Lista över Atomic Theories

Atomteori har utvecklats sedan urminnes tider. Forskare har tagit hypotesen från grekiska forskare och har byggt på den med sina olika upptäckter och teorier om atomen, som härrör från det grekiska ordet "atomos", vilket betyder odelbar. Sedan dess har det vetenskapliga samfundet upptäckt att dessa partiklar ytterligare delar sig i subpartiklar som kallas protoner, neutroner och elektroner. Ändå har namnet "atom" fastnat.

Leucippus och Democritus var de första som föreslog, under 500-talet f.Kr., att all materia är gjord av små enheter som kallas atomer. De två filosoferna hävdade att dessa var fasta partiklar utan inre struktur och kom i olika former och storlekar. Immateriella egenskaper som smak och färg, enligt denna teori, var gjorda av atomer. Aristoteles motsatte sig dock starkt denna idé, och det vetenskapliga samfundet misslyckades med att ägna allvarlig uppmärksamhet åt det i århundraden.

År 1808 byggde den engelska kemisten John Dalton vidare på det grekiska begreppet atomer. Han postulerade att materien är gjord av atomer, som är små odelbara partiklar. Han föreslog också att medan alla atomer i ett element är identiska, skiljer de sig helt från de som utgör andra element.

Engelska fysikern Joseph J. Thomson föreslog teorin om "plommonpudding" för den delbara atomen 1904, efter att ha upptäckt elektroner 1897. Hans modell postulerade att atomer består av en stor positivt laddad sfär besatt med negativt laddade elektroner (han kallade dem "kroppar") som frukt i en plommonpudding. Han antog vidare att laddningen av den positiva sfärens laddning är lika med de negativa laddningarna för elektronerna. Idag kallar vi de positivt laddade partiklarna för protoner och de negativa för elektroner.

Den brittiska fysikern Ernest Rutherford föreslog en kärnmodell av atomen, i vilken en kärna finns, 1911. Han upptäckte också aktivitet i denna del, nämligen rörelsen av protoner och elektroner i atomens centrala del. Han postulerade vidare att antalet protoner i en atom är lika med elektronernas. Han antog också att det finns mer neutrala partiklar. Dessa har blivit kända som neutroner.

Den danska fysikern Niels Bohr föreslog 1913 en planetmodell, där elektroner kretsar kring kärnan precis som planeterna kretsar kring solen. Medan elektronerna är i omloppsbana har de det som Bohr kallade "konstant energi". När dessa partiklar absorberar energi och övergår till en högre bana, Bohrs teori hänvisar till dem som "upphetsade" elektroner. När elektronerna återvänder till sin ursprungliga bana avger de denna energi som elektromagnetisk strålning.

Från årtionden av noggrann forskning från tusentals forskare bygger den nuvarande atomteorin på arbete som utförts på 1930-talet av Albert Einstein, Werner Heisenberg och andra. Som med de tidigare teorierna består atomen av en central, tung kärna omgiven av ett antal elektroner. Till skillnad från tidigare teorier som behandlade elektroner, protoner och andra små partiklar som bestämda fasta "klumpar", modern kvantteori behandlar dem som statistiska "moln;" konstigt nog kan du mäta deras hastighet exakt, eller deras platser, men inte båda på samma gång tid. Istället för att elektroner beter sig som planeter som kretsar i välskötta elliptiska banor, virvlar de runt i suddiga moln av olika former. Atomer blir då mindre som hårda, exakta biljardbollar och mer som fjädrande, runda svampar. Och trots att de är "fasta" ämnen, kan de uppvisa vågliknande egenskaper som våglängd och störningsmönster.

När forskare tittade på atomer med allt mer kraftfulla instrument upptäckte de att protonerna och neutronerna som utgör kärnan i sin tur var tillverkade av ännu mindre partiklar. På 1960-talet kallade fysikerna Murray Gell-Mann och George Zweig dessa partiklar för "kvarkar" och lånade ett ord som användes i en James Joyce-roman. Quarks finns i sorter som "upp", "ner", "övre" och "botten". Protoner och neutroner bildas av buntar med tre kvarkar vardera: "upp", "ner" och "upp" respektive "ner", "upp" respektive "ner".