son centre (comme proposé par Rutherford) et non répartie dans une sphère. ( comme proposé par Thompson).