主な違い – 原子のトムソン型とラザフォード型
トムソン原子の模型は、原子の構造を記述するための最も初期の模型の一つです。
このモデルは、その形がプラムプディングに似ていることから、プラムプディングモデルとも呼ばれます。
これは、この原子が正電荷を帯びた固体物質でできた球状の構造であり、電子はその固体に埋め込まれていると説明する。
しかし、原子核の発見後、このモデルは否定された。
ラザフォード原子のモデルは、原子核と原子の中の電子の位置を記述したものです。
原子は、正電荷を帯びた固体の中心核と、その周囲に位置する電子から構成されているとしたものです。
しかし、このモデルは、電子が原子核に引き寄せられない理由を説明できないため、否定された。
トムソン型とラザフォード型の大きな違いは、トムソン型が原子核について詳しく説明していないのに対し、ラザフォード型は原子核について説明している点です。
トムソン原子のモデルとは？
トムソン原子のモデルとは、電子を最初に発見した科学者J.J.トムソンによって提唱された原子の構造です。
電子の発見後すぐに、原子の構造を「梅干し」のようだとする原子模型が提唱された。
トムソン原子のモデルは、主に次の3つの事実に基づいて説明されている。
- 原子は電子で構成されている。
- 電子は負電荷を帯びた粒子です。
- 原子は中性に帯電している。
図1: トムソン原子の模型
トムソンは、電子はマイナスに帯電し、原子は中性に帯電しているので、電子のマイナス電荷を中和するために、原子の中にプラス電荷があるはずだと提唱した。
彼は、原子はプラスに帯電した固体で、球状の構造をしており、その球の中に電子が埋め込まれていると提唱した。
この構造が、まるでプラムを散らしたプリンのように見えることから、原子のプラム・プリン構造と呼ばれるようになった。
しかし、原子核が発見された後、この構造は否定された。
トムソン原子の欠点
- 原子核の詳細がない。
- 原子軌道の詳細がない。
- 陽子や中性子についての説明がない。
- 原子の質量分布が一様であるとしているが、これは誤りです。
ラザフォード原子のモデルとは？
原子は原子核とそれを取り囲む電子から構成されているとするラザフォードの原子模型。
このモデルは、トムソン原子のモデルを否定する原因となった。
ラザフォードモデルは、原子核を発見したアーネスト・ラザフォードによって提唱された。
ラザフォードは、この原子模型を提唱するために、金箔実験を行った。
この実験では、金箔を通してアルファ粒子を照射した。
アルファ粒子は、金箔をまっすぐに突き抜けると思われていた。
しかし、アルファ粒子はまっすぐ突き抜けるのではなく、さまざまな方向に曲がっていった。
この実験から、原子の中央部には正電荷を帯びた固体があり、それ以外の部分は空洞になっていることが分かった。
この固体の核を「原子核」と名付けた。
図2：ラザフォード原子模型
このモデルによると
- 原子は、核と呼ばれる正電荷を帯びた中心部から構成されている。この中心が原子の質量を担っている。
- 電子は原子核の外側で、かなり離れたところにある軌道に位置している。
- 電子の数は、原子核にある正の電荷（後に陽子と呼ばれる）の数と等しい。
- 原子核の体積は、原子の体積に比べればごくわずかです。従って、原子の中のほとんどの空間は空です。
ラザフォード原子模型の欠点
その後、ラザフォード模型は、正電荷を帯びた原子核と電子が引き合わない理由を説明できないため、否定されることになった。
原子核のトムソン型とラザフォード型の違い
定義
原子のトムソンモデル。
トムソン原子のモデルは、電子は正電荷を帯びた球状の固体に埋め込まれているとするものです。
ラザフォード原子のモデル。
原子は原子核とそれを取り囲む電子から構成されるとするラザフォードの原子モデル。
核
トムソン原子の模型。
トムソン原子の模型は、原子核の詳細について何も示していない。
ラザフォードの原子モデル。
ラザフォードの原子モデル：原子核について説明しています。
電子
原子のトムソンモデル トムソン原子のモデルは、電子は固体物質の中に埋め込まれているとするものです。
ラザフォード原子のモデル。
ラザフォード原子のモデルは、電子が中心の固体の周りにあるとするものです。
原子の形状
原子のトムソンモデル トムソン原子のモデル：原子が球状であることを示す。
ラザフォード原子の模型。
ラザフォード原子のモデルとは、原子の中心に固体の核があり、その周りを電子が取り囲んでいるとするものです。
結論
トムソン原子模型とラザフォード原子模型は、原子の構造を説明するために J.J.Thomson と Ernest Rutherford によってそれぞれ提案された模型です。
トムソンモデルとラザフォードモデルの大きな違いは、トムソンモデルが原子核の詳細を説明しないのに対し、ラザフォードモデルは原子核の詳細を説明することです。
