Модель атома Томсона


Моде́ль То́мсона (иногда также называемая «пу́динговая модель а́тома», англ. plum pudding model) — модель атома, предложенная в 1904 году Джозефом Джоном Томсоном[1]. Вскоре после открытия электрона, но ещё до открытия атомного ядра, модель попыталась объяснить два известных тогда свойства атомов: что электроны являются отрицательно заряженными частицами и что атомы не имеют чистого электрического заряда. Модель пудинга с изюмом имеет электроны, окруженные объёмом положительного заряда, подобно отрицательно заряженным «изюминкам», встроенным в положительно заряженный «пудинг».

В этой модели было известно, что атомы состоят из отрицательно заряженных электронов. Хотя Томсон назвал их «корпускулами», их чаще называли «электронами», которые Дж. Дж. Стони предложил в качестве «фундаментальной единицы количества электричества» в 1891 году[2]. В то время было известно, что атомы не имеют чистого электрического заряда. Чтобы объяснить это, Томсон знал, что атомы также должны иметь источник положительного заряда, чтобы уравновесить отрицательный заряд электронов. После открытия им в 1897 году электрона, Томсон построил модель атома для объяснения установленных в то время экспериментальных фактов:

В статье[3], опубликованной в марте 1904 г. в журнале Philosophical Magazine Томсон рассмотрел три правдоподобных варианта возможного строения атома, объясняющие его электронейтральность и другие свойства:

Томсон в этой статье предположил, что наиболее вероятно строение атома по третьей модели. В этой же статье Томсон отвергает ранее предложенную им «вихревую» модель строения атома. Томсон называет электроны «заряженными корпускулами», хотя ещё в 1894 году Дж. Дж. Стони в статье, опубликованной в этом же журнале, предложил называть «атомы электричества» электронами[4].

…атомы элементов состоят из нескольких отрицательно заряженных корпускул, заключённых в сферу, имеющую однородно распределённый положительный электрический заряд…

Выдвинув пудинговую модель атома, Томсон отказался от своей более ранней гипотезы «туманного атома» (nebular atom) 1890 года, основанной на атомной теории вихрей, в которой атомы состояли из нематериальных вихрей. Он предположил, что между расположением вихрей и периодической регулярностью, обнаруженной среди химических элементов, есть сходство[5]. Теперь, по крайней мере, часть атома состояла из микроскопических отрицательно заряженных корпускул Томсона, хотя остальная положительно заряженная часть атома по-прежнему оставалась довольно туманной и плохо определённой. Будучи проницательным и практичным ученым, Томсон основывал свою атомную модель на известных экспериментальных данных того времени. Его предложение о положительном объемном заряде отражает природу его научного подхода к открытию, которое должно было предложить идеи для будущих экспериментов.