إذا كنت تبحث عزيزي القارئ عن قارن بين نموذج طومسون ونموذج رذرفورد ؟، فإننا سوف نُجيبك من خلال مقالنا على هذا التساؤل المطروح بقوة عبر محركات البحث خاصة من قِبل طلاب وطالبات المملكة العربية السعودية في مادة العلوم. ولا سيما بعد أن فعلت حكومة المملكة العربية السعودية بعض الخدمات الجديدة، مثل خدمة نظام التعليم عن بُعد أو ما يُطلق عليها منصة مدرستي في العام الدراسي الجاري بصدد الإجراءات الاحترازية والوقائية للمملكة. حيث يقوم الطالب بالتوجه للبحث عن إجابات الأسئلة التي يُصعب عليه حلها بمفرده في شبكات الأنترنت نظراً لما تقدمه تلك الخدمة من دقة وسرعة كبيرة في الإجابة على الأسئلة، وهذا ما نقدمه لكم من خلال موقعنا، حيث نقدم الإجابة النموذجية لتساؤلكم، إذ نقوم بتوضح نموذج طومسون ونموذج رذرفورد كلاً على حدة، إلى جانب شرح الفروق والاختلافات بين النموذجين في السطور التالية من هذا المقال، فما عليك سوى متابعتنا. قارن بين نموذج طومسون ونموذج رذرفورد انتشر البحث هذا السؤال بشكر كبير عبر شبكات الأنترنت من خلال محركات البحث بواسطة طلاب وطالبات المملكة السعودية، وذلك نظراً لوجود هذا التساؤل ضمن مقرراتهم الدراسية، حيث نتناول الإجابة النموذجية على هذا السؤال والتي جاءت على النحو التالي: الإجابة هي: نموذج طومسون: تنبأ هذا النموذج أن الذرة هي كرة مصمتة تتكون من الشحنات الموجبة، فيما توجد بداخلها الشحنات السالبة وهي الإلكترونات حتى تتعادل، مما يدل على أن الذرة لا يوجد بها فراغ أبداً.
عيوب نموذج طومسون لا توجد تفاصيل حول النواة الذرية. لا توجد تفاصيل حول المدارات الذرية. لا يوجد تفاصيل حول البروتونات أو النيوترونات. يذكر أن الذرة لديها توزيع موحد للكتلة ، وهذا خطأ. ما هو نموذج رذرفورد للذرة يصف نموذج رذرفورد الذرة على أنها تتكون من نواة ذرية وإلكترونات تحيط بالنواة ، وتسبب هذا النموذج في رفض نموذج طومسون للذرة ، وقد تم اقتراح نموذج راذرفورد من قبل إرنست راذرفورد بعد اكتشاف النواة الذرية. تم استخدام تجربة الرقائق الذهبية بواسطة راذرفورد لاقتراح هذا النموذج الذري ، وفي هذه التجربة تم قصف جسيمات ألفا من خلال رقائق الذهب ، كان من المتوقع أن يذهب مباشرة من خلال رقائق الذهب ، ولكن بدلاً من الاختراق المستقيم ، تحولت جسيمات ألفا إلى اتجاهات مختلفة ، وأشارت هذه التجربة إلى وجود مادة صلبة موجبة الشحنة في منتصف الذرة ، تم تسمية هذه المادة الصلبة النواة. وفقًا لهذا النموذج: تتكون الذرة من مركز موجب الشحنة يسمى النواة ، وهي التي تحتوى على كتلة الذرة. توجد الإلكترونات خارج النواة في المدارات على مسافة كبيرة. عدد الإلكترونات يساوي عدد الشحنات الموجبة (والتي سميت فيما بعد بالبروتونات) في النواة.
[٢] [٣] جدير بالذكر أنّ العالم طومسون لم يكن يسعى لدراسة الفيزياء، حيث أراد والده له دراسة الهندسة، ولكن عائلته لم تستطع دفع التكاليف الدراسية لذلك، بالتالي التحق بكلية مجتمع أوينز لدراسة الفيزياء؛ والتي تميّزت بكلية العلوم آنذاك، ثم ترشّح للالتحاق بكلية الثالوث، وأصبح فيزيائياً ورياضياً. [٤] أهمية نموذج طومسون سمح نموذج طومسون وما أدّى إليه من اكتشافاتٍ أخرى إلى فهم الكهرباء والجسيمات الذرية بصورة أفضل، حيث كان لطومسون الفضل في اكتشاف النظائر، كما أدّت تجاربه على الجسيمات موجبة الشحنة إلى تطوير مقياس الطيف الكتلوي (بالإنجليزية: Mass Spectrometer)، مما ساهم في تطوّر المعرفة والاكتشافات في الفيزياء والكيمياء حتى اليوم. [٥] اكتشاف طومسون للإلكترون اكتشف طومسون الإلكترون في أثناء تجاربه على أنابيب أشعة الكاثود؛ وهي أنابيب زجاجية محكمة الإغلاق مفرغّة من الهواء تقريباً، حيث كان يُطبّق عليها جهد عالي عبر قطبين في أحد أطراف الأنبوب، مما يُؤدّي لتدفق حزمة من الجسيمات من القطب السالب إلى القطب الموجب، ويُكشف عن أشعة الكاثود من خلال طلاء طرف بعيد من الأنبوب خلف الأنود بمادة الفسفور، مما يُؤدي لاشتعال الفسفور أو انبعاث الضوء منه عند تأثره بهذه الأشعة.
قارن بين نموذج طومسون ونموذج رذرفورد، يعتبر كل من طومسون ورذرفورد، اثنين من أبرز علماء الكيمياء، والذين درسوا الذرة وشرحوا كل ما بها من مكونات أو مركبات، كما ووصفوها بالشكل الدقيق، ومن الجدير بالذكر أن كليهما قدما نموذجا خاصا بكل منهما، إذ قاموا بوصف التكوين للذرة وصفا تفصيليا من خلال نماذجهم، وقد قابل عدد من العلماء النماذج بالرفض، قارن بين نموذج طومسون ونموذج رذرفورد. يعد العالمين ونماذجهما للذرة وشرح مكوناتها أحد الانجازات العلمية في عالم الكيمياء، إلا أنها لم تخلو من الأخطاء، ويمكن المقارنة بين نموذج طومسون ونموذج رذرفورد من خلال النقاط التالية. طومسون: توقع طومسون أن الذرة هي كتلة مصمتة، مكونة من شحنات موجبة مغروسة بها من أجل أن تعادلها، كما قال أن ليس هناك أي فراغ بالذرة. رذرفورد: أما عن نموذج رذرفورد فقد افترض أن غالبية الذرة فراغا، أما كتلتها فتكون مركزة بالنواة، والتي تحمل الشحنة الموجبة، كما أن الالكترونات السالبة تدور من حولها.
النظرية الذرية حتى القرن التاسع عشر: أقرب الأمثلة المعروفة للنظرية الذرية تأتي من اليونان القديمة والهند، حيث افترض فلاسفة مثل (ديموقريطس Democritus) أن المادة ككل تتألف من وحدات صغيرة غير قابلة للتجزئة وغير قابلة للتدمير. ولذلك نجد مصطلح "الذرة" قد صيغ في اليونان القديمة وأدى إلى المدرسة الفكرية المعروفة باسم (المذهب الذري). ومع ذلك، فإن هذه النظرية كانت عبارة عن مفهوم فلسفي أكثر من كونها مفهوم علمي. إن نظرية الذرات لم تصبح مفصلة كمسألة علمية حتى القرن التاسع عشر، وذلك حين أُجريت التجارب الأولى القائمة على الأدلة. فعلى سبيل المثال، استخدم العالم الإنجليزي (جون دالتون John Dalton) مفهوم الذرة ليشرح سبب رد فعل العناصر الكيميائية بطرق أكيدة يمكن ملاحظتها ويمكن التنبؤ بها. فبدأ دالتون بالسؤال:لماذا كان للعناصر رد فعل في نسب عددية بسيطة؟.. وخلص إلى أن ردود الفعل هذه وقعت في مضاعفات عددية كاملة من وحدات منفصلة أي «الذرات». وخلال سلسلة من التجارب التي تنطوي على الغازات، عمل دالتون على تطوير ما يعرف باسم نظرية (دالتون الذرية). هذه النظرية تعتمد على قوانين بقاء الكتلة والنسب الثابتة – والتي صيغت بحلول نهاية القرن الثامن عشر – وتظل واحدة من الأركان الأساسية في الفيزياء الحديثة والكيمياء.
نموذج بور قام نيلز بور باقتراح نموذج لذرة الهيدروجين تغلب فيه على المشاكل التي واجهها النموذج الكوكبي. استعان بور بأفكار بلانك المرتبطة بتكمية السويات الطاقية، والنموذج الكوكبي، ومفهوم الفوتون الذي تحدث عنه أينشتاين، وأفكار نيوتن التقليدية ليصل إلى نموذج نصف كلاسيكي لذرة الهيدورجين. وقد شرح هذا النموذج الخطوط الطيفية لذرة الهيدورجين بشكل جيد، لكنه لم يستطع شرح بعض الظواهر، مما أدى إلى استبداله بالنظرية الكمومية التي سنتحدث عنها في المقالة القادمة.