نموذج بيرين الذري: الخصائص والمسلمات - كيمياء - 2026

و النموذج الذري بيرين مقارنة بنية الذرة مع النظام الشمسي حيث الكواكب ستكون رسوم سلبية، وسوف تكون الشمس شحنة موجبة تتركز في مركز الذرة. في عام 1895 ، أظهر الفيزيائي الفرنسي البارز انتقال الشحنات السالبة بواسطة أشعة الكاثود نحو السطح الذي اصطدمت به.

أظهر هذا الطبيعة الكهربائية لأشعة الكاثود وألقى الضوء على الطبيعة الكهربائية للذرة ، وفهمها على أنها أصغر وحدة من المادة غير قابلة للتجزئة. في عام 1901 ، اقترح جان بابتيست بيرين أن جاذبية الشحنات السالبة المحيطة بالمركز (الشحنة الموجبة) تقابلها قوة القصور الذاتي.

جان بابتيست بيرين

تم استكمال هذا النموذج وإتقانه لاحقًا من قبل إرنست رذرفورد ، الذي أكد أن كل الشحنة الموجبة للذرة كانت موجودة في مركز الذرة ، وأن الإلكترونات تدور حولها.

ومع ذلك ، كان لهذا النموذج بعض القيود التي لا يمكن تفسيرها في ذلك الوقت ، واتخذ هذا النموذج كأساس من قبل الفيزيائي الدنماركي نيلز بور لاقتراح نموذجه في عام 1913.

خصائص نموذج بيرين الذري

السمات البارزة لنموذج بيرين الذري هي كما يلي:

- تتكون الذرة من جسيم موجب كبير في وسطها ، حيث تتركز معظم الكتلة الذرية.

- تدور عدة شحنات سالبة حول هذه الشحنة الموجبة المركزة التي تعوض الشحنة الكهربائية الكلية.

يقارن اقتراح بيرين التركيب الذري بالنظام الشمسي ، حيث تؤدي الشحنة الموجبة المركزة دور الشمس وتؤدي الإلكترونات المحيطة دور الكواكب.

كان بيرين رائدًا في اقتراح البنية غير المستمرة للذرة في عام 1895. ومع ذلك ، لم يصر أبدًا على تصميم تجربة من شأنها أن تساعد في التحقق من هذا المفهوم.

تجربة

كجزء من تدريب الدكتوراه ، عمل بيرين كمساعد فيزياء في مدرسة إيكول نورمال سوبريور في باريس بين عامي 1894 و 1897.

بحلول ذلك الوقت ، طور بيرين معظم أبحاثه في اختبار طبيعة أشعة الكاثود. أي إذا كانت أشعة الكاثود عبارة عن جسيمات مشحونة كهربائيًا ، أو إذا اتخذت شكل موجات.

أشعة الكاثود

نشأت تجربة أشعة الكاثود من البحث باستخدام أنابيب كروكس ، وهي بنية اخترعها الكيميائي الإنجليزي ويليام كروكس في سبعينيات القرن التاسع عشر.

يتكون أنبوب كروكس من أنبوب زجاجي يحتوي فقط على غازات بداخله. يحتوي هذا التكوين على قطعة معدنية في كل طرف ، وكل قطعة متصلة بمصدر جهد خارجي.

عندما يتم تنشيط الأنبوب ، يتأين الهواء بداخله ، وبالتالي يصبح موصلًا للكهرباء ويغلق الدائرة المفتوحة بين الأقطاب الكهربائية في النهايات.

داخل الأنبوب ، تأخذ الغازات مظهر الفلورسنت ، ولكن حتى أواخر تسعينيات القرن التاسع عشر لم يكن العلماء واضحين بشأن سبب هذه الظاهرة.

بحلول ذلك الوقت ، لم يكن معروفًا ما إذا كان التألق ناتجًا عن دوران الجسيمات الأولية داخل الأنبوب ، أو إذا اتخذت الأشعة شكل الموجات التي تحملها.

تحقيقات بيرين

في عام 1895 كرر بيرين تجارب أشعة الكاثود عن طريق توصيل أنبوب تفريغ بحاوية فارغة أكبر.

بالإضافة إلى ذلك ، وضع بيرين جدارًا غير منفذ للجزيئات العادية وقام بتكرار تكوين كروكس من خلال وضع قفص فاراداي ، الموجود داخل غرفة واقية.

إذا مرت الأشعة عبر الجدار غير المنفذ للجزيئات العادية داخل قفص فاراداي ، فسيظهر تلقائيًا أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات أساسية مشحونة كهربائيًا.

طريقة التحقق

لتأكيد ذلك ، قام بيرين بتوصيل مقياس كهربي بالقرب من الجدار غير المنفذ لقياس الشحنات الكهربائية التي ستنتج عندما تضرب أشعة الكاثود هناك.

عند إجراء التجربة ، تبين أن تأثير أشعة الكاثود على الجدار غير المنفذ تسبب في قياس صغير للشحنة السالبة في جهاز القياس الكهربائي.

في وقت لاحق ، قام Perrin بتحويل تدفق أشعة الكاثود عن طريق إجبار النظام من خلال تحريض مجال كهربائي ، وأجبر أشعة الكاثود على التأثير على جهاز القياس الكهربائي. عندما حدث ذلك ، سجل العداد شحنة كهربائية أعلى بكثير مقارنة بالسجل السابق.

بفضل تجارب Perrin ، تبين أن أشعة الكاثود تتكون من جسيمات ذات شحنات سالبة.

في وقت لاحق ، في أوائل القرن العشرين ، اكتشف JJ Thomson رسميًا وجود الإلكترونات وعلاقتها بالكتلة الشحنة ، بناءً على بحث Perrin.

المسلمات

في عام 1904 أعلن العالم البريطاني جيه جيه طومسون اقتراحه لنموذج ذري ، يُعرف أيضًا باسم نموذج حلوى البرقوق.

في هذا النموذج ، تم فهم الشحنة الموجبة على أنها كتلة متجانسة وسيتم تشتيت الشحنات السالبة عشوائيًا على الكتلة الموجبة المذكورة.

في القياس ، ستكون الشحنة الموجبة هي كتلة الحلوى ، والشحنات السالبة سيمثلها البرقوق. دحض بيرين هذا النموذج في عام 1907. في اقتراحه ، يشير بيرين إلى ما يلي:

- لا تتمدد الشحنة الموجبة في كامل التركيب الذري. بدلا من ذلك ، يتركز في وسط الذرة.

- لا تنتشر الشحنات السالبة في جميع أنحاء الذرة. بدلاً من ذلك ، يتم ترتيبها بطريقة منظمة حول الشحنة الموجبة ، باتجاه الحافة الخارجية للذرة.

محددات

يحتوي نموذج بيرين الذري على قيدين رئيسيين ، تم التغلب عليهما لاحقًا بفضل مساهمات بور (1913) وفيزياء الكم.

أهم قيود هذا الاقتراح هي:

- لا يوجد تفسير لسبب بقاء الشحنة الموجبة مركزة في مركز الذرة.

- إن استقرار مدارات الشحنات السالبة حول مركز الذرة غير مفهوم.

وفقًا لقوانين ماكسويل الكهرومغناطيسية ، تصف الشحنات السالبة المدارات الحلزونية حول الشحنات الموجبة ، حتى تصطدم بها.

مقالات ذات أهمية

نموذج شرودنغر الذري.

نموذج دي بروجلي الذري.

نموذج تشادويك الذري.

نموذج هايزنبرغ الذري.

نموذج طومسون الذري.

نموذج دالتون الذري.

نموذج ديراك الأردن الذري.

النموذج الذري لديموقريطس.

نموذج بوهر الذري.

المراجع

1. جان بيرين (1998). Encyclopædia Britannica، Inc. تم الاسترجاع من: britannica.com
2. جان بابتيست بيرين (20014). موسوعة السيرة الذاتية العالمية. تم الاسترجاع من: encyclopedia.com
3. كوبينجا ، هـ. (2013). تحية لجين بيرين. © الجمعية الفيزيائية الأوروبية. تم الاسترجاع من: europhysicsnews.org
4. النموذج الذري (سادس). هافانا كوبا. تم الاسترجاع من: ecured.cu
5. بيرين ، جي (1926). هيكل المادة غير المستمر. نوبل ميديا ​​AB. تم الاسترجاع من: nobelprize.org
6. Solbes ، J. ، Silvestre ، V. and Furió ، C. (2010). التطور التاريخي لنماذج الذرة والرابطة الكيميائية وآثارها التعليمية. جامعة فالنسيا. فالنسيا، اسبانيا. تم الاسترجاع من: ojs.uv.es