2) ядро в центре атома, заряд отрицателен, электроны на орбитах вокруг ядра
3) электроны в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра положителен
4) электроны в центре атома, ядро обращается вокруг электронов, заряд ядра отрицателен
Планетарная модель атома предполагает наличие компактного положительно заряженного ядра, расположенного в центре атома, и электронов, движущихся вокруг него. Положительный заряд ядра обусловлен протонами, тогда как электроны имеют отрицательный заряд; электростатическое притяжение между противоположно заряженными частицами обеспечивает связь электронной оболочки с ядром. Поэтому отмеченное утверждение правильно передаёт принципиальное строение атома в модели Резерфорда.
Экспериментальным основанием модели стали результаты рассеяния α-частиц на тонкой металлической фольге: большинство частиц проходило почти без отклонения, а небольшая доля резко изменяла направление. Это показало, что основная часть объёма атома практически свободна, а его положительный заряд и почти вся масса сосредоточены в малой центральной области — ядре. В дальнейшем модель Бора дополнила это представление квантованными энергетическими состояниями электронов, однако современная квантовая механика описывает электроны не как частицы на строго определённых орбитах, а с помощью орбиталей — областей наиболее вероятного их обнаружения.
| Модель или понятие | Распределение заряда и массы | Положение электронов | Ключевое значение |
|---|---|---|---|
| Модель Томсона | Положительный заряд распределён по всему объёму атома | Электроны включены в положительно заряженную среду | Не объясняет сильное отклонение отдельных α-частиц |
| Модель Резерфорда | Положительный заряд и почти вся масса сосредоточены в ядре | Электроны движутся вокруг ядра | Соответствует классической планетарной модели |
| Модель Бора | Центральное положительное ядро | Электроны находятся на разрешённых энергетических уровнях | Объясняет линейчатые спектры водородоподобных атомов |
| Современная квантовая модель | Ядро состоит из протонов и нейтронов | Состояние электронов описывается волновой функцией и орбиталями | Не предполагает классических траекторий электронов |
| Электрическая нейтральность атома | Число протонов равно числу электронов | Суммарный заряд электронной оболочки компенсирует заряд ядра | Нарушение равенства приводит к образованию иона |
| Радиоактивные и медицинские применения | Свойства ядра определяют тип ядерного превращения | Электронная оболочка влияет на химические взаимодействия | Лежит в основе радионуклидной диагностики, лучевой терапии и дозиметрии |
Планетарная модель важна как историческая и наглядная основа для понимания атомного строения, хотя она не является полным современным описанием микромира. Для медицинского физика разграничение ядерных и электронных процессов имеет практическое значение: первые определяют радиоактивный распад и ядерные реакции, вторые — ионизацию, возбуждение и взаимодействие излучения с веществом. Эти процессы лежат в основе формирования дозы, работы детекторов и получения изображений в рентгенодиагностике и радионуклидной медицине. Следовательно, центральное положительно заряженное ядро и окружающая его электронная оболочка являются принципиально верными элементами рассматриваемой модели.