Rutherford a découvert que l'atome est composé de. Modèle planétaire de Rutherford, atome dans le modèle de Rutherford

Au début du XXe siècle. E. Rutherford a déterminé la structure de l'atome par des expériences sur l'irradiation d'une feuille mince avec des particules α. Il a montré que l'atome a un modèle planétaire (Fig. 3), c'est-à-dire qu'il se compose d'un noyau dense chargé positivement, autour duquel tourne une coquille d'électrons lâche.

Riz. 3. Modèle planétaire de la structure de l'atome par E. Rutherford

En général, un atome est une structure élémentaire électriquement neutre d'un élément chimique. La signification physique du numéro de série de l'élément Z dans le système périodique des éléments a été établie dans le modèle planétaire de l'atome de Rutherford. Z coïncide avec le nombre de charges élémentaires positives dans le noyau, augmentant naturellement de un lors du passage de l'élément précédent au suivant. Les propriétés chimiques des éléments et un certain nombre de leurs propriétés physiques s'expliquent par le comportement des électrons externes dits de valence de leurs atomes.

Par conséquent, la périodicité des propriétés des éléments chimiques doit être associée à une certaine périodicité dans l'arrangement des électrons dans les atomes des divers éléments. La théorie du système périodique repose sur les dispositions suivantes :

a) le numéro de série d'un élément chimique est égal au nombre total d'électrons dans l'atome de cet élément ;

b) l'état des électrons dans un atome est déterminé par un ensemble de leurs nombres quantiques P,je, m et m s . La répartition des électrons dans un atome sur les états d'énergie doit satisfaire au principe de l'énergie potentielle minimale : avec une augmentation du nombre d'électrons, chaque électron suivant doit occuper un état d'énergie possible avec l'énergie la plus faible ;

c) le remplissage des états d'énergie dans un atome avec des électrons doit se produire conformément au principe de Pauli.

Électrons dans un atome occupant un ensemble d'états avec la même valeur du nombre quantique principal P, forment une couche d'électrons ou une couche d'électrons. En fonction des valeurs n les coquilles suivantes sont distinguées: Àà n = 1,Là n = 2,Mà n= 3,Nà n = 4,Oà P= 5, etc. Le nombre maximum d'électrons pouvant être dans les couches selon le principe de Pauli : dans À-shell - 2 électrons, en coquilles L,M,N et O 8, 18, 32 et 50 électrons, respectivement. Dans chacune des coquilles, les électrons sont répartis en sous-groupes ou sous-couches, chacune correspondant à une certaine valeur du nombre quantique orbital. En physique atomique, il est d'usage de désigner l'état électronique dans un atome par le symbole Pje, indiquant la valeur de deux nombres quantiques. Électrons dans des états caractérisés par les mêmes nombres quantiques n et je sont dits équivalents. Nombre Z-les électrons équivalents sont indiqués par l'exposant dans le symbole NL z. Si les électrons sont dans certains états avec certaines valeurs de nombres quantiques P et je, alors la configuration dite électronique est supposée donnée. Par exemple, l'état fondamental d'un atome d'oxygène peut être exprimé par la formule symbolique suivante : 1s 2 , 2s 2 , 2p 4 . Il montre que deux électrons sont dans des états avec n= 1 et je= 0, deux électrons ont des nombres quantiques n= 2 et je= 0 et quatre électrons occupent des états c n = 2 et je= 1.

L'ordre de remplissage des états électroniques dans les coquilles d'atomes et dans la même coquille - en sous-groupes (sous-couches) doit correspondre à la séquence d'arrangement des niveaux d'énergie avec des données P et je. Les états avec l'énergie la plus faible possible sont remplis en premier, puis les états avec une énergie progressivement plus élevée. Pour les atomes légers, cet ordre correspond au fait que la coquille avec le plus petit P et alors seulement la coquille suivante devrait être remplie d'électrons. Dans un même shell, les états avec je= 0, puis indique avec de grands je, jusqu'à je=P– 1. L'interaction entre électrons conduit au fait que pour des nombres quantiques principaux suffisamment grands nÉtats avec beaucoup n et petit je peuvent avoir une énergie plus faible, c'est-à-dire être énergétiquement plus favorables que les états à plus faible P, mais avec plus je. Il résulte de ce qui précède que la périodicité des propriétés chimiques des éléments s'explique par la répétabilité des configurations électroniques dans les sous-groupes électroniques externes d'atomes d'éléments apparentés.

Qu'est-ce que c'est ça? C'est le modèle atomique de Rutherford. Il porte le nom du physicien britannique d'origine néo-zélandaise Ernest Rutherford, qui en 1911 annonça la découverte du noyau. Au cours de ses expériences sur la diffusion des particules alpha par une fine feuille de métal, il a découvert que la plupart des particules alpha traversaient directement la feuille, mais que certaines rebondissaient. Rutherford a suggéré que dans la région de la petite zone à partir de laquelle ils ont rebondi, il y a un noyau chargé positivement. Cette observation l'a conduit à une description de la structure de l'atome, qui, avec des corrections pour la théorie quantique, est acceptée aujourd'hui. Tout comme la Terre tourne autour du Soleil, la charge électrique d'un atome est concentrée dans le noyau, autour duquel tournent des électrons de charge opposée, et le champ électromagnétique maintient les électrons en orbite autour du noyau. Par conséquent, le modèle est appelé planétaire.

Avant Rutherford, il existait un autre modèle d'atome, le modèle de matière de Thompson. Il n'avait pas de noyau, c'était un "petit gâteau" chargé positivement rempli de "raisins secs" - des électrons qui y tournaient librement. Au fait, c'est Thompson qui a découvert les électrons. Dans une école moderne, quand ils commencent à se familiariser, ils commencent toujours par ce modèle.

Modèles de l'atome par Rutherford (à gauche) et Thompson (à droite)

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Le modèle quantique qui décrit la structure de l'atome aujourd'hui est bien sûr différent de celui proposé par Rutherford. Il n'y a pas de mécanique quantique dans le mouvement des planètes autour du Soleil, mais il y a de la mécanique quantique dans le mouvement d'un électron autour du noyau. Cependant, le concept d'orbite est toujours resté dans la théorie de la structure de l'atome. Mais après avoir appris que les orbites sont quantifiées, c'est-à-dire qu'il n'y a pas de transition continue entre elles, comme le pensait Rutherford, il est devenu incorrect d'appeler un tel modèle planétaire. Rutherford a fait le premier pas dans la bonne direction et le développement de la théorie de la structure de l'atome a suivi la voie qu'il a tracée.

Pourquoi est-ce intéressant pour la science ? L'expérience de Rutherford a découvert des noyaux. Mais tout ce que nous savons d'eux, nous l'avons appris plus tard. Sa théorie a été développée sur plusieurs décennies et contient des réponses à des questions fondamentales sur la structure de la matière.

Des paradoxes ont été rapidement découverts dans le modèle de Rutherford, à savoir : si un électron chargé tourne autour du noyau, alors il doit rayonner de l'énergie. Nous savons qu'un corps qui se déplace en cercle à une vitesse constante accélère toujours parce que le vecteur vitesse tourne tout le temps. Et si une particule chargée se déplace avec une accélération, elle doit émettre de l'énergie. Cela signifie qu'il devrait presque instantanément tout perdre et tomber sur le noyau. Par conséquent, le modèle classique de l'atome n'est pas entièrement cohérent avec lui-même.

Puis des théories physiques ont commencé à apparaître qui tentaient de surmonter cette contradiction. Un ajout important au modèle de la structure de l'atome a été fait par Niels Bohr. Il a découvert qu'autour de l'atome il y a plusieurs orbites quantiques le long desquelles l'électron se déplace. Il a suggéré que l'électron ne rayonne pas d'énergie tout le temps, mais seulement lorsqu'il se déplace d'une orbite à une autre.

Modèle de Bohr de l'atome

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Et après le modèle de Bohr de l'atome, est apparu le principe d'incertitude d'Heisenberg, qui a finalement expliqué pourquoi la chute d'un électron sur le noyau est impossible. Heisenberg a découvert que dans un atome excité, un électron est sur des orbites lointaines, et qu'au moment où il émet un photon, il tombe sur l'orbite principale, ayant perdu son énergie. L'atome, d'autre part, entre dans un état stable, dans lequel l'électron tournera autour du noyau jusqu'à ce que rien ne l'excite de l'extérieur. C'est un état stable, au-delà duquel l'électron ne tombera pas.

Du fait que l'état fondamental de l'atome est un état stable, la matière existe, nous existons tous. Sans la mécanique quantique, nous n'aurions pas du tout de matière stable. En ce sens, la principale question que peut se poser un non-spécialiste de la mécanique quantique est pourquoi tout ne tombe pas du tout ? Pourquoi toutes les choses ne se rejoignent-elles pas en un point ? Et la mécanique quantique est capable de répondre à cette question.

Pourquoi savoir cela ? En un sens, l'expérience de Rutherford a été répétée à nouveau lors de la découverte des quarks. Rutherford a découvert que les charges positives - les protons - sont concentrées dans les noyaux. Qu'y a-t-il à l'intérieur des protons ? Nous savons maintenant que les protons à l'intérieur sont des quarks. Nous l'avons appris en menant une expérience similaire sur la diffusion inélastique profonde des électrons par les protons en 1967 au SLAC (National Accelerator Laboratory, USA).

Cette expérience a été réalisée sur le même principe que l'expérience de Rutherford. Puis les particules alpha sont tombées, et ici les électrons sont tombés sur les protons. À la suite d'une collision, les protons peuvent rester des protons, ou ils peuvent être excités en raison d'une énergie élevée, puis d'autres particules, telles que les mésons pi, peuvent naître lors de la diffusion des protons. Il s'est avéré que cette section efficace se comporte comme s'il y avait des composants ponctuels à l'intérieur des protons. Nous savons maintenant que ces composants ponctuels sont des quarks. Dans un sens, c'était l'expérience de Rutherford, mais à un niveau supérieur. Depuis 1967, nous avons déjà un modèle de quark. Mais que se passera-t-il ensuite, nous ne le savons pas. Maintenant, vous devez disperser quelque chose sur les quarks et voir sur quoi ils se désagrègent. Mais c'est la prochaine étape, jusqu'à présent cela n'a pas été fait.

De plus, l'intrigue la plus importante de l'histoire de la science russe est associée au nom de Rutherford. Pyotr Leonidovich Kapitsa travaillait dans son laboratoire. Au début des années 1930, il a été interdit de quitter le pays et contraint de rester en Union soviétique. Apprenant cela, Rutherford envoya à Kapitsa tous les instruments qu'il possédait en Angleterre et contribua ainsi à la création de l'Institut des problèmes physiques à Moscou. Autrement dit, grâce à Rutherford, une partie importante de la physique soviétique a eu lieu.

Jusqu'à la fin du XIXe siècle, on croyait que l'atome était indivisible. Mais après que le physicien anglais Joseph John Thomson a découvert l'électron en 1897, il est devenu clair que les scientifiques avaient tort.

Ainsi, après avoir découvert l'électron, Thomson est arrivé à la conclusion qu'il a une masse et une charge négative. L'hypothèse a été faite que l'électron fait partie intégrante de l'atome. Mais comme il a une charge négative, la composition de l'atome doit donc inclure des particules qui ont une charge positive, puisque l'atome dans son ensemble est neutre.

Modèle de Thomson de l'atome

Thomson a proposé son modèle de l'atome. Il croyait que l'atome était sphérique. À l'intérieur de cette boule se trouve une substance chargée positivement dans laquelle se trouvent des électrons chargés négativement. Thomson a appelé en plaisantant son modèle "raisin bun". Autrement dit, dans son modèle, les électrons sont, pour ainsi dire, intégrés dans une sorte de masse chargée positivement, comme des raisins secs dans un petit pain.

L'expérience de Rutherford

L'expérience de Rutherford

D'autres études de l'atome par des scientifiques ont montré que le modèle proposé par Thomson était incorrect.

En 1909, le physicien anglais Ernest Rutherford a mené une expérience sur la diffusion de particules alpha, qui se forment lors de la désintégration de l'élément chimique radium. La masse des particules alpha est 8000 fois la masse d'un électron.

Dans l'expérience de Rutherford, un faisceau de particules alpha a été passé à travers une fine feuille d'or. Il faut dire que la feuille était si mince que son épaisseur était de presque une couche de molécules. Si Thomson avait raison et que l'atome consistait en une sorte de nuage d'électrons, alors les particules alpha, qui ont une masse importante, devraient facilement traverser la feuille. Mais en fait, il s'est avéré que certaines des particules alpha sont effectivement passées, ne déviant que d'un petit angle, et certaines semblaient se heurter à une sorte d'obstacle et rebondir. C'était incroyable. Par la suite, Rutherford a comparé son expérience au tir d'un projectile de 15 pouces sur du papier de soie. Le résultat de son expérience était le même que si le projectile non seulement ne traversait pas le papier de soie, mais rebondissait également dessus. C'est-à-dire qu'il y avait quelque chose à l'intérieur de l'atome qui empêchait les particules alpha de traverser l'atome. Puisque les particules alpha avaient une charge positive, elles sont très probablement passées par d'autres particules avec une charge positive. Et la taille de ces particules était beaucoup plus petite que la taille de l'atome lui-même. L'atome d'or était censé être constitué d'un noyau avec une charge positive et des électrons chargés négativement qui l'entouraient.

On peut dire que ce fut la naissance de la physique nucléaire.

Modèle planétaire de l'atome

Modèle de Rutherford de l'atome

Rutherford a proposé son propre modèle de l'atome, qui expliquait la structure de l'atome. Il croyait que la majeure partie de la masse de l'atome est concentrée dans un noyau chargé positivement. Et les électrons chargés négativement tournent autour de ce noyau de la même manière que les planètes tournent autour du Soleil. Et les électrons tournent sous l'influence de la force de Coulomb agissant sur eux du côté du noyau. Le modèle de Rutherford était appelé planétaire.

Les électrons d'un atome tournent à une vitesse si énorme qu'ils forment une sorte de nuage au-dessus de la surface du noyau. Tous les atomes sont situés à une certaine distance les uns des autres. Et ils ne "collent pas", car autour du noyau de chaque atome se trouve son propre "nuage" d'électrons, chargé négativement. Et ce "nuage" est repoussé par le "nuage" d'électrons chargés négativement d'un autre atome.

Mais le modèle atomique de Rutherford était erroné. C'était incompatible avec les lois de la physique classique. Pourquoi l'électron ne tombe-t-il pas dans le noyau ? Parce que ça tourne autour de lui. Mais, en tournant, il doit émettre des ondes électromagnétiques et perdre de l'énergie. Et, ayant progressivement dépensé toute l'énergie, l'électron doit tomber sur le noyau. Mais cela ne se produit pas dans la réalité. Autrement dit, les processus se produisant dans l'atome n'obéissent pas aux lois classiques.

Par la suite, le physicien danois Niels Bohr a donné une explication à ce phénomène. Il a suggéré que les électrons d'un atome ne se déplacent que sur des orbites stationnaires, où ils ne rayonnent pas d'énergie. Et Bohr avait raison.

Le sujet de cette leçon est "Modèles d'atomes. L'expérience de Rutherford. Nous y apprendrons comment les scientifiques ont étudié la structure complexe des atomes, comment ils ont trouvé une explication à cette théorie, où les connaissances acquises sont appliquées aujourd'hui. Nous verrons également comment, à l'aide de l'expérience de Rutherford, on peut étudier le modèle de l'atome.

Dans la leçon précédente, nous avons expliqué que différents types de rayonnement sont produits à la suite de la radioactivité : les rayons a, b et g. Un outil est apparu avec lequel il était possible d'étudier la structure de l'atome.

Après qu'il soit devenu clair que l'atome a aussi une structure complexe, disposée d'une manière ou d'une autre d'une manière spéciale, il était nécessaire d'étudier la structure même de l'atome, d'expliquer comment il est arrangé, en quoi il consiste. Et donc les scientifiques ont commencé cette étude.

Les premières idées sur la structure complexe ont été exprimées Thomson qui a découvert l'électron en 1897. En 1903, Thomson a d'abord proposé un modèle de l'atome. Selon la théorie de Thomson, l'atome était une sphère sur tout le volume de laquelle une charge positive était "enduite". Et à l'intérieur, comme des éléments flottants, il y avait des électrons. En général, selon Thomson, l'atome était électriquement neutre, c'est-à-dire que la charge d'un tel atome était égale à 0. Les charges négatives des électrons compensaient la charge positive de l'atome lui-même. La taille de l'atome était d'environ 10 -10 m. Le modèle de Thomson s'appelait "pudding aux raisins secs": le "pudding" lui-même est le "corps" chargé positivement de l'atome et les "raisins secs" sont des électrons (Fig. 1) .

Riz. 1. Le modèle de l'atome de Thomson ("raisin pudding")

La première expérience fiable pour déterminer la structure de l'atome a été réalisée E. Rutherford. Aujourd'hui, nous savons fermement que l'atome est une structure ressemblant à un système solaire planétaire. Au centre se trouve un corps massif autour duquel tournent les planètes. Ce modèle de l'atome s'appelle le modèle planétaire.

Passons au schéma expérimental de Rutherford (Fig. 2) et discutons des résultats qui ont conduit à la création du modèle planétaire.

Riz. 2. Schéma de l'expérience de Rutherford

Le radium a été placé à l'intérieur d'un cylindre de plomb avec une ouverture étroite. À l'aide d'un diaphragme, un faisceau étroit de particules a a été créé, qui, volant à travers l'ouverture du diaphragme, est tombé sur un écran recouvert d'une composition spéciale, et une micro-éruption est apparue lorsqu'elles ont frappé. Une telle lueur lorsque des particules frappent l'écran s'appelle un "flash de scintillation". De tels éclairs ont été observés sur la surface de l'écran à l'aide d'un microscope. À l'avenir, tant qu'il n'y aurait pas de plaque dorée dans le schéma, toutes les particules qui sortiraient du cylindre tomberaient en un seul point. Lorsqu'une très fine plaque d'or a été placée à l'intérieur de l'écran sur le chemin des particules a volantes, des choses complètement incompréhensibles ont commencé à être observées. Dès que la plaque d'or a été placée, les particules a ont commencé à dévier. On a vu des particules qui déviaient de leur mouvement rectiligne d'origine et tombaient déjà à des points complètement différents sur cet écran.

De plus, lorsque l'écran a été rendu presque fermé, il s'est avéré qu'il y avait des particules qui volaient en quelque sorte dans la direction opposée. Ils dévient à un angle de 90° ou plus. Ces observations ont été analysées par Rutherford, et la chose assez curieuse suivante est apparue.

Tout d'abord, la théorie de Thomson a échoué ici. Selon la théorie de Thomson, un atome est une sphère de 10 -10 m de taille, dans laquelle la charge positive est enduite et il y a un électron. Maintenant, les électrons sont de très petites particules, ils ne peuvent pas interférer avec les particules a volant à une vitesse décente. La vitesse des particules a dans ce cas était d'environ 10 000 km/s.

Imaginez une situation où un camion entre en collision avec une petite voiture. Il est clair que le camion ne remarquera même pas une telle voiture. Nous pouvons donner cela comme une analogie pour la collision d'un électron avec une particule a. Cela signifie qu'il était nécessaire de conclure que l'atome est arrangé différemment, pas de la manière que Thomson prétendait. Et, apparemment, dans l'atome d'or, il y a un objet plus massif que la particule a, qui a une charge positive.

Regardons une autre image qui caractérise la diffusion des particules a sur cette particule massive, dont Rutherford a prédit la présence dans l'atome (Fig. 3).

Riz. 3. Diffusion des particules alpha Sur la base des résultats des expériences, on pourrait dire qu'il y a un objet massif chargé positivement dans l'atome. une particule a, entrant en collision avec cette grosse particule, peut être réfléchie. Les particules qui volent à proximité sont déviées sous différents angles. Plus la particule a s'éloigne de cet objet, plus l'angle de déviation est petit. Ce phénomène s'appelle " diffusion de particules a».

Rutherford a appelé la grosse particule à l'intérieur de l'atome le noyau. Et même estimé sa taille. Selon Rutherford, les dimensions du noyau étaient de 10 -14 -10 -15 M. Cet objet était de taille très, très petite par rapport à un atome. Un atome a une taille de l'ordre de 10 -10 M. Dans ce cas, la quasi-totalité de la masse de l'atome était concentrée précisément dans le noyau. Et c'est autour du noyau que tournent les électrons.

cela implique planétaire maquette Rutherford, qui prétend que l'atome est un noyau massif chargé positivement, autour duquel les électrons tournent sur leurs orbites (Fig. 4). En général, l'atome est électriquement neutre, c'est-à-dire que la charge de l'atome est nulle. Si un atome a trop ou trop peu d'électrons, on l'appelle un ion.

Riz. 4. Modèle planétaire de l'atome

Bien sûr, il y avait d'autres théories intéressantes. Aujourd'hui, le modèle planétaire de l'atome proposé par Ernest Rutherford est généralement accepté, avec quelques réserves, dont nous parlerons plus tard.

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La masse des électrons est plusieurs milliers de fois inférieure à la masse des atomes. Puisque l'atome dans son ensemble est neutre, la majeure partie de l'atome tombe donc sur sa partie chargée positivement.

Pour une étude expérimentale de la distribution d'une charge positive, et donc de la masse à l'intérieur de l'atome, Rutherford proposa en 1906 d'appliquer le sondage de l'atome en utilisant α -particules. Ces particules proviennent de la désintégration du radium et de certains autres éléments. Leur masse est d'environ 8000 fois la masse de l'électron et la charge positive est égale en module à deux fois la charge de l'électron. Ce ne sont que des atomes d'hélium entièrement ionisés. Vitesse α -les particules sont très grosses : c'est 1/15 de la vitesse de la lumière.

Avec ces particules, Rutherford a bombardé les atomes d'éléments lourds. Les électrons, en raison de leur faible masse, ne peuvent pas modifier sensiblement la trajectoire α -les particules, comme un caillou de plusieurs dizaines de grammes lors d'une collision avec une voiture, ne sont pas capables de modifier sensiblement sa vitesse. Diffusion (changement de direction du mouvement) α -les particules ne peuvent causer que la partie chargée positivement de l'atome. Ainsi, en dispersant α -les particules peuvent déterminer la nature de la distribution de la charge positive et de la masse à l'intérieur de l'atome.

Une préparation radioactive, telle que du radium, a été placée à l'intérieur du cylindre de plomb 1, le long duquel un canal étroit a été foré. empaqueter α -les particules du canal sont tombées sur une feuille mince 2 du matériau à l'étude (or, cuivre, etc.). Après diffusion α -les particules sont tombées sur un écran translucide 3 recouvert de sulfure de zinc. La collision de chaque particule avec l'écran s'accompagnait d'un flash lumineux (scintillation), observable au microscope 4. L'ensemble du dispositif était placé dans une cuve dont l'air était évacué.

Avec un bon vide à l'intérieur de l'appareil, en l'absence de feuille, un cercle lumineux est apparu sur l'écran, constitué de scintillations provoquées par un faisceau fin α -particules. Mais lorsque la feuille a été placée dans le chemin du faisceau, α -les particules dues à la diffusion étaient réparties sur l'écran dans un cercle d'une plus grande surface. En modifiant le montage expérimental, Rutherford a essayé de détecter la déviation α -particules aux grands angles. De manière tout à fait inattendue, il s'est avéré qu'un petit nombre α -particules (environ une sur deux mille) déviées à des angles supérieurs à 90°. Plus tard, Rutherford a admis que, après avoir proposé à ses étudiants une expérience pour observer la diffusion α -particules aux grands angles, lui-même ne croyait pas à un résultat positif. "C'est presque aussi incroyable", a déclaré Rutherford, "que si vous aviez tiré un projectile de 15 pouces sur un morceau de papier fin, et que le projectile revenait vers vous et vous frappait." En effet, il était impossible de prédire ce résultat sur la base du modèle de Thomson. Lorsqu'elle est répartie dans tout l'atome, une charge positive ne peut pas créer un champ électrique suffisamment intense capable de renvoyer la particule a. La force répulsive maximale est déterminée par la loi de Coulomb :

où q α - charge α -particules ; q est la charge positive de l'atome ; r est son rayon ; k - coefficient de proportionnalité. L'intensité du champ électrique d'une balle uniformément chargée est maximale à la surface de la balle et diminue jusqu'à zéro à mesure qu'elle s'approche du centre. Par conséquent, plus le rayon r est petit, plus la force de répulsion est grande α -particules.

Détermination de la taille du noyau atomique. Rutherford s'est rendu compte que α - la particule ne peut être rejetée que si la charge positive de l'atome et sa masse sont concentrées dans une toute petite région de l'espace. Rutherford a donc eu l'idée du noyau atomique - un corps de petite taille, dans lequel presque toute la masse et toute la charge positive de l'atome sont concentrées.

Modèle planétaire de l'atome, ou Modèle Rutherford, - le modèle historique de la structure de l'atome, proposé par Ernest Rutherford à la suite d'une expérience de diffusion de particules alpha. Selon ce modèle, l'atome est constitué d'un petit noyau chargé positivement, dans lequel presque toute la masse de l'atome est concentrée, autour duquel les électrons se déplacent, tout comme les planètes se déplacent autour du soleil. Le modèle planétaire de l'atome correspond aux idées modernes sur la structure de l'atome, en tenant compte du fait que le mouvement des électrons est de nature quantique et n'est pas décrit par les lois de la mécanique classique. Historiquement, le modèle planétaire de Rutherford a remplacé le "modèle de pudding aux prunes" de Joseph John Thomson, qui postule que des électrons chargés négativement sont placés à l'intérieur d'un atome chargé positivement.