Πώς αποδεικνύετε ότι ο όγκος ενός ατόμου είναι κυρίως κενός χώρος;
1. Η φύση του ατόμου:
* ηλεκτρόνια: Τα ηλεκτρόνια δεν είναι μικροσκοπικές, συμπαγείς μπάλες. Υπάρχουν ως σύννεφα πιθανότητας, που σημαίνει ότι η ακριβής τους τοποθεσία είναι αβέβαιη και είναι συνεχώς σε κίνηση γύρω από τον πυρήνα.
* πυρήνας: Ο πυρήνας είναι απίστευτα πυκνός, που περιέχει πρωτόνια και νετρόνια. Ωστόσο, παίρνει ένα μικρό κλάσμα του συνολικού όγκου του ατόμου.
2. Πειραματικά στοιχεία:
* Πείραμα χρυσού αλουμινίου του Rutherford: Αυτό το διάσημο πείραμα κατέδειξε ότι τα περισσότερα σωματίδια άλφα περνούσαν κατευθείαν μέσα από ένα λεπτό χρυσό φύλλο, υποδεικνύοντας ότι τα άτομα είναι ως επί το πλείστον κενό χώρο. Ωστόσο, ένα μικρό ποσοστό των σωματιδίων άλφα εκτρέπεται σε μεγάλες γωνίες, αποκαλύπτοντας την παρουσία ενός μικροσκοπικού, πυκνού πυρήνα.
* Μοτίβα διάθλασης: Ο τρόπος με τον οποίο οι ακτίνες Χ και τα ηλεκτρόνια διασκορπίζονται όταν αλληλεπιδρούν με τα άτομα δείχνει ότι η φύση τους που μοιάζει με κύματα διαλύεται από την ατομική δομή. Αυτό παρέχει στοιχεία για την ύπαρξη ενός πυκνού πυρήνα που περιβάλλεται από ένα διάχυτο σύννεφο ηλεκτρονίων.
3. Η έννοια του "κενού χώρου":
* Σε ατομικό επίπεδο, το "Empty" δεν σημαίνει "τίποτα". Ο χώρος μεταξύ του πυρήνα και των ηλεκτρονίων γεμίζει στην πραγματικότητα με το ηλεκτρομαγνητικό πεδίο που δεσμεύει το άτομο μαζί.
* Ενώ η πυκνότητα του πυρήνα είναι εξαιρετικά υψηλή, η συντριπτική πλειοψηφία του όγκου ενός ατόμου καταλαμβάνεται από το σύννεφο πιθανότητας των ηλεκτρονίων του, παρόλο που αυτά τα ηλεκτρόνια έχουν πολύ λίγη μάζα.
Αντί να "αποδεικνύουν" το κενό, το καταλαβαίνουμε:
* Τα άτομα είναι ως επί το πλείστον χώρο με την έννοια ότι το μεγαλύτερο μέρος του όγκου τους δεν καταλαμβάνεται από τα πυκνά, μαζικά σωματίδια (πρωτόνια και νετρόνια) του πυρήνα.
* Η πλειοψηφία του όγκου του ατόμου καταλαμβάνεται από το ηλεκτρονικό σύννεφο, το οποίο είναι υπεύθυνο για τις χημικές του ιδιότητες και τις αλληλεπιδράσεις του.
Συνοπτικά: Δεν αποδεικνύουμε ότι ένα άτομο είναι "άδειο" επειδή η έννοια του "κενού" δεν είναι πλήρως εφαρμόσιμη στην ατομική κλίμακα. Αντ 'αυτού, συλλέγουμε στοιχεία από πειράματα όπως τα πρότυπα Rutherford και η περίθλαση για να καταλάβουμε ότι η συντριπτική πλειοψηφία του όγκου ενός ατόμου δεν γεμίζει με πυκνά, μαζικά σωματίδια όπως πρωτόνια και νετρονίνη.
