Планетарная модель атома, или модель Резерфорда — это историческая модель строения атома, предложенная Эрнестом Резерфордом как результат эксперимента с рассеиванием альфа-частиц.

Для вычисления распределения «+» заряда в атоме, английский ученый Э. Резерфорд провел исследование рассеяния α-частиц фольгой из разных веществ. Большинство α-частиц беспрепятственно, практически не отклоняясь, проходило сквозь фольгу, и лишь 1 из 2000 частиц отклонялась на углы, большие 90°. Результатом этих экспериментов в 1911 г. стало предложение Резерфордом следующей модели строения атома.

 

Планетарная модель атома

 

Атом состоит из положительно заряженного ядра, вокруг него обращаются электроны, каждый по своей орбите, как планеты Солнечной системы, обращающиеся вокруг Солнца. Именно поэтому модель назвали планетарной.

 

Расстояние от электронов до ядра весьма большое (в сравнении с размером ядра). Оценки Резерфорда дали понять, что диаметр ядра равняется примерно 10-12—10-13 см. Размер самого атома составляет 10-8 см.

Положительный заряд ядра qядра связан с числом электронов Z в атоме при помощи соотношения:

 

Планетарная модель атома,

где е — заряд электрона.

 

Заряд ядра и число электронов в атоме, соответственно, совпадает с порядковым номером эле­мента в таблице Д. И. Менделеева.

В целом атом является электронейтральным. Электрон, отрываясь или присоединяясь к атому (как результат столкновения, например, либо при разных химических процессах) может образовывать положительно либо отрицательно заряженные ионы.

Простая и наглядная модель атома Резерфорда отлично объясняла результаты этих опытов. Но основываясь на этой модели строения атома нельзя объяснить факт существования атома и его устойчивость.

Исходя из законов электродинамики Максвелла, электрон, который двигается по орбите с большим ус­корением, должен испускать электромагнитные волны с частотой, которая была бы равна частоте его обращения вокруг ядра, в результате этого в ближайшее время, лишившись в результате излучения всей энергии, он упал бы на ядро. Исходя из расчетов, которые основаны на механике Ньютона и электродинамике Мак­свелла, это время составляет лишь 10-8 секунды. На самом деле этого не случается. Нейтральные невозбужденные атомы существуют бесконечно долго.

Это несоответствие опыта выводам теории связано с попыткой применения законов классической физики к внутриатомным явлениям (которые, как выяснилось, подчиняются законам кванто­вой механики).

Выход из образовавшейся в теории атома ситуации нашел датский физик Нильсом Бором.