Сборник статей

Хотя вопрос о характере положительного заряда оставался открытым, Томсон математически исследовал подобную модель и выявил случаи равновесного распределения электронов в атоме, т.е. условия существования их устойчивых конфигураций.
Вкратце ход рассуждений ученого заключался в следующем. Наибольшее количество электронов, образующих равновесную конфигурацию («кольцо»), равно пяти. Если же внутри кольца поместить одну или несколько «корпускул» (Томсон всю жизнь называл электроны корпускулами), то оно будет устойчивым и при большем числе образующих его электронов. При увеличении числа электронов они образуют серию концентрических колец, причем количество электронов растет пропорционально радиусу кольца.
Опираясь на свои расчеты, Томсон предпринял первую в своем роде попытку объяснения периодического изменения свойств химических элементов, связав феномен периодичности с закономерным изменением числа электронов в концентрических кольцах, или, как он говорил, в «корпускулярных группах». Обсуждая различные конфигурации колец своей модели, Томсон показывал, что устойчивость этих конфигураций периодически связана с числом «корпускул».

Иначе говоря, воззрения Томсона в скрытой форме содержали исключительно важный вывод – место элемента в периодической системе определяется специфическими особенностями распределения «корпускул» (электронов) в атоме. Подобный вывод был в конечном счете недалек от истины.
Многие современники Томсона положительно характеризовали его идею. Так, Э.Резерфорд, в частности, говорил, что именно Томсону наука обязана объяснением, правда, основанном на общих соображениях, изменения химических свойств атома по мере возрастания числа электронов в нем. Н.Бор отмечал большое влияние работ Томсона на дальнейшее развитие атомной теории. Однако до подлинного понимания сущности периодичности было еще неблизко.
Было неизвестным точное количество электронов в атомах. Поскольку масса электрона весьма мала, то естественным казалось считать, что количество электронов в атомах должно измеряться большими числами (порядка нескольких тысяч). По-прежнему оставался нерешенным вопрос о носителе единичного положительного заряда. Томсон полагал, что его масса должна значительно превосходить массу единичного отрицательного заряда. Подобное предположение впоследствии оказалось соответствующим действительности.

Все предлагавшиеся атомные модели сыграли ту или иную роль в выяснении действительной структуры атома. Почти каждая из них содержала определенные рациональные зерна. Даже модель Ленарда, поскольку расчеты, проделанные на ее основе, приводили к выводу, что бо'льшая часть объема атома «пуста», даже модель «сатурнианского» атома Нагаоки.
Решающее значение для экспериментального выяснения того, как же все-таки устроен атом, имели исследования рассеяния -частиц, которыми облучались различные мишени. Здесь-то и проявилась «радиоактивная составляющая» в познании строения вещества: ведь -частица была продуктом одного из видов радиоактивного распада – -распада. В ряде случаев были обнаружены отклонения некоторых -частиц на углы, превышающие 90°. Это аномальное явление свидетельствовало о том, что в атоме сосредоточено интенсивное электрическое поле, ибо в противном случае было бы исключено столь резкое изменение направления движения -частицы (рис. 2). Развивая эту идею, Резерфорд в 1911 г. выдвинул предположение о существовании в атоме массивного заряженного тела.