Thomsons atommodell

Plommonpuddingmodellen var en tidig (och felaktig) 1900-talsmodell av en atom. Den föreslogs av J.J. Thomson 1904, efter upptäckten av elektronen, men före upptäckten av atomkärnan. Under den tiden visste forskarna att det fanns en positiv laddning i atomen som balanserade elektronernas negativa laddningar, vilket gjorde atomen neutral, men de visste inte var den positiva laddningen kom ifrån. Thomsons modell visade en atom som hade ett positivt laddat medium, eller utrymme, med negativt laddade elektroner inuti mediet. Strax efter att modellen föreslogs kallades den för "plum pudding"-modellen eftersom det positiva mediet var som en pudding med elektroner, eller plommon, inuti.

Exempel på Thomsons modell

Utveckling till en modern atommodell

Rutherfords modell

1909, inte långt efter att Thomsons modell föreslagits, gjorde Hans Geiger och Ernest Marsden ett experiment med tunna guldplattor för att testa Thomsons modell. Deras professor, Ernest Rutherford, förväntade sig att resultaten skulle visa att Thomson hade rätt, men deras resultat var extremt annorlunda än vad de förväntade sig. År 1911 upptäckte Rutherford att de positiva laddningarna kommer från små partiklar som kallas protoner, och att protonerna befann sig i ett litet centrum som kallas kärnan, och att elektronerna kretsade runt kärnan.

Bohr-modellen

Rutherfords modell var ganska enkel, men den var felaktig eftersom elektroner har laddning och borde dras till den positivt laddade kärnan. År 1913 lade Niels Bohr till "energinivåer" till atommodellen. Elektroner faller inte in i kärnan eftersom de ingår i energinivåer, och för att byta till högre energinivåer behövs extra energi, och för att byta till lägre energinivåer behövs en frigörelse av energi. Det är inte möjligt att byta energistatus utan att ändra elektronens energi. Om en elektron träffas av en foton (en partikel som bär på elektromagnetisk strålning) får den extra energi och går in i en högre energinivå (den ändrar tillstånd), sedan hoppar den tillbaka ner till en lägre energinivå och frigör den energi som den innehåller. Denna nya modell kallades Bohr-modellen eller Rutherford-Bohr-modellen. Detta innebar att en helt ny vetenskapsgren lades till: Kvantfysik.

Kvantmodell

1926 använde Erwin Schrödinger idén att elektroner fungerar både som en våg och som en partikel, vilket kallas våg-partikel-dualitet. Detta lade till ett helt nytt lager till atommodellen och kvantfysiken. Med en partikel kan man veta var den befinner sig i rummet om man observerar (tittar) på den. Men med en våg är den överallt, så du kan inte definiera var exakt den är. Detta är känt som kvantosäkerhet. Med en elektron kan du bara veta sannolikheten för att den befinner sig på en plats, eftersom den är både en våg och en partikel. (Se diagrammet ovan)

En bild som visar hur en elektron ändrar energinivå och får och släpper ut energi i form av fotoner.

Detta visar den nuvarande atommodellen. Den svarta skuggningen runt atomen visar sannolikheten att hitta en elektron där. Ju mörkare den är, desto större är chansen att du hittar en elektron på den platsen.