Geschichte der Atomstruktur

Ich werde dies aktualisieren, sobald ich Antworten auf Ihre anderen Fragen finde.

Erste Frage

Geiger und Marsden haben tatsächlich mehrere Experimente durchgeführt, die alle sehr verwandt sind (und alle auf dieser Website erklärt werden ). Die eine, die sich auf Ihre Frage bezieht, wurde 1913 durchgeführt, um Beziehungen zu beweisen, die Rutherford berechnet und in einer Arbeit von 1911 veröffentlicht hat (The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom).

Geiger und Marsden wussten nicht, wie hoch die positive Ladung des Kerns ihrer Metalle war (sie hatten den Kern schließlich gerade erst entdeckt), aber sie nahmen an, dass sie proportional zum Atomgewicht sei. Sie testeten speziell, ob es proportional zum Quadrat des Atomgewichts war. Also benutzten sie den unten abgebildeten Apparat.

Sie bedeckten die Löcher in der Scheibe mit Folien aus Gold, Zinn, Kupfer und Aluminium und maßen die Bremskraft jeder Folie, indem sie sie mit einer äquivalenten Luftdicke gleichsetzten. Sie zählten die Anzahl der Szintillationen pro Minute, die die Folie auf dem Bildschirm erzeugte. Dann teilten sie die Szintillationen pro Minute durch das Luftäquivalent der Folie und dann noch einmal durch die Quadratwurzel des Atomgewichts. Daher erhielten Geiger und Marsden die feste Anzahl von Szintillationen, die eine feste Anzahl von Atomen für jedes Metall erzeugt. Dann teilten sie diese Zahl für jedes Metall durch das Quadrat des Atomgewichts und stellten fest, dass die Verhältnisse mehr oder weniger gleich waren. Das haben sie also bewiesen$s ∝ Q_n^2$(Wo$Q_n$ist die positive Ladung des Atomkerns).

Zweite Frage

Zu Ihrer zweiten Frage zu Moseleys Experiment, ja, es waren charakteristische Röntgenstrahlen. Diese Website enthält weitere Informationen über Moseleys Gesetz und diese Website enthält weitere Informationen über Moseley selbst und seine anderen Errungenschaften (unterhaltsame Tatsache: Er sagte die Existenz von Element 61 voraus, das schließlich Promethium genannt wurde).

Als Antwort auf den zweiten Teil Ihrer zweiten Frage ist das von Atomen emittierte Lichtspektrum proportional zum Quadrat von$Z$, die Ladung ihres Kerns (im Bohr-Modell des Atoms). Moseley konnte bestätigen, dass die Spektren des emittierten Lichts tatsächlich proportional dazu waren$Z$, und er formulierte Moseleys Gesetz:

Wo$f$ist die der wichtigsten, oder$K$Röntgenemissionslinie und$k_1$Und$k_2$sind Konstanten abhängig vom Leitungstyp.

Dritte Frage

Für Ihre dritte Frage hat er das Beryllium verwendet, um Strahlung zu erzeugen. Dann richtete er die Strahlung auf Paraffinwachs, und da Paraffinwachs einen hohen Wasserstoffgehalt hat und daher ein mit Protonen dichtes Ziel bietet und Neutronen fast die gleiche Masse haben, werden die Protonen leicht gestreut, wenn die Strahlung auf sie trifft. Chadwick untersuchte die Entfernung, über die die Protonen gestreut wurden, und wie die Strahlung auf Atome verschiedener Gase einwirkte, und kam zu dem Schluss, dass die Strahlung aus ungeladenen Teilchen mit etwa der gleichen Masse wie das Proton – auch bekannt als Neutron – bestand.

Nun, warum das Beryllium Neutronen emittiert hat. ( Weitere Informationen finden Sie auf dieser Website ; eine Zusammenfassung finden Sie hier.)$^9Be$setzt mehr Neutronen frei als es absorbiert - dieses spezielle Isotop geht eine (n, 2n)-Reaktion durch, die im Folgenden beschrieben werden kann als

Neutronen können auch freigesetzt werden, wenn Berylliumkerne von energiereichen Alphateilchen getroffen werden und wenn Beryllium von Gammastrahlen beschossen wird.

Vierte Frage

Ich bin mir nicht ganz sicher, ob ich diese Frage verstehe. Ja, Massenspektrometer berechnen das Verhältnis von Ladung zu Masse, aber sie werden auch von einem Mechanismus wie einem Elektronenvervielfacher erfasst und die Atome/Ionen in der Probe können mit bekannten Fragmentierungsmustern korreliert werden. Diese Website und diese Website könnten für Sie hilfreich sein; vor allem der zweite Link.

Hoffe das hilft!