થોમસન એટોમિક મોડલની લાક્ષણિકતાઓ

અણુના સબએટોમિક કણોની શોધના થોડા સમય પછી, વૈજ્ઞાનિકો પરમાણુની અંદર આ કણોના વિતરણને શોધવા માટે આતુર હતા, અણુની રચનાને સમજાવવા માટે વિવિધ અણુ મોડલની દરખાસ્ત કરવામાં આવી હતી. વિશે આ લેખમાં જાણો થોમસન એટોમિક મોડલ.

થોમસન એટોમિક મોડલ

1898 માં, જોસેફ જ્હોન થોમસને આવનારા ઘણા અણુ મોડેલોમાંથી પ્રથમ પ્રસ્તાવ મૂક્યો, તેણે જણાવ્યું કે અણુ લગભગ 10-10 મીટરની ત્રિજ્યા સાથે ગોળા જેવો આકાર ધરાવે છે, જ્યાં હકારાત્મક ચાર્જ સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે, ઇલેક્ટ્રોન આમાં જડિત હોય છે. વધુ સ્થિર ઈલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વ્યવસ્થા આપવા માટે ગોળા.

આ મોડેલનું એક મહત્વનું પાસું એ છે કે તે ધારે છે કે અણુનું દળ અણુ પર સમાનરૂપે વિતરિત થયેલ છે, થોમસનનો અણુ સિદ્ધાંત અણુની સામાન્ય તટસ્થતાને સમજાવવામાં સફળ રહ્યા હતા.

જો કે, પાછળથી કરવામાં આવેલા પ્રયોગોની અસરથી તેમની દરખાસ્તો કાયમી ન હતી. વર્ષ 1906 માં, થોમસનને તેમની પૂર્વધારણાઓ અને વાયુઓ દ્વારા વીજળીના વહન પરના પ્રયોગો માટે ભૌતિકશાસ્ત્રમાં નોબેલ પુરસ્કાર એનાયત કરવામાં આવ્યો હતો.

થોમસને વિચાર્યું કે ઇલેક્ટ્રોન પ્રોટોન કરતાં બે હજાર ગણો હળવો છે અને માનતા હતા કે અણુ હજારો ઇલેક્ટ્રોનનો બનેલો છે, અણુ બંધારણના આ મોડેલમાં, તેણે કલ્પના કરી હતી કે અણુઓ એક વાદળથી ઘેરાયેલા છે જે હકારાત્મક અને નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે.

એક્સ-રે દ્વારા હવાના આયનીકરણનું નિદર્શન પણ તેમના દ્વારા કરવામાં આવ્યું હતું રધરફોર્ડ એટોમિક મોડલતેઓ પ્રથમ એવા હતા જેમણે બતાવ્યું કે થોમસનનું અણુનું મોડેલ પ્લમ પુડિંગ જેવું જ છે. 

થોમસને દલીલ કરી હતી કે અણુઓ હકારાત્મક રીતે ભરેલા પદાર્થના સમાન ગોળા છે જેમાં ઈલેક્ટ્રોન એમ્બેડેડ હોય છે, પ્લમ પુડિંગ મોડેલ તરીકે અલગ પડે છે, રધરફોર્ડના અણુ નમૂનાની તરફેણમાં સૈદ્ધાંતિક અને વ્યવહારુ બંને કારણોસર છોડવું પડ્યું હતું, જેમાં ઇલેક્ટ્રોન ભ્રમણકક્ષાનું પ્રતિનિધિત્વ કરે છે. નાના હકારાત્મક ન્યુક્લિયસ.

લક્ષણો

થોમસન અનેક અવલોકનોમાંથી તેના પરમાણુ મોડેલ પર પહોંચ્યા, પ્રથમ એ કે રોન્ટજેનના નવા શોધાયેલા એક્સ-રે હવાના અણુઓને આયનીકરણ કરવામાં સક્ષમ હતા, ત્યાં સુધી આયનીકરણ કરવાનો એકમાત્ર રસ્તો ઉકેલમાં આયનોને રાસાયણિક રીતે અલગ કરવાનો હતો.

પરંતુ અંગ્રેજ ભૌતિકશાસ્ત્રીએ એક્સ-રે દ્વારા હિલીયમ જેવા મોનોટોમિક વાયુઓનું પણ સફળતાપૂર્વક આયનીકરણ કર્યું, જેના કારણે તે એવો દાવો કરવા પ્રેર્યા કે અણુની અંદરના ચાર્જને અલગ કરી શકાય છે અને તેથી તે અવિભાજ્ય નથી, તેણે એ પણ ધ્યાન આપ્યું કે કેથોડ કિરણો દ્વારા વિચલિત થઈ શકે છે. ઇલેક્ટ્રિક અને ચુંબકીય ક્ષેત્રો.

તેથી થોમસને એક મોડેલ ઘડ્યું જેણે એ હકીકતને યોગ્ય રીતે સમજાવ્યું કે અણુ ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ છે અને કેથોડ કિરણો નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા કણોથી બનેલા છે.

પ્રાયોગિક વાસ્તવિકતાનો ઉપયોગ કરીને, થોમસને નીચે પ્રમાણે અણુ નક્કી કર્યું:

• અણુ એ લગભગ 10 ની ત્રિજ્યા સાથે વિદ્યુત રીતે તટસ્થ ઘન વર્તુળ છે^-10 m.
• હકારાત્મક ચાર્જ સમગ્ર ગોળામાં વધુ કે ઓછા સમાનરૂપે વિતરિત થાય છે.
• અણુમાં નકારાત્મક રીતે સંતૃપ્ત "કોર્પસકલ્સ" હોય છે જે તેની તટસ્થતા દર્શાવે છે.
• આ કોર્પસલ્સ તમામ બાબતો માટે સમાન છે.
• જ્યારે અણુ સંતુલનમાં હોય છે, ત્યાં હોય છે n સકારાત્મક ચાર્જના વર્તુળમાં સામાન્ય રીતે રિંગ્સમાં કોર્પસલ્સ તૈયાર થાય છે.
• અણુનો સમૂહ સમાનરૂપે ફેલાયેલો છે.

મર્યાદાઓ

થૉમસનને તેમની થિયરી લાગુ કરતી વખતે ઘણી મર્યાદાઓ હતી:

• તે અણુની સ્થાયીતાને સમજાવવામાં અસમર્થ હતો કારણ કે તેનું મોડેલ એ જાહેર કરવામાં અસમર્થ હતું કે કેવી રીતે સકારાત્મક ચાર્જ અણુમાં નકારાત્મક રીતે ચાર્જ થયેલા ઇલેક્ટ્રોનને સ્થિર કરે છે, આમ આ સિદ્ધાંત અણુમાં ન્યુક્લિયસના કેન્દ્રને સમજાવવામાં ક્યારેય સફળ થયો નથી.
• થોમસનનું મોડેલ પાતળા ધાતુની પ્લેટો દ્વારા આલ્ફા કણોના છૂટાછવાયાને જાહેર કરી શક્યું નથી.
• તેના સમર્થનમાં કોઈ પ્રાયોગિક પુરાવા નથી.

તેમ છતાં થોમસનનું મોડેલ પરમાણુ માળખું સમજાવવા માટે તે ચોક્કસ મોડલ નહોતું, તે અન્ય અણુ મોડલના વિકાસ માટેનો આધાર સાબિત થયો હતો, અણુના અભ્યાસ અને તેની રચનાએ અસંખ્ય શોધનો માર્ગ મોકળો કર્યો છે જેણે વિકાસમાં મહત્વની ભૂમિકા ભજવી છે. માનવતાનું.

જોસેફ જોન થોમસન કોણ હતા?

"જોસેફ જ્હોન થોમસનનો જન્મ 18 ડિસેમ્બર 1856ના રોજ સ્કોટિશ માતા-પિતાના માન્ચેસ્ટર નજીક ચેથમ ખાતે થયો હતો, ઓવેન્સ કૉલેજમાં એન્જિનિયરિંગનો અભ્યાસ કર્યા પછી, તેણે ટ્રિનિટી કૉલેજ, કેમ્બ્રિજમાં અભ્યાસ કર્યો, 1884માં કેમ્બ્રિજ યુનિવર્સિટીમાં ભૌતિકશાસ્ત્રના અધ્યક્ષ માટે કેવેન્ડિશ પ્રોફેસર બન્યા. .

1890 માં તેણે રોઝ પેગેટ સાથે લગ્ન કર્યા, જે તેમને બે બાળકો આપશે; 1894 માં, જો કે, તેઓ કેમ્બ્રિજમાં કેવેન્ડિશ લેબોરેટરીના ડિરેક્ટર બન્યા, જે પદ તેઓ 1919 સુધી સંભાળતા હતા.

મેક્સવેલના ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિઝમ સાથે સંબંધિત અસંખ્ય કૃતિઓના લેખક, થોમસને તે સમયે વૈજ્ઞાનિક ચર્ચાના કેન્દ્રમાં, કેથોડ કિરણોની ઉત્પત્તિના અભ્યાસમાં પોતાને સમર્પિત કર્યા હતા.

1897 માં, પેરીનની શોધના બે વર્ષ પછી (જે દર્શાવે છે કે કેથોડ કિરણો નકારાત્મક ચાર્જ ધરાવે છે), તે કેથોડ કિરણોને વિદ્યુતક્ષેત્રમાં વિચલિત કરવામાં સફળ થયો, તેથી માન્યતા એવી છે કે કેથોડ કિરણોની રચના નકારાત્મક ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ, ઇલેક્ટ્રોન છે.

શૈક્ષણિક આ કણોની સૌથી મહત્વપૂર્ણ લાક્ષણિકતાઓ નક્કી કરે છે, કેથોડ કિરણોને બે ક્ષેત્રોની એક સાથે ક્રિયાને આધિન કરે છે: એક ચુંબકીય અને બીજું ઇલેક્ટ્રિક, આ રીતે તે ઝડપ અને ચાર્જ અને સમૂહ વચ્ચેના સંબંધને માપવાનું સંચાલન કરે છે.

ઇલેક્ટ્રિક ફિલ્ડમાં ધુમ્મસના ટીપાંના સ્થળાંતરને ધ્યાનમાં લેતા, વધુમાં, તે ઇલેક્ટ્રોનના સમૂહ સાથે સંબંધિત પ્રથમ મૂલ્યાંકન પર પહોંચે છે.

તે જ વર્ષે, થોમસન થર્મોઇલેક્ટ્રૉનિક ઇફેક્ટમાં અને ફોટોઇલેક્ટ્રિક ઇફેક્ટમાં ઇલેક્ટ્રોનનું ઉત્સર્જન દર્શાવે છે અને તેથી, અર્નેસ્ટ રથરફોર્ડના સહયોગથી, કિરણોત્સર્ગી પદાર્થો દ્વારા ઉત્પાદિત કિરણોત્સર્ગની પ્રકૃતિને માપવા માટે એક પદ્ધતિ કરે છે, જે આયનીકરણ પર આધારિત છે. એક ગેસ.

ઈલેક્ટ્રોનની શોધનો ઉપયોગ વીજળીના માર્ગ દ્વારા પસાર થતા વાયુઓની ઘટનાનો અભ્યાસ કરવા માટે થાય છે, ભૌતિકશાસ્ત્રી દ્વારા મળેલ સમજૂતીમાં આયનીકરણ સિદ્ધાંતનો સમાવેશ થાય છે, જેણે 1906 માં નોબેલ પુરસ્કાર જીત્યો હતો, જો કે, ઈલેક્ટ્રોનની શોધ ફરીથી લાવે છે. નો પ્રશ્ન પદાર્થના સંગઠનના સ્તરો. 

1904 માં થોમસને સતત વિતરિત હકારાત્મક વીજળીથી બનેલા અણુના મોડેલની દરખાસ્ત કરી, જેમાં સંખ્યાબંધ ઈલેક્ટ્રોન કેન્દ્રિત વર્તુળાકાર પાથમાં ફરે છે જે હકારાત્મક ચાર્જને વળતર આપવા દે છે.

રુથરફોર્ડના અણુ મોડેલ દ્વારા વર્ગીકૃત થયેલ હોવા છતાં, થોમસનની પૂર્વધારણા નિર્ણાયક રીતે મહત્વપૂર્ણ સાબિત થાય છે કારણ કે તે કિરણોત્સર્ગી અસ્થિરતાની સમસ્યા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે જે શાસ્ત્રીય ભૌતિકશાસ્ત્ર પર આધારિત ઇલેક્ટ્રોન સહિત કોઈપણ અણુ મોડેલની લાક્ષણિકતા ધરાવે છે.

થોમસન મોડલની અસર

El થોમસનનું મોડેલ શ્રેષ્ઠ ઉપલબ્ધ અણુ સિદ્ધાંત તરીકે સ્વીકારવામાં આવ્યું હતું, જે થોમસનના સિદ્ધાંતને અલગ પાડે છે તે અણુમાં ચોક્કસ આંતરિક વિતરણ તેમજ ગતિશીલ ધારણાઓનો સમૂહ છે.

1899 માં, બ્રિટીશ એસોસિએશન ફોર ધ એડવાન્સમેન્ટ ઓફ સાયન્સને સંબોધિત એક પેપરમાં, થોમસને કોઈપણ ગાણિતિક સૂત્ર વિના તેમના મોડેલના આવશ્યક ઘટકો રજૂ કર્યા:

"હું માનું છું કે અણુમાં મોટી સંખ્યામાં નાના શરીર હોય છે જેને હું કોર્પસકલ્સ કહીશ, સામાન્ય અણુમાં, કોર્પસ્કલ્સનો આ સમૂહ એવી સિસ્ટમ બનાવે છે જે ઇલેક્ટ્રિકલી ન્યુટ્રલ હોય છે."

જો કે વ્યક્તિગત કોર્પસલ્સ જ્યારે તટસ્થ અણુમાં એસેમ્બલ થાય છે ત્યારે નકારાત્મક આયનોની જેમ વર્તે છે, નકારાત્મક અસર એવી કોઈ વસ્તુ દ્વારા સંતુલિત થાય છે જે જગ્યા બનાવે છે જેના દ્વારા કોર્પસલ્સ વિસ્તરે છે, જેના કારણે તે કાર્ય કરે છે જાણે તેની પાસે સમાન હકારાત્મક વિદ્યુત ચાર્જ હોય. કોર્પસકલ્સમાં નકારાત્મક શુલ્કનો સરવાળો.

થોમસને ગાણિતિક વિશ્લેષણ તરફ દોરી જવા માટે તેના અણુ સિદ્ધાંતનું નિર્માણ કર્યું જ્યાં સ્થિરતા, જેમ કે શીર્ષક સૂચવે છે, નિર્ણાયક ભૂમિકા ભજવે છે, સંતુલનમાં અણુ n કોર્પસલ્સ અને સકારાત્મક રીતે ઇલેક્ટ્રિફાઇડ ગોળાની અંદર રિંગ્સમાં સમાન કોણીય અંતરાલો પર ગોઠવાય છે, દરેક કોર્પસકલ નકારાત્મક વીજળીનો ચાર્જ વહન કરે છે. 

1907માં થોમસને એક પુસ્તક પ્રકાશિત કર્યું: ધ કોર્પસ્ક્યુલર થિયરી ઓફ મેટર, 1906ની વસંતઋતુમાં રોયલ ઇન્સ્ટિટ્યુશન ખાતે આપેલા પ્રવચનોના કોર્સ પર આધારિત, આ પ્રવચનોમાં થોમસને દ્રવ્યના બંધારણના સિદ્ધાંતની ચર્ચા કરી હતી, જે થોમસનને લાગે છે. કે દ્રવ્યના વિવિધ ગુણધર્મોને વિદ્યુત પ્રભાવોમાંથી મેળવેલા ગણી શકાય.