Figur 1 2: Atomet
ernen indeholder Z positive protoner, og N neutrale neutroner, derfor har den en netto positiv ladning. Atomet selv er elektrisk neutral, derfor må der også findes Z negative elektroner, for at balancere den positive ladning i kernen.
Men hvor finder vi disse elektroner?
Det historiske atom:
Idéen at stoffet, som vi ser rund om os til hverdag, er bygget op af ”fundamentale byggeklodser” der kaldes atomer, har eksisteret siden ”de gamle grækere”. Opdagelsen af elektronen i slutningen af 18-hundredtallet medførte et billedede af atomet som en jævn fordeling af både negative (elektron) og positive ladninger – en slags ”blomme-pudding”. I 1911, udførte Ernest Rutherford eksperimenter, der viste at denne model ikke kan beskrive virkeligheden; han beviste at atomet består af et tungt positiv centrum – det vi i dag kalder kernen, og at det meste af atomet består af tomt rum. Det betød at elektronerne må ligge langt væk fra kernen. Billedet blev til ”planet-modellen”, hvori der optræder en tung, positiv-ladet kerne, og de negative elektroner bevægede sig rundt om kernen ved stor afstand – ligesom planeterne omkredser solen i solsystemet.
Planet-modellen for atomet var baseret på klassisk-fysik, og den havde et stort problem: fysikken siger at elektroner der bevæger sig omkring en kerne, udsender elektromagnetisk stråling (fotoner), dvs. de skulle miste energi og spiralere ind til atomets center! Dette ser vi ikke hverdag, så spørgsmålet var: hvordan kan det være?
Problemet blev løst i 1913 af Niels Bohr, ved ikke at tænke på atomet som en klassik ting, men at inkludere en kvantemekanisk beskrivelse for de atomare elektroner. Han udvidede planet-modellen ved at give 2 postulater: i) at elektronerne kun må eksistere i diskrete (tilladte, kvantiserede) baner rundt om kernen, og når elektronerne sidder i disse baner kan de ikke udsender fotoner; og ii) elektroner udsender ikke kontinueret stråling, men de absorberer/ udsender fotoner kun når de skifter baner. Derfor når elektronerne sidder i disse tilladte baner, er atomet stabilt (Figur 1-2).
|
