一个新的原子模型建立了,但是还不完善,还有许多问题。
按照卢瑟福的模型,带阴电荷的电子靠异性电荷的吸引力,围绕着带阳电荷的原子核运动。但是,一些物理学家提出了疑问。
他们指出,根据已经知道的电磁运动的规律,电子在运动的时候会放出电磁波(能量)。因此,绕着原子核旋转的电子,因为能量逐渐减小,应当沿着一条螺旋形的轨道转动,离中心的原子核越来越近,最后碰在原子核上。这样一来,原子就被破坏了。
实际上,原子很稳定,有一定大小,并没有发生这种电子同原子核碰撞的情况。这又怎样解释呢?
曾经作过卢瑟福的研究生的丹麦科学家玻尔研究了这个问题。他应用当时物理学中新发展起来的量子论,指出电子按着固定的轨道围绕原子核运动的时候是不会放出能量的,所以电子不会掉到原子核上去。他还指出,电子在原子核外面只能在一定的轨道上运动。他提出了核外电子排列的规律。这就是有名的玻尔模型。
卢瑟福也在继续指导他的助手做实验。他们用各种方法测定各种元素的原子核所带的阳电荷数。
1913年,他的学生莫斯莱发现元素在周期表上的排列次序,原来就是原子核带的单位电荷数。当然,在原子核外面也有同样数目的电子。他把元素的原子核所带的单位电荷数叫做原子序数。
莫斯莱的原子序数,玻尔的原子模型,把元素周期律解释得更清楚了。他们的发现很重要,直到今天,全世界的中学和大学的物理、化学课本中都要详细介绍。
在周期表中还有多少空当呢?以前只能说大体上清楚,而且还说不清道理。比如,在氢和氦之间会不会还有没发现的元素?根据相对原子质量来看,氢是1,氦是4,中间可能有2和3的空当,于是就有许多人去找相对原子质量为2和3的新元素,当然他们不可能找到。
如今根据原子序数,也就是核电荷数来看,氢是1,氦是2,中间不再有空当,人们就知道,相对原子质量为2和3的新元素是不会有的。
一些新发现的元素,如钋、镭、锕和氡等都在周期表上找到了自己的位置。可是对放射性的继续研究又提出了新的问题。
这又得从头讲起。