Tanken att alla ämnen i världen består av atomer föddes under 500-talet f.Kr., då den antika grekiska tänkaren Democritus föreslog att allt som finns består av de minsta rörliga partiklarna. Man kan bara anta att det troligen inte är utan mening. Under många århundraden efter Demokritus återkallades atomer med jämna mellanrum, men denna hypotes var inte populär under dessa avlägsna tider. På 1800-talet kom atomhypotesen upp igen i den vetenskapliga horisonten.
Atomstrukturmodeller
Forskare letade efter en modell som tillfredsställande kunde beskriva bilden av den verkliga världen. Atomen visade sig vara en mycket lämplig modell. Även om atomer inte kan ses, men genom att tillåta dem att existera, kunde forskare förklara vad de observerade i sina experiment och i naturen.
Forskare var övertygade om att det fanns atomer långt innan de kunde bevisa det. Modellen fungerade, även om ingen kunde bevisa dess sanning. I början av 1800-talet upptäckte till exempel den engelska forskaren John Dalton, som studerade lagarna för kemiska reaktioner, att två ämnen alltid reagerar kemiskt i samma konstant andel. Exempelvis ger kombinationen av en del syre och två delar väte vatten.
Detta antydde att atomerna i en substans, lika i massa som varandra, förenades med atomer av en annan substans (det vill säga med atomer med en annan massa). När det gäller vattenbildning kombineras en syreatom med två väteatomer.Atommodellen hjälpte till att förstå vad Dalton exakt observerade i sina experiment. Det finns ytterligare enkla bevis för att det finns atomer.
Om du tittar på ett mikroskop på pollenpartiklar upphängda i vatten kan du se att de gör kaotiska rörelser. Varför? Forskare har föreslagit att detta kan bero på att pollenpartiklar kolliderar med många atomer eller grupper av atomer som forskare har kallat molekyler (till exempel partiklar i vatten kolliderar med vattenmolekyler).
Vad består en atom av?
Forskare som var överens med atomteorin trodde att en atom består av små elektriskt laddade partiklar - positiva och negativa, som, när de kombineras i en atom, som i en boll, neutraliserar varandra och gör atomen som helhet elektriskt neutral. Men 1907 bevisade den engelska fysikern Ernest Rutherford med sina experiment att detta inte är helt sant.
Rutherford Experience
Rutherford bombarderade en guldfolie med en höghastighetsstråle av positivt laddade partiklar. Han trodde att partiklar skulle passera genom folien. Vissa positivt laddade partiklar flög genom folien. Och vissa kunde inte göra det. Dessutom ryckte de in i experimenteraren, som om någon kraft gömd i folien drev dem bort. Rutherford blev förvånad. Han sa att det var detsamma som att börja bränna potten på fiberpapper och plötsligt se hur potten flyger bort från potters panna.
Planetär atommodell - Atom Core
Rutherfords experiment hjälpte till att bekräfta atomhypotesen och förstå hur atomen fungerar. Det blev tydligt att de positiva och negativa partiklarna inte är jämnt fördelade i atomen. Om detta var så skulle positivt laddade partiklar i Rutherford-experimentet inte avvisas med sådan kraft. Följaktligen är kärnan i en atom inte neutral. I mitten av atomen finns en tät boll av partiklar, det vill säga i mitten, som kallas atomens kärna, är positivt laddade protoner och neutrala neutroner.
På ett betydande avstånd från kärnan kretsar negativt laddade partiklar - elektroner - kring banorna runt den. Eftersom en positiv laddning är lika i värde som en negativ laddning är atomen som helhet elektriskt neutral. Det medför ingen avgift.
Men själva kärnan är koncentrationen av en positiv laddning. Många av de positiva partiklarna i Rutherfords experiment flög för nära den positivt laddade kärnan i en guldatom. Eftersom positiva laddningar ömsesidigt stöter varandra, flög dessa partiklar tillbaka mot experimenteraren. Detta fick honom till idén om hur atomer faktiskt är ordnade.
Kvarkar
Protoner och neutroner är partiklar som, även om de är små, består av ännu mindre partiklar som kallas kvarkar. I dag tror forskare att protoner och neutroner består av ännu mindre partiklar som kallas kvarkar.
Quarks är en ny modell som bättre förklarar atomernas beteende i den verkliga världen. Och precis som forskare tidigare hade sökt experimentella bevis för att det finns atomer, letar de nu efter verkliga bevis på kvarkar.
