生物物理学 · 04.09
原子模型:ドルトン・トムソン・ラザフォード
Models of the atom (Dalton, Thomson, Rutherford)
🧠 原子模型Bohr model 原子模型(Bohr model)Bohr model(原子模型) は実験事実に応じ、不可分球から電子を含む模型、さらに小さな正電荷の原子核をもつ模型へ進化した。
原子模型が更新された証拠
ドルトンDalton ドルトン(Dalton)Dalton(ドルトン) は化学量論 stoichiometry化学量論(stoichiometry) stoichiometry(化学量論)、トムソンThomson トムソン(Thomson)Thomson(トムソン) は電子発見、ラザフォードRutherford ラザフォード(Rutherford)Rutherford(ラザフォード) はα粒子散乱 alpha-particle scattering 粒子散乱(alpha-particle scattering) alpha-particle scattering(粒子散乱) の大角度偏向を説明した。
flowchart TD
A["化学法則"]
B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Dalton'>ドルトン</span>の原子"]
C["電子発見"]
D["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Thomson model'>トムソン模型</span>"]
E["α<span class='jp-term jp-term-diagram' title='alpha-particle scattering'>粒子散乱</span>"]
F["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Rutherford'>ラザフォード</span>の原子核"]
A --> B
B --> C
C --> D
D --> E
E --> F
ドルトンからラザフォードへ
ラザフォード模型Rutherford model ラザフォード模型(Rutherford model)Rutherford model(ラザフォード模型) では原子の大部分が空間で、質量と正電荷が核へ集中する。
古典的原子模型の限界
ラザフォードRutherford ラザフォード(Rutherford)Rutherford(ラザフォード) 散乱が示した小さな正電荷領域は原子核に対応するが、電子が古典軌道 orbital 軌道(orbital) orbital(軌道) で安定に存在できない問題をボーア模型Bohr modelボーア模型(Bohr model)Bohr model(ボーア模型)が量子条件で修正した。
- トムソン模型Thomson model トムソン模型(Thomson model)Thomson model(トムソン模型) では大角散乱を説明できない。
- ラザフォード模型Rutherford model ラザフォード模型(Rutherford model)Rutherford model(ラザフォード模型) は原子核を確立した。
- 古典論のままでは電子の安定軌道 orbital 軌道(orbital) orbital(軌道) と線スペクトル line spectrum 線スペクトル(line spectrum) line spectrum(線スペクトル) を説明できない。
医学・測定への応用
核医学や放射線相互作用の概念的土台となる。
歴史的原子模型 Bohr model 原子模型(Bohr model) Bohr model(原子模型) は、量子論的な原子軌道 orbital 軌道(orbital) orbital(軌道) の記述と化学結合 chemical bonding化学結合(chemical bonding) chemical bonding(化学結合)・周期表periodic table 周期表(periodic table)periodic table(周期表) の理解へ発展した。12
まとめ
- 原子模型Bohr model 原子模型(Bohr model)Bohr model(原子模型) は実験事実に応じ、不可分球から電子を含む模型、さらに小さな正電荷の原子核をもつ模型へ進化した。
- トムソン模型Thomson model トムソン模型(Thomson model)Thomson model(トムソン模型) では大角散乱を説明できない。
- 核医学や放射線相互作用の概念的土台となる。
出典
- 1.Intrinsic Atomic Orbitals: An Unbiased Bridge between Quantum Theory and Chemical Concepts(Journal of Chemical Theory and Computation・2013)量子論的波動関数と化学的原子軌道概念の対応閲覧 2026-08-21
- 2.The role of radial nodes of atomic orbitals for chemical bonding and the periodic table(Journal of Computational Chemistry・2007)原子軌道の動径節と化学結合・周期表の傾向閲覧 2026-08-21