מהם 4 הדגמים האטומיים?

האטום הוא היחידה הבסיסית ביותר מכל יסוד שעדיין שומר על תכונותיו של אותו יסוד. מכיוון שהאטומים קטנים מדי מכדי לראותם, המבנה שלהם תמיד היה תעלומה. במשך אלפי שנים הציעו פילוסופים ומדענים תיאוריות הנוגעות לאיפור החלקיק המסתורי הזה, בדרגות התחכמות הולכות וגוברות. למרות שהיו מודלים רבים, ארבעה עיקריים הובילו לתפיסה הנוכחית שלנו של האטום.

מודל פודינג השזיפים שנקרא הוצע על ידי המדען ג'יי ג'יי. תומסון בשנת 1904. מודל זה הוגש לאחר גילויו של תומסון על האלקטרון כחלקיק נפרד, אך לפני שהובן היה שלאטום יש גרעין מרכזי. במודל זה האטום הוא כדור מטען חיובי - הפודינג - בו נמצאים האלקטרונים - השזיפים. האלקטרונים מסתובבים בנתיבים מעגליים מוגדרים בתוך הכף החיובי המהווה את רוב האטום.

תיאוריה זו הוצעה על ידי הכימאי שזכה בפרס נובל ארנסט רתרפורד בשנת 1911 והיא מכונה לפעמים המודל של רתרפורד. על פי ניסויים שהראו כי נראה שהאטום מכיל גרעין קטן של מטען חיובי, הניח רתרפורד שהאטום מורכב מגרעין קטן, צפוף וטעון חיובי, שסביבו מקיפים אלקטרונים במעגל טבעות. מודל זה היה אחד הראשונים שהציע את הרעיון המוזר לפיו אטומים מורכבים בעיקר מחלל ריק שדרכו נעים האלקטרונים.

מודל בוהר הומצא על ידי נילס בוהר, פיזיקאי מדנמרק שקיבל את פרס נובל על עבודתו באטום. במובנים מסוימים מדובר בשיפור מתוחכם יותר של מודל רתרפורד. בוהר הציע, כמו גם רתרפורד, כי לאטום יהיה גרעין קטן וחיובי בו שרוב המסה שלו שוכנת. הוא הצהיר כי האלקטרונים מקיפים סביב גרעין זה כמו כוכבי לכת סביב השמש. השיפור העיקרי במודל של בוהר היה שהאלקטרונים היו מוגבלים למסלול סביב הגרעין, שלכל אחד מהם רמת אנרגיה ספציפית, שהסבירה תצפיות ניסיוניות כמו אלקטרומגנטיות קְרִינָה.

מודל ענן האלקטרונים הוא כיום המודל המתוחכם והמקובל ביותר של האטום. הוא שומר על מושג הגרעין מהמודלים של בוהר ורתרפורד, אך מציג הגדרה שונה של תנועת האלקטרונים סביב הגרעין. תנועת האלקטרונים סביב הגרעין במודל זה מוגדרת על ידי אזורים שבהם יש סבירות גבוהה יותר למצוא את האלקטרון בכל רגע נתון. אזורי הסתברות אלה סביב הגרעין קשורים לרמות אנרגיה ספציפיות ומקבלים מגוון צורות מוזרות ככל שאנרגיית האלקטרונים עולה.