Modelo de Dalton

La modelo de Dalton estis la unua atoma modelo kiu uzis sciencajn bazojn, kaj estis formulita en 1803 de John Dalton, kiu imagis la atomojn kiel malgrandaj sferoj.^[2] Tiu unua atoma modelo postulis jenon:

• La materio estas formata per tre malgrandaj partikloj nomataj atomoj, kiuj estas nedivideblaj kaj nedetrueblaj.
• La atomoj de unu elemento estas egalaj inter si, havas propran pezon kaj proprajn kvalitojn. La atomoj de la diversaj elementoj havas diferentajn pezojn.
• La atomoj restas nedividataj, eĉ kombinataj en la kemiaj reagoj.
• La atomoj, se kombinataj por formi komponaĵojn konservas simplajn rilatojn.
• La atomoj de diferencaj elementoj estas kombineblaj en diferencaj proporcioj kaj povas formi pli ol unu komponaĵo.
• La kemiaj komponaĵoj estas formataj kiam unuiĝas atomoj de du aŭ pliaj diversaj elementoj.

Modelo de Thomson

Pli detalaj informoj troveblas en artikolo Atommodelo de Thomson.

La atommodelo de Thomson estas unu el la pluraj sciencaj modeloj de la atomo. Ĝi estis unue proponita de Joseph John Thomson en 1904^[1] rapide post la malkovro de la elektrono, sed antaŭ la malkovro de la atomkerno. La modelo provis kombini la tiame konatajn ecojn de atomoj: 1) elektronoj estas negative ŝargitaj partikloj kaj 2) atomoj estas neŭtre ŝargitaj. Tiele la elektronoj estas supozataj dronigitaj en pozitiva "supo" kiel prunoj (angle plum) en pudingo (angle pudding), sekvas la imaga nomo de tia "plum pudding modelo".

Modelo de Nagaoka

Nagaoka malakceptis la modelon de Thomson, ĉar la ŝarĝoj ne estas penetreblaj de siaj kontraŭoj. Pro sia malkonsento kun la tiama modelo, li proponis alternativan modelon en kiu centro de pozitiva ŝarĝo estis ĉirkaŭata de nombraj elektronoj kiuj turnis, farante similan bildon al tiu de la planedo Saturno kun ĝiaj ringoj, surbaze de la teorioj kiuj klarigis la stabilecon kaj la gravitajn rilatojn inter la planedo kaj ĝiaj ringoj. La tezo estis jena: la ringoj estas stabilaj ĉar la planedo kiun ili estas ĉirkaŭanta estas tre amasa.

Modelo de Rutherford

Atoma modelo de Rutherford.

Modelo de Bohr

Modelo de Sommerfeld

Modelo de Schrödinger

Modelo de Dirac

La Diraka ekvacio aspektas tiel:

${\displaystyle \left(\alpha _{0}mc^{2}+\sum _{j=1}^{3}\alpha _{j}p_{j}\,c\right)\psi (\mathbf {x} ,t)=i\hbar {\frac {\partial \psi }{\partial t}}(\mathbf {x} ,t)}$

kie m estas kvietmaso de la elektrono, c estas lumrapideco, p estas la momanta operatoro, ${\displaystyle \hbar }$ estas la reduktita konstanto de Planck, x kaj t estas, respektive, la spaca kaj tempa koordinatoj, kaj ψ(x, t) estas kvar-komponanta ondfunkcio.

La α-oj estas linearaj operatoroj kiuj agas en la ondfunkcio. Ilia plej fundamenta eco estas ke ili estu kontraŭkomutaj. En aliaj vortoj,

${\displaystyle \alpha _{i}\alpha _{j}=-\alpha _{j}\alpha _{i}}$,

kie ${\displaystyle i\neq j}$, kaj i kaj j estas inter nulo kaj tri. La plej simpla maniero por ricevi tiajn ecojn estas per 4×4 matricoj. Ne ekzistas aro de matricoj kun pli malgranda dimensio kiu verigus la postulon de kontraŭkomuteco. Tiuj kvar-dimensiaj matricoj nomiĝas α-matricoj de Dirako:

Oportuna (sed ne unika) elekto de ${\displaystyle \alpha }$-matricoj estas

${\displaystyle \alpha _{0}={\begin{bmatrix}1&0&0&0\\0&1&0&0\\0&0&-1&0\\0&0&0&-1\end{bmatrix}}\quad \alpha _{1}={\begin{bmatrix}0&0&0&1\\0&0&1&0\\0&1&0&0\\1&0&0&0\end{bmatrix}}}$,

${\displaystyle \alpha _{2}={\begin{bmatrix}0&0&0&-i\\0&0&i&0\\0&-i&0&0\\i&0&0&0\end{bmatrix}}\quad \alpha _{3}={\begin{bmatrix}0&0&1&0\\0&0&0&-1\\1&0&0&0\\0&-1&0&0\end{bmatrix}}}$,

La Diraka ekvacio priskribas la probablecajn amplitudojn por sola elektrono. Ĝi estas sola-partikla teorio, en aliaj vortoj, ĝi ne aplikas la kreadon kaj detruadon de la partikloj. Ĝi donas bonan antaŭdiron por la magneta momanto de elektrono kaj klarigas fajnan strukturon observeblan en atomaj spektraj linioj. Ĝi ankaŭ eksplikas la spinon de la elektrono. Du de la kvar solvoj de la ekvacio konformas al du spinaj ŝtatoj de elektrono. La aliaj du solvoj sugestas, ke ekzistas malfinia aro de kvantumaj statoj, en kiuj la elektrono havas negativan energion. Ĉi tiu stranga rezulto gvidis Dirakon al konkludo, tra rimarkinda hipotezo sciata kiel "trua teorio", ke ekzistas pozitive ŝargitaj "elektronoj". Ĉi tiu antaŭdiro estis pruvita per malkovro de pozitronoj en 1932.