Ploomipudingi mudel

Ploomipudingi mudel oli 20. sajandi alguse (ja ebaõige) aatomi mudel. Selle pakkus välja J. J. Thomson 1904. aastal, pärast elektroni avastamist, kuid enne aatomituuma avastamist. Sel ajal teadsid teadlased, et aatomis on positiivne laeng, mis tasakaalustab elektronide negatiivseid laenguid, muutes aatomi neutraalseks, kuid nad ei teadnud, kust see positiivne laeng pärineb. Thomsoni mudel näitas aatomi, millel oli positiivselt laetud keskkond ehk ruum, mille sees olid negatiivselt laetud elektronid. Varsti pärast selle esitamist nimetati seda mudelit "ploomipudingi" mudeliks, sest positiivne keskkond oli nagu puding, mille sees olid elektronid ehk ploomid.

Thomson'i mudeli näide

Areng kaasaegseks aatomimudeliks

Rutherfordi mudel

Põhimõtteliselt 1909. aastal, mitte kaua aega pärast Thomsoni mudeli esitamist, tegid Hans Geiger ja Ernest Marsden katse õhukeste kullalehtedega, et testida Thomsoni mudelit. Nende professor Ernest Rutherford ootas, et tulemused tõestaksid Thomsoni õigsust, kuid nende tulemused erinesid väga palju sellest, mida nad ootasid. Rutherford avastas 1911. aastal, et positiivsed laengud pärinevad pisikestest osakestest, mida nimetatakse prootoniteks, ja et prootonid asuvad pisikeses keskuses, mida nimetatakse tuumaks, ning et elektronid tiirlevad ümber tuuma.

Bohri mudel

Rutherfordi mudel oli üsna lihtne, kuid see oli vale, sest elektronidel on laeng ja nad peaksid tõmbuma positiivselt laetud tuuma poole. 1913. aastal lisas Niels Bohr aatomimudelile "energiatasemed". Elektronid ei lange tuuma sisse, sest nad sisalduvad energiatasemetes ja kõrgematele energiatasemetele üleminekuks on vaja lisaenergiat, madalamatele energiatasemetele üleminekuks aga energia vabanemist. Energiatasandeid ei ole võimalik muuta ilma elektroni energiat muutmata. Kui elektroni tabab fotoon (elektromagnetilist kiirgust kandev osakese), saab ta lisaenergiat ja läheb kõrgemale energiatasemele (ta muudab olekut), seejärel hüppab ta tagasi madalamale energiatasemele, vabastades oma sisalduvat energiat. Seda uut mudelit nimetati Bohri mudeliks või Rutherfordi-Bohri mudeliks. See lisas täiesti uue teadusharu: Kvantfüüsika.

Kvantmudel

1926. aastal kasutas Erwin Schrödinger ideed, et elektronid toimivad nii lainena kui ka osakesena, seda nimetatakse laine-osakese duaalsuseks. See lisas aatomimudelile ja kvantfüüsikale täiesti uue kihi. Osakese puhul saab teada, kus ta on ruumis, kui teda jälgida (vaadata). Kuid laine puhul on see kõikjal, nii et te ei saa määratleda, kus täpselt ta on. Seda nimetatakse kvantmääramatuseks. Elektroni puhul saab teada ainult tõenäosust, et ta on mingis kohas, sest ta on nii laine kui ka osakese. (Vt diagrammi eespool)

Pilt, mis näitab elektroni energiataseme muutumist ning energia saamist ja loovutamist fotoonidena.

See näitab praegust aatomimudelit. Mustad varjundid aatomi ümber näitavad elektroni leidmise tõenäosust. Mida tumedam see on, seda suurem on tõenäosus, et selles kohas leidub elektron.