Ποια είναι τα 4 ατομικά μοντέλα;

Το άτομο είναι η πιο βασική μονάδα οποιουδήποτε στοιχείου που διατηρεί ακόμη τις ιδιότητες αυτού του στοιχείου. Επειδή τα άτομα είναι πολύ μικρά για να δουν, η δομή τους ήταν πάντα κάτι μυστήριο. Για χιλιάδες χρόνια, οι φιλόσοφοι και οι επιστήμονες έχουν προτείνει θεωρίες σχετικά με τη σύνθεση αυτού του μυστηριώδους σωματιδίου, με αυξανόμενους βαθμούς πολυπλοκότητας. Αν και υπήρχαν πολλά μοντέλα, τέσσερα κύρια έχουν οδηγήσει στην τρέχουσα αντίληψή μας για το άτομο.

Το λεγόμενο μοντέλο πουτίγκα δαμάσκηνου προτάθηκε από τον επιστήμονα J.J. Τόμσον το 1904. Αυτό το μοντέλο σχεδιάστηκε μετά την ανακάλυψη του ηλεκτρονίου από τον Thomson ως διακριτό σωματίδιο, αλλά πριν γίνει κατανοητό ότι το άτομο είχε έναν κεντρικό πυρήνα. Σε αυτό το μοντέλο, το άτομο είναι μια μπάλα θετικού φορτίου - η πουτίγκα - στην οποία βρίσκονται τα ηλεκτρόνια - τα δαμάσκηνα -. Τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται σε καθορισμένες κυκλικές διαδρομές εντός της θετικής σφαίρας που αποτελεί την πλειοψηφία του ατόμου.

Η θεωρία αυτή προτάθηκε από τον βραβευμένο με Νόμπελ χημικό Ernest Rutherford το 1911 και μερικές φορές ονομάζεται μοντέλο Rutherford. Με βάση πειράματα που έδειξαν ότι το άτομο φαίνεται να περιέχει έναν μικρό πυρήνα θετικού φορτίου, ο Rutherford υποστήριξε ότι το άτομο αποτελείται από έναν μικρό, πυκνό και θετικά φορτισμένο πυρήνα, γύρω από τον οποίο τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται σε κυκλική δαχτυλίδια. Αυτό το μοντέλο ήταν ένα από τα πρώτα που πρότεινε την περίεργη ιδέα ότι τα άτομα αποτελούνται κυρίως από κενό χώρο μέσω του οποίου κινούνται τα ηλεκτρόνια.

Το μοντέλο Bohr επινοήθηκε από τον Neils Bohr, έναν φυσικό από τη Δανία που έλαβε το βραβείο Νόμπελ για την εργασία του στο άτομο. Με κάποιους τρόπους είναι μια πιο εξελιγμένη βελτίωση του μοντέλου Rutherford. Ο Bohr πρότεινε, όπως και ο Rutherford, ότι το άτομο είχε έναν μικρό, θετικό πυρήνα όπου κατοικούσε το μεγαλύτερο μέρος της μάζας του. Δήλωσε ότι τα ηλεκτρόνια περιστρέφονται γύρω από αυτόν τον πυρήνα σαν πλανήτες γύρω από τον ήλιο. Η βασική βελτίωση του μοντέλου Bohr ήταν ότι τα ηλεκτρόνια περιορίζονταν σε τροχιές γύρω από τον πυρήνα, το καθένα έχει ένα συγκεκριμένο επίπεδο ενέργειας, το οποίο εξήγησε πειραματικές παρατηρήσεις όπως η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.

Το μοντέλο νέφους ηλεκτρονίων είναι επί του παρόντος το πιο εξελιγμένο και ευρέως αποδεκτό μοντέλο του ατόμου. Διατηρεί την έννοια του πυρήνα από τα μοντέλα Bohr και Rutherford, αλλά εισάγει έναν διαφορετικό ορισμό της κίνησης των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα. Η κίνηση των ηλεκτρονίων γύρω από τον πυρήνα σε αυτό το μοντέλο καθορίζεται από περιοχές όπου υπάρχει μεγαλύτερη πιθανότητα εύρεσης του ηλεκτρονίου σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή. Αυτές οι περιοχές πιθανότητας γύρω από τον πυρήνα συνδέονται με συγκεκριμένα επίπεδα ενέργειας και παίρνουν μια ποικιλία από περίεργα σχήματα καθώς αυξάνεται η ενέργεια των ηλεκτρονίων.