ჩვენ ვიცით, რომ ქიმიური რეაქციის დროს ატომები არ იცვლება,
არამედ ხდება მათი გადაჯგუფება.
მაინც
რისგან შედგება ატომი?
XIX
საუკუნის ბოლომდე ატომები განუყოფელად ითვლებოდნენ. მრავალი ექსპერიმენტი,
რომლებიც იმ პერიოდში ტარდებოდა
მიანიშნებდა ატომის რთულ შედგენილობაზე.
1903
წელს ინგლისელმა მეცნიერმა
ჟოზეფ ჯონ ტომსონმა წამოაყენა ატომის აღნაგობის ატომის აღნაგობის ე.წ. სტატიკური ანუ ელექტრონულ-იონური თეორია. ამ თეორიის თანახმად, ატომი შედგება
დადებითად დამუხტული სფეროსაგან, რომელშიც „ჩაწინწკლულია“ ელექტრონები. მან ატომი ქიშმიშიან
ფუნთუშას შეადარა. ელექტრონები ასრულებენ რხევით მოძრაობას, ამიტომაც სტატიკური თეორია
ეწოდება. (ელექტრონი აღმოაჩინა ტომსონმა)
მაგრამ, უკვე 1911
წელს ცნობილმა ინგლისელმა მეცნიერმა ერნესტ
რეზერფორდმა დაასაბუთა ატომის აღნაგობის დინამიკური
თეორია. ის აკვირდებოდა თხელ მეტალურ ფირფიტაში α - ნაწილაკების განბნევის სახელწოდებით.
რეზერფორდმა α - ნაწილაკების განბნევის ასახსნელად გამოიყენა ატომის აგებულების პლანეტარული მოდელი , რომლის თანახმადაც:
- 1. ატომი შედგება დადებითად დამუხტული გულისაგან. გულში თავმოყრილია ატომის თითქმის მთელი მასა.
- 2. გულის გარშემო მოძრაობენ ელექტრონები e-, რომლებიც ქმნიან ელექტრონულ ღრუბელს.
მთელი ატომის ზომა (დიამეტრი) 10-10 მ-მდეა, გულის ზომა 10-15 მ-ის ტოლია, ე.ი. ზომით ატომგული 100 000 ჯერ მცირეა ატომზე. ამიტომ α - ნაწილაკების უმრავლესობა მეტალური ფორფიტის ატომებს შორის მიფრინავს, მათი გულისაგან დიდ მანძილზე და არ გადაიხრებიან თავისი გზიდან, ხოლო ნაწილაკების მცირე ნაწილი კი გაივლის გულთან ახლოს, რის შედეგადაც აღიძვრება განზიდვის ძალები და ნაწილაკები გადაიხრებიან საწყისი მიმართულებიდან. ცალკეული ნაწილაკები კი უახლოვდებიან გულს საკმაოდ მცირე მანძილზე და გადაიხრებიან კიდევ უფრო მკვეთრად იმავე ძალების მოქმედებით.
ატომის აღნაგობის პლანეტარული მოდელი განიცდიდა შემდეგომ
განვითარებას.
ატომი არის ელექტრონეიტრალური ნაწილაკი, რომელიც შედგება
დადებითად დამუხტული ბირთვისაგან, რომლის გარშემო განუწყვეტლივ მოძრაობენ ელექტრონები.
ბირთვის გარშემო ელექტრონების მოძრაობა მზის გარშემო პლანეტების მოძრაობას შეადარა
და ამიტომ რეზერფორდის მოდელს პლანეტარული ეწოდება.
რეზერფორდის მოდელი თვალსაჩინო, მაგრამ არაზუსტი აღმოჩნდა.
იგი ვერ ხსნიდა ატომის მდგრადობას. (რეზერფორდმა აღმოაჩინა პროტონი)
რატომ არ მცირდება ატომბირთვის გარშემო მოძრაობისას
ელექტრონის ენერგია და რატომ არ ეცემა ელექტრონი ბირთვს?
ატომის აღნაგობის პლანეტარული მოდელი განიცდიდა შემდგომ
განვითარება. ამ პრობლემის გადაწყვეტა რეზერფორდის სტუდენტმა 24 წლის ნილს ბორმა სცადა. რეზერფორდის მოდელის დასაზუსტებლად
მან 1913 წელს ორი პოსტულატი შემოიტანა:
- 1. ატომბირთვის გარშემო ელექტრონები არა ნებისმიერ, არამედ მხოლოდ განსაზღვრულ ორბიტებზე მოძრაობენ. ამ დროს ატომი არც შთანთქავს და არც გამოასხივებს ენერგიას. რაც უფრო ახლოა ელექტონი ბირთვთან, მით უფრო ძლიერად იზიდავს მას პროტონები და მით უფრო მცირეა მისი ენერგია. ბირთვიდან დაშორებულ ორბიტებზე ელექტრონის ენერგია იზრდება. ასე ახსნა ბორმა ატომის მდგრადობა.
- 2. ენერგიის შთანთქმა/გამოსხივება მხოლოდ ელექტრონის ერთი ორბიტიდან მეორეზე გადასვლისას განსაზღვრული ულუფებით - კვანტებით ხდება.
ატომში ელექტრონების ქცევის შედარებით ზუსტი აღწერა შესაძლებელია კვანტური მექანიკით. ამრიგად ელექტრონები მოძრაობენ ბირთვის გარშემო ენერგეტიკულ დონეებზე, ენერგეტიკული დონე შედგება ქვედონეებისაგან, ქვედონე კი ორბიტალებისაგან.