Fakt, że wszystkie obiekty składają się z cząstek elementarnych, założyli naukowcy ze starożytnej Grecji. Ale w tamtych czasach nie było sposobu, aby ten fakt udowodnić lub obalić. A w czasach starożytnych można było tylko domyślać się właściwości atomów na podstawie własnych obserwacji różnych substancji.
Udowodniono, że wszystkie substancje składają się z cząstek elementarnych dopiero w XIX wieku, a następnie pośrednio. W tym samym czasie fizycy i chemicy na całym świecie próbowali stworzyć ujednoliconą teorię cząstek elementarnych, opisującą ich strukturę i wyjaśniającą różne właściwości, takie jak ładunek jądra.
Badania molekuł, atomów i ich struktury były poświęcone pracom wielu naukowców. Fizyka stopniowo przeniosła się do badania mikroświata - cząstek elementarnych, ich interakcji i właściwości. Naukowcy zaczęli się zastanawiać, z czego składa się jądro atomowe, wysuwali hipotezy i próbowali je przynajmniej pośrednio udowodnić.
BW rezultacie za podstawową teorię przyjęto planetarny model budowy atomu, zaproponowany przez Ernesta Rutherforda i Nielsa Bohra. Zgodnie z tą teorią ładunek jądra dowolnego atomu jest dodatni, podczas gdy elektrony naładowane ujemnie krążą po swoich orbitach, ostatecznie czyniąc atom elektrycznie obojętnym. Z biegiem czasu teoria ta była wielokrotnie potwierdzana różnymi eksperymentami, poczynając od eksperymentów jednego z jej współautorów.
Współczesna fizyka jądrowa uważa teorię Rutherforda-Bohra za fundamentalną, na której opierają się wszystkie badania atomów i ich pierwiastków. Z drugiej strony większość hipotez, które pojawiły się w ciągu ostatnich 150 lat, nie została praktycznie potwierdzona. Okazuje się, że większość fizyki jądrowej jest teoretyczna ze względu na bardzo małe rozmiary badanych obiektów.
Oczywiście we współczesnym świecie znacznie łatwiej jest określić ładunek jądra aluminium, na przykład (lub dowolnego innego pierwiastka), niż w XIX wieku, a tym bardziej - w starożytnej Grecji. Ale dokonując nowych odkryć w tej dziedzinie, naukowcy czasami dochodzą do zaskakujących wniosków. Próbując znaleźć rozwiązanie jednego problemu, fizyka cząstek elementarnych napotyka nowe problemy i paradoksy.
Początkowo teoria Rutherforda mówi, że właściwości chemiczne substancji zależą od ładunku jądra jej atomu, a co za tym idzie, od liczby elektronów krążących po jej orbitach. Współczesna chemia i fizyka w pełni potwierdzają tę wersję. Chociaż badanieStruktura cząsteczek została początkowo oparta na najprostszym modelu - atomie wodoru, którego ładunek jądrowy wynosi 1, teoria w pełni odnosi się do wszystkich elementów układu okresowego pierwiastków, w tym metali ziem rzadkich i substancji promieniotwórczych uzyskanych sztucznie pod koniec okresu ostatnie tysiąclecie.
Ciekawe, że na długo przed badaniami Rutherforda angielski chemik, z wykształcenia lekarz, William Prout, zauważył, że ciężar właściwy różnych substancji jest wielokrotnością danego indeksu wodoru. Następnie zasugerował, że wszystkie inne pierwiastki składają się po prostu z wodoru na jakimś najprostszym poziomie. Że na przykład cząsteczka azotu to 14 takich minimalnych cząstek, tlen to 16 itd. Jeśli rozważymy tę teorię globalnie w nowoczesnej interpretacji, to generalnie jest ona słuszna.
