En presentasjon av utviklingen av vår forståelse av atomet.
Created by mariahans on 25/01/2011
Last updated: 28/01/11 at 18:35
Niels Bohr var dansk fysiker, og er avgjørende for vår forståelse av atomets struktur. I 1913 fremla han en modell av atomet som ble hetende Bohrs elektronskallmodell. Modellen baserte seg på Rutherfords eksperimenter. Det er denne modellen av atomet vi bruker i dag. Modellen han framla i 1913 gikk ut på at elektronene beveger seg i baner omkring en positivt ladd kjerne. Elektronet kan i følge hans modell ikke bevege seg fritt, men følger visse baner, eller elektronskall. Egenskapet til et atom avgjøres i hovedsak av elektronene i de ytre elektronskallene. Det var også Niels Bohr som introduserte ideen om at når atomet tilføres energi kan et elektron bevege seg til en ytrere bane. Når elektronet går tilbake til sitt normale elektronskall vil det sendes ut lys fra atomet. I 1922 mottok Niels Bohr Nobelprisen i fysikk for sin atommodell. I senere tid har man videreutviklet Bohrs skallmodell. Bohrs atommodell tok ikke hensyn til orbitaler. Det er mer realistisk å forestille seg elektronenene som en sky rundt kjernen. Det er som oftest stor forskjell på energien til elektronene i de forskjellige skallen, men også innenfor samme elektronskall har elektronene ulik energi. Dette kalles orbitaler. Elektronskallene går til tider inn i hverandre, fordi elektronene i skallene beveger seg ulikt etter energi. Likevel bruker man fortsatt Niels Bohrs skallmodell i dag, fordi det er en simplifisering av atomets oppbygning, som er nyttig når man skal forstå atomet. Jeg har derfor valgt å kalle denne oppgaven for "Fra bolle til Bohr" - atommodellen startet med J.J. Thomsons rosinbollemodell og endte med Niels Bohrs elektronskallmodell. På bildet til høyre er grunnstoffet oksygen fremstilt med Bohrs elektronskallmodell, som viser at atomet har en positivt ladd kjerne i midten bestående av protoner, positivt ladd, og nøytroner, nøytralt ladd, med elektronene som beveger seg i baner rundt kjernen. Oksygen har 6 elektroner i ytterste skall, hvilket spiller inn på egenskapene til oksygen.
Gullfolieeksperimentet ble utført av Hans Geiger og Ernest Marsden, men styrt av Ernest Rutherford. Tidligere hadde man trodd at atomet var som Thomsons bollemodell, men dette forsøket motbeviste Thomsons teori. Forsøket gikk ut på (se bildet) at man sendte alfastråler mot en tynn gullplate. Hypotesen til Rutherford var at nesten alle alfapartiklene ville bli reflektert tilbake med en lav refleksjonvinkel, fordi han trodde at det var elektroner plassert mange steder i atomet. Det som skjedde var at kun noen få partikler ble reflektert, og disse hadde en stor refleksjonsvinkel. "It was quite the most incredible event that has ever happened to me in my life. It was almost as incredible as if you fired a 15-inch shell at a piece of tissue paper and it came back and hit you. On consideration, I realized that this scattering backward must be the result of a single collision, and when I made calculations I saw that it was impossible to get anything of that order of magnitude unless you took a system in which the greater part of the mass of the atom was concentrated in a minute nucleus. It was then that I had the idea of an atom with a minute massive center, carrying a charge" —Ernest Rutherford
Fram til nå hadde man trodd at atomet var den minste delen i naturen. Atom betyr udelelig, men Joseph John Thomson fremla i 1897 en teori som gikk ut på at den minste bestanddelen i naturen var 1000 ganger mindre enn atomet. Han klarte å bevise dette - han oppdaget elektronet! I 1906 mottok J.J.Thomson nobelprisen i fysikk for hans oppdagelse av atomet. Thomaon oppdaget også at elektronene var negativt ladet. Han visste at atomet har nøytral ladning. Thomson antok at elektronene var jevnt fordelt i et atom med en utstrakt positiv ladning som gjør atomet nøytralt. På norsk kalles denne modellen av atomet for rosinbollemodellen. Den er illustrert på bildet.
Dmitrij Mendelejev var en russisk kjemiker. Etter John Daltons oppdagelse av atomet, fant man etterhvert fram til flere og flere grunnstoffer. Fram mot 1860-årene hadde kjemikerne funnet mer enn seksti forskjellige grunnstoffer. Noen var gasser, andre metaller. Gjennom forsøk på å ordne grunnstoffene på forskjellige måter, fant Dmitrij Mendelejev ut at når han ordnet grunnstoffene etter voksende atommasse, viste det seg at grunnstoffer med samme egenskaper så ut til å komme igjen med et visst mellomrom. Likevel var det brudd på "periodene" med grunnstoffer med like egenskaper. Han mente at disse hullene var grunstoffer som enda ikke var oppdaget. Mendelejev hadde rett i at hullene var grunnstoffer som enda ikke var blitt oppdaget. Dermed hadde Mendelejev satt grunnstoffene i system - periodesystemet! I 1869 publiserte Dmitrij Mendelejev det første periodesystem. Likevel var det også andre naturvitere med Mendelejevs tid som hadde samme tanker som han.
John Dalton var en engelsk kjemiker og fysiker, og levde fra 1766 til 1844. Han var fra tidlig alder interessert i naturvitenskap. John Dalton beviste at atomet fantes. Se videoen, og lær mer om John Daltons arbeid og utviklingen av atomteorien!
Demorkrit levde i Antikkens Hellas og mente at alt kan deles i stadig mindre stykker, inntill man når en nedre grense. Det minste udelelige stykket kalte han atom. Demokrit hadde ingen bevis for sin teori, og møtte sterk motstand. Den gang valgte man heller å tro på elementteorien. Man trodde at naturen bestod av jord, vann, ild og luft. Det var først under Renessansen man igjen begynte å ha slike tanker.
Update Sources