Σάββατο 7 Μαρτίου 2020

Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ : 07 Μαρτίου

Ο Έρνεστ Ράδερφορντ (Ernest Rutherford) ανακοίνωσε την έννοια του ατομικού πυρήνα σαν σήμερα το 1911

Επάνω: Τα αναμενόμενα αποτελέσματα: Τα σωματίδια άλφα 
διέρχονται από το άτομο (σταφιδόψωμο) χωρίς παρεκκλίσεις. 
Κάτω: Τα παρατηρηθέντα αποτελέσματα: Ένα μικρό ποσοστό
των σωματιδίων εκτρέπεται, υποδηλώνοντας μια μικρή σε
όγκο αλλά μεγάλη σε μάζα συμπυκνωμένη ποσότητα ύλης
 που σήμερα ξέρουμε ότι είναι ο 
ατομικός πυρήνας

Σημειώστε ότι η εικόνα δεν είναι υπό κλίμακα. Στην 
πραγματικότητα ο πυρήνας είναι πολύ μικρότερος από τη
στοιβάδα των ηλεκτρονίων.
Ο Νεοζηλανδός χημικός εξήγησε το γιατί όταν πυροβόλησε με σωματίδια άλφα ένα λεπτό φύλλο χρυσού, κάποια σωματίδια ανακλάστηκαν προς τα πίσω. Από αυτό συνήγαγε ότι ένα άτομο έχει ένα σκληρό, πυκνό, θετικά φορτισμένο κέντρο: τον πυρήνα.

Ο Έρνεστ Ράδερφορντ (Ernest Rutherford, 1ος Βαρώνος Rutherford του NelsonOM , FRS 30 Αυγούστου 1871 - 19 Οκτωβρίου 1937) ήταν ένας Βρετανός φυσικός που γεννήθηκε στη Νέα Ζηλανδία και χαρακτηρίζεται ως πατέρας της πυρηνικής φυσικής. 
Στις πρώτες εργασίες του, ο Ράδερφορντ ανακάλυψε την έννοια της ημιζωής στη ραδιενέργεια, απέδειξε ότι η ραδιενέργεια περιελάμβανε την πυρηνική μεταστοιχείωση ενός χημικού στοιχείου σε άλλο, αλλά και επίσης διαφοροποίησε και ονόμασε τις ακτινοβολίες-άλφα και βήταΟι εργασία αυτή έγινε στο Πανεπιστήμιο McGill (1898-1907) του Καναδά και είναι η βάση για το βραβείο Νόμπελ Χημείας που του απονεμήθηκε το 1908 "για τις έρευνές του για την αποσύνθεση των στοιχείων και τη χημεία των ραδιενεργών ουσιών". 

Το πείραμα με το φύλλο χρυσού 

Ο Ράδερφορντ εκτέλεσε το πιο διάσημο έργο του μετά την παραλαβή του βραβείου Νόμπελ το 1908. Μαζί με τον Hans Geiger και τον Ernest Marsden το 1909 πραγματοποίησε το πείραμα Geiger-Marsden, το οποίο κατέδειξε την πυρηνική φύση των ατόμων, εκτρέποντας τα σωματίδια άλφα που διέρχονται από λεπτό χρυσό φύλλο. 
Ο Ράδερφορντ εμπνεύστηκε να ζητήσει από τον Geiger και τον Marsden σε αυτό το πείραμα να ψάξουν για σωματίδια άλφα με πολύ υψηλές γωνίες εκτροπής, κάτι που δεν αναμενόταν από οποιαδήποτε θεωρία της ύλης εκείνης της εποχής. Μέχρι τότε η άποψη για το άτομο είναι ότι ήταν μια ομογενής μάζα, σαν ψωμάκι, όπου μέσα ήταν φυτεμένα τα ηλεκτρόνια σαν τις σταφίδες στο σταφιδόψωμο - το μοντέλο του σταφιδόψωμου που είχε προταθεί από τον  J. J. Thomson in 1904. 
Τέτοια σωματίδια με πολύ μεγάλες γωνίες εκτροπής (ανακλώμενα) αν και σπάνια τελικά όντως βρέθηκαν. Ο αριθμός αυτών που ανακλώνται είναι πολύ μικρός αλλά είναι μια συνεχής συνάρτηση (1/ημ4φ) της γωνίας εκτροπής. 
H ερμηνεία αυτών των δεδομένων από τον Ράδερφορντ τον οδήγησε να διατυπώσει το μοντέλο του Ράδερφορντ  για το  ατόμου, το 1911 - ότι δηλαδή το άτομο είναι ένας πολύ μικρός φορτισμένος πυρήνας, που περιέχει μεγάλο μέρος της μάζας του ατόμου, και γύρω από αυτόν περιστρέφονται τα ηλεκτρόνια τα οποία έχουν πολύ μικρή μάζα.

Από τη: Royal Society of Chemistry (RSC)
Εικόνα: By Kurzon - Own work, Public Domain, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=7986118

Σαν σήμερα στη ΧΗΜΕΊΑ :  07 Μαρτίου

Η προηγούμενη μέρα                      Όλος ο Χειμώνας                     Η επόμενη μέρα