2-1-1. 원자 모형(I)
1. 돌턴의 원자 모형/2. 톰슨의 원자 모형/3. 러더퍼드의 원자 모형
물질을 이루는 최소 단위가 무엇인지에 대한 의문은
19세기 이후 크게 발전하기 시작한
과학 연구 결과로부터 풀리기 시작합니다.
그 첫째가 원자론에 대한 이야기입니다.
자, 이제는 원자 모형이 어떻게 변화해 왔는지 살펴 볼까요?
1. 돌턴의 원자 모형
돌턴이 원자설을 발표한 당시에 생각한 원자는
돌턴의 원자설 첫머리에서 암시하는 것처럼
"쪼갤 수 없는 공 모양"이라는 것이죠.
여러분도 쉽게 생각할 수 있음직한 수준의 얘기입니다.
세월이 흘러 19 세기가 거의 끝나가던 1899년 톰슨이라는 과학자가
음극선관 실험을 통해 전자를 발견하게 되지요.
이로부터 쪼갤 수 없는 공 모양의 원자 모형으로는
전자가 튀어나오는 현상을 설명할 수 없으므로
"양전하로 대전된 푸딩에 음전하를 띤 전자가 건포도처럼 박혀 있다"는
원자 모형을 제시하게 됩니다.
20 세기 들어 러더퍼드가 방사선의 일종인 알파선(He2+)을
얇은 금박에 쏘는 실험을 했지요.
톰슨 모형으로 예상하면 알파선이 양전하를 띠고 있으므로 약간 휠 것이나,
실제 실험 결과는 거의 대부분(99.99% 이상)의 알파 입자는 직진하였고
(왜냐하면 방해하는 녀석이 없으니까-즉, 텅비어 있다는 얘기네.)
극히 적은 수(0.01% 이하)의 알파 입자가 90도 이상 큰 각도로
산란한 실험 결과를 얻게 됩니다.
여기서 얻은 결론은
(1) 원자는 거의 대부분 빈 공간이고,
(2) 원자 중심에는 양전하와 질량이 밀집되어 있다는 것이죠.
이런 실험 결과를 바탕으로
양전하와 질량이 밀집된 원자핵 주위를 전자가 회전한다는
태양계 모형을 제안합니다.