Долго считалось, что атом неделим. Но опыты Томсона показали: в атомах есть электроны. Атом же в целом нейтрален — значит, в нём есть и положительный заряд.
Модель Томсона
Томсон представил атом как положительно заряженный шар, в который вкраплены электроны, — «кекс с изюмом». Модель объясняла нейтральность атома и электризацию, но многие опыты объяснить не могла.
Планетарная модель Резерфорда
В 1911 г. Эрнест Резерфорд по результатам опытов предложил планетарную модель:
В центре атома — маленькое положительно заряженное ядро, в котором сосредоточена почти вся масса атома. Вокруг ядра движутся электроны, как планеты вокруг Солнца.
Электроны притягиваются к ядру электрическими силами, но не падают на него, потому что движутся (как Луна не падает на Землю).
Из чего состоит ядро
Ядро состоит из протонов (заряд ) и нейтронов (заряда нет). Вместе их называют нуклонами. Нуклоны удерживают в ядре ядерные силы, примерно в 100 раз сильнее электрических.
Протон открыл Резерфорд в 1919 г. Масса протона примерно в 1836 раз больше массы электрона, массы протона и нейтрона почти равны — поэтому почти вся масса атома в ядре.
| Частица | Заряд | Масса (в массах электрона) |
|---|---|---|
| Электрон | 1 | |
| Протон | ≈ 1836 | |
| Нейтрон | 0 | ≈ 1839 |
Число протонов в ядре = числу электронов в атоме = порядковому номеру элемента в таблице Менделеева. Поэтому атом нейтрален.
Ионы
Ион — атом, потерявший или присоединивший электроны. Положительный ион — атом, потерявший электроны; отрицательный ион — атом с лишними электронами.
Атом — «маленькая Солнечная система»: тяжёлое «солнце»-ядро (протоны + нейтроны) и лёгкие «планеты»-электроны. Номер в таблице Менделеева — это число протонов: «паспорт» элемента.