Идеја да су све материје на свету састављене од атома рођена је у 5. веку пре нове ере, када је древни грчки мислилац Демокрит сугерисао да све што постоји састоји се од најмањих честица које се крећу. Могло би се само претпоставити да, највероватније, није без смисла. Много векова после Демокрита, атоми су се периодично подсећали, али та хипотеза није била популарна у оним удаљеним временима. У 19. веку, атомска хипотеза се поново појавила на научном хоризонту.
Модели структуре атома
Научници су тражили модел који би могао задовољавајуће описати слику стварног света. Атом се показао као врло погодан модел. Иако се атоми не могу видети, али допуштајући им да постоје, научници би могли објаснити шта су приметили у својим експериментима и у природи.
Научници су били уверени у постојање атома много пре него што су могли да то докажу. Модел је дјеловао, иако нико није могао доказати његову истину. На пример, почетком 19. века енглески научник Јохн Далтон, проучавајући законе хемијских реакција, открио је да две материје увек хемијски реагују у истој константној сродности. На пример, комбинација једног дела кисеоника и два дела водоника даје воду.
Ово сугерише да се атоми једне материје, једнаки по маси, удружују са атомима друге супстанце (то јест, са атомима различите масе). У случају стварања воде, један атом кисеоника комбинује се са два атома водоника.Атомски модел помогао је да се схвати шта је тачно Далтон приметио у својим експериментима. Постоје и други једноставни докази о постојању атома.
Ако погледате микроскоп на честице полена суспендоване у води, можете видети да праве хаотичне покрете. Зашто? Научници су претпоставили да то може бити последица чињенице да се честице полена сударају са бројним атомима или групама атома које су научници назвали молекулама (на пример, честице у води сударају се са молекулама воде).
Од чега се састоји атом?
Научници који су се сложили с атомском теоријом веровали су да се атом састоји од малих електрично набијених честица - позитивних и негативних, које се, када се комбинују у атому, попут куглице, међусобно неутралишу и чине атом као целину електрично неутралном. Али 1907. године енглески физичар Ернест Рутхерфорд је својим експериментима доказао да то није сасвим тачно.
Рутхерфорд Екпериенце
Рутхерфорд је бомбардовао златну фолију великом брзином позитивно набијених честица. Веровао је да ће честице проћи кроз фолију. Неке позитивно наелектрисане честице летеле су кроз фолију. А неки то нису могли. Штавише, ушли су у експериментиста, као да их је нека сила скривена у фолији одгурнула. Рутхерфорд је био изненађен. Рекао је да је то исто као да почнете палити лонац на влакнастом папиру и одједном видите како лонац лети с лончарског чела.
Планетарни модел атома - Атом језгра
Рутхерфордови експерименти помогли су потврдити атомску хипотезу и разумети како атом ради. Постало је јасно да позитивне и негативне честице нису равномерно распоређене у атому. Да је то тако, тада се позитивно наелектрисане честице у Рутхерфорд експерименту не би одбациле с таквом силом. Дакле, језгро атома није неутрално. У средини атома налази се густа кугла честица, односно у средини, која се назива језгра атома, су позитивно наелектрисани протони и неутрални неутрони.
На значајној удаљености од језгра, негативно наелектрисане честице - електрони - врте се око својих орбита око њега. Пошто је позитивно наелектрисање једнако негативном набоју, атом у целини је електрично неутралан. Не носи никакву накнаду.
Али сама срж је концентрација позитивног набоја. Многе позитивне честице Рутхерфордовог експеримента летеле су преблизу позитивно набијеном језгру златног атома. Пошто се позитивни набоји међусобно одбијају, ове честице лете натраг према експериментатору. То му је подстакло идеју о томе како су атоми заправо распоређени.
Куаркс
Протони и неутрони су честице које се, иако су саме мале, састоје од још мањих честица које називамо кварковима. Данас научници верују да се протони и неутрони састоје од још мањих честица које називамо кварковима.
Кваркови су нови модел који боље објашњава понашање атома у стварном свету. И баш као што су научници раније тражили експерименталне доказе за постојање атома, сада траже стварне доказе о кварковима.