పరమాణు నిర్మాణం

విభజనకు వీలులేనంత.. విస్తరణలో విశ్వమంత!

  పదార్థాలన్నీ అణువులతో తయారవుతాయి. ఆ అణువులు పరమాణువులతో నిర్మితమై ఉంటాయి. విభజించడానికి వీలులేనంత అత్యంత సూక్ష్మకణమే పరమాణువు. కానీ అది విశ్వమంతా విస్తరించి ఉంటుంది. రకరకాల పదార్థాల వాటి స్వభావాలు, అవి ఏర్పరిచే బంధాలు, సమ్మేళనాల గురించి తెలియాలంటే పరమాణు నిర్మాణంపై అవగాహన అవసరం. ఆ పరమ రహస్యాల గుట్టు విప్పేందుకు శాస్త్రవేత్తలు శతాబ్దాలుగా కృషి చేస్తున్నారు. ఈ అంశాలను అభ్యర్థులు పరీక్షల కోణంలో తెలుసుకోవాలి.  

  మన పరిసరాల్లో ఉండే ప్రతి పదార్థం ప్రత్యేక ధర్మాలను కలిగి ఉంటుంది. అవి ఆ పదార్థానికి ఎలా వచ్చాయో తెలుసుకునే ప్రయత్నంలో ఆవిర్భవించిందే పరమాణు నిర్మాణం. పదార్థం అనేది అణువుల సముదాయం. ప్రతి అణువు పరమాణువుల కలయిక (సంయోగం) వల్ల ఏర్పడుతుంది. జాన్‌ డాల్టన్‌ ప్రకారం పదార్థంలో పరమాణువు (Atom) అనేది సూక్ష్మాతి సూక్ష్మ కణం. Atom అనే పదం a-tomio అనే గ్రీకు భాషా పదం నుంచి వచ్చింది. విభజించడానికి వీలు కానిది అని దీని అర్థం. తర్వాతి కాలంలో జరిగిన పరిశోధనలు ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, న్యూట్రాన్‌ లాంటి 100కు పైగా ఉప పరమాణువు కణాలతో పరమాణువు  నిర్మితమైందని నిరూపించాయి. ప్రస్తుత సైన్స్‌ ప్రకారం పదార్థాల్లో అత్యంత సూక్ష్మకణాలు బోసాన్‌లు, క్వార్క్‌లు. అంటే విశ్వంలోని ప్రతి పదార్థం బోసాన్‌లు, క్వార్క్‌లతో నిర్మితమై ఉంటుంది. 

జాన్‌ డాల్టన్‌ పరమాణు సిద్ధాంతం 

దీని ప్రకారం పదార్థం అణువుల సముదాయం. పరమాణువుల సంయోగం వల్ల అణువులు ఏర్పడతాయి. జాన్‌ డాల్టన్‌ ప్రకారం పదార్థం తరఫున పరమాణువులు రసాయన చర్యలో పాల్గొంటాయి. ఒకే మూలకానికి చెందిన పరమాణువులన్నీ ఒకే విధంగా ఉంటాయి. భిన్న మూలకాలకు చెందిన పరమాణువులు ఒకదాంతో మరొకటి భిన్నంగా ఉంటాయి. డాల్టన్‌ పరమాణువులను గోళాలుగా భావించాడు.

* మైకేల్‌ ఫారడే, విలియం క్రూక్స్‌ అనే శాస్త్రవేత్తలు నిశబ్ద విద్యుత్‌ ఉత్సర్గనాళికా ప్రయోగాల్లో జింక్‌ సల్ఫైడ్‌ తెరపై ఆకుపచ్చని కాంతిని పరిశీలించారు. ఈ ప్రయోగాన్ని జె.జె.థాంప్సన్‌ వివిధ వాయువులతో (N₂, O_2, Cl₂ తదితరాలు) అనేకసార్లు పునరావృతం చేసి కనుక్కున్న రుణావేశిత ఉపపరమాణు కణానికి ఎలక్ట్రాన్‌ అని జి.జె.స్టోని నామకరణం చేశారు. 

* మిల్లికాన్‌ తన తైలబిందు ప్రయోగం ఆధారంగా ఎలక్ట్రాన్‌ అనే ఉప పరమాణు కణ ఆవేశ పరిమాణాన్ని -1.602 x 10^-19 కూలుంబ్‌లుగా నిర్ధారించాడు. దీని ద్రవ్యరాశి 0.00055 amu, సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి 1 యూనిట్‌ లేదా ప్రోటాన్‌ ద్రవ్యరాశిలో 1837వ వంతు లేదా న్యూట్రాన్‌ ద్రవ్యరాశిలో 1840వ వంతు.

* రూథర్‌ఫర్డ్‌ తన బంగారు రేకు   కిరణ పరిక్షేపణ ప్రయోగం ఆధారంగా కేంద్రకం అనే భావనకు నాంది పలికి ధనావేశిత ఉప పరమాణు కణమైన ప్రోటాన్‌ను కనుక్కున్నాడు. దీని ఆవేశ పరిమాణం +1.602 x 10^-19 కూలుంబ్‌లు, ద్రవ్యరాశి 1.00727 amu, సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి 1837.

* వివిధ పరమాణువుల ప్రయోగాత్మక ద్రవ్యరాశులను వివరించే ప్రయత్నంలో పరమాణువులోని తటస్థ ఆవేశం ఉన్న న్యూట్రాన్‌ అనే ఉపపరమాణు కణాన్ని జేమ్స్‌ ఛాడ్విక్‌ కనుక్కున్నారు. న్యూట్రాన్‌ ద్రవ్యరాశి 1.008665 amu, సాపేక్ష ద్రవ్యరాశి 1840.  

నమూనాలు 

పరమాణువులో ఉన్న ఉప పరమాణు కణాల అమరికను కింది నమూనాలు వివరిస్తాయి. 

జె.జె.థాంప్సన్‌ పుచ్చకాయ పరమాణు నమూనా: పరమాణు నమూనాల్లో ఇది మొదటిది. థాంప్సన్‌ ప్రకారం రుణావేశిత ఎలక్ట్రాన్‌లు ధనావేశిత ప్రోటాన్‌ అనే ఉప పరమాణు కణాల మధ్యలో ఇమిడి ఉంటాయి. ఈ అమరికలోని ప్రోటాన్‌లను పుచ్చకాయలోని ఎర్రని గుజ్జుతో, ఎలక్ట్రాన్‌లను నల్లని గింజలతో పోల్చాడు. 

రూథర్‌ఫర్డ్‌ గ్రహ మండల నమూనా: ఈయన పరమాణువుల్లో ధనావేశిత కేంద్రకం చుట్టూ రుణావేశిత ఎలక్ట్రాన్‌లు కక్ష్యల్లో తిరుగుతూ ఉంటాయని వివరించాడు. తన వివరణను సౌర వ్యవస్థతో పోల్చాడు.

లోపాలు: * ఒక కక్ష్యలో నింపగలిగిన ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య గురించి సమాచారాన్ని ఇవ్వలేదు.

* ఆధునిక భౌతికశాస్త్రం ప్రకారం గమనంలో ఉన్న ఏ వస్తువైనా నిశ్చల స్థితిలోకి రావాలి. కారణం దాని గమనానికి అంతర్గత శక్తి ఖర్చవుతుంది. కానీ ఎలక్ట్రాన్‌లు శక్తిని కోల్పోకుండా కేంద్రకం చుట్టూ ఎలా తిరుగుతున్నాయో రూథర్‌ఫర్డ్‌ నమూనా సరైన వివరణ ఇవ్వలేదు.

నీల్స్‌బోర్‌ పరమాణు నమూనా: ఇది ప్రస్తుతం వినియోగిస్తున్న పరమాణు నమూనా. నీల్స్‌బోర్‌ ప్రకారం రుణావేశిత ఎలక్ట్రాన్‌లు కేంద్రకం చుట్టూ స్థిర కక్ష్యల్లో అత్యధిక వేగాలతో వృత్తాకార మార్గాల్లో తిరుగుతూ ఉంటాయి. ఎలక్ట్రాన్‌లు స్థిర కక్ష్యల్లో తిరుగుతున్నంత కాలం శక్తిని కోల్పోవు, గ్రహించవు. కోణీయ ద్రవ్యవేగం క్వాంటీకరణం చెంది ఉన్న కక్ష్యలకే స్థిర కక్ష్యలు అని నామకరణం చేశారు. 

* nవ కక్ష్యలో గరిష్ఠంగా నింపగలిగిన ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్య 2n². n విలువ పెరిగేకొద్దీ కక్ష్య సైజు, శక్తి పెరుగుతాయి. కక్ష్యలను n = 1, 2, 3, 4, ...... లేదా K, L, M, N... లతో సూచించాడు.

లోపాలు: ఒకే ఒక ఎలక్ట్రాన్‌ కలిగి ఉన్న ప్రాతిపదికలకు మాత్రమే ఈ నమూనా అనువర్తించవచ్చు. ఉదా: హైడ్రోజన్‌ పరమాణువు

* ఒకటి కంటే ఎక్కువ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉన్న హీలియం, లిథియం లాంటి పరమాణువులకు నీల్స్‌బోర్‌ పరమాణు నమూనా అనువర్తించడం కుదరదు. 

* స్థిర కక్ష్యలకు కోణీయ ద్రవ్యవేగం ఎందుకు క్వాంటీకరణం చెందాలో వివరించలేదు.

* జీమన్, స్టార్క్‌ ఫలితాలను వివరించలేదు.

జీమన్‌ ఫలితం: పరమాణు వర్ణ పటరేఖలు బాహ్య అయస్కాంత క్షేత్ర సమక్షంలో చిన్న ఉపరేఖలుగా విడిపోవడాన్ని జీమన్‌ ఫలితం అంటారు.

స్టార్క్‌ ఫలితం: పరమాణు వర్ణపట రేఖలు బాహ్య విద్యుత్‌ క్షేత్ర సమక్షంలో చిన్న ఉప రేఖలుగా విడిపోవడాన్ని స్టార్క్‌ ఫలితం అంటారు.

సోమర్‌ఫెల్డ్‌ సిద్ధాంతం: ఈయన ఎలక్ట్రాన్‌లు కేంద్రకం చుట్టూ దీర్ఘవృత్తాకార కక్ష్యల్లో తిరుగుతాయని వివరించాడు.

పరమాణు సంఖ్య 

దీన్ని Z తో సూచిస్తారు. ఇది 'Zahl' అనే జర్మనీ భాషా పదం నుంచి వచ్చింది. దీనికి సంఖ్య అని అర్థం.పరమాణు కేంద్రకంలోని ప్రోటాన్‌ల సంఖ్య లేదా కక్ష్యలోని ఎలక్ట్రాన్‌ల సంఖ్యనే ఆ పరమాణువు యొక్క పరమాణు సంఖ్య అంటారు. Z అనేది కేంద్రకంలోని న్యూట్రాన్‌ల సంఖ్య గురించి తెలియజేయదు.
పరమాణువు = కేంద్రకం + కక్ష్యలు      

* కేంద్రకాన్ని న్యూక్లియస్‌ అంటారు. దానిలో ఉండే ఉప పరమాణు కణాలకు న్యూక్లియాన్‌లు అని పేరు. న్యూక్లియాన్‌ కాని ఉప పరమాణు కణం ఎలక్ట్రాన్‌.

ఉప పరమాణు కణాలు = ప్రధాన ఉప పరమాణు కణాలు + అప్రధాన ఉప పరమాణు కణాలు
                           (ప్రోటాన్, ఎలక్ట్రాన్, న్యూట్రాన్‌)      (మీసాన్, న్యూట్రినో, పాసిట్రాన్‌)

* పరమాణువులోని ఎలక్ట్రాన్‌ యొక్క వ్యతిరేక ఉప పరమాణు కణం పాసిట్రాన్‌ .

క్వాంటం సంఖ్యలు 

పరమాణువులో కేంద్రకం చుట్టూ తిరిగే ఎలక్ట్రాన్‌ల శక్తి, స్థానాన్ని వివరించే సంఖ్యలను క్వాంటం సంఖ్యలు అంటారు. 

ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్య: దీన్ని నీల్స్‌బోర్‌ ప్రతిపాదించాడు. ప్రధాన క్వాంటం సంఖ్యలను n తో సూచిస్తారు. ఇది కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌లు ఉండే ప్రధాన కక్ష్యల గురించి వివరిస్తుంది. n విలువలు 1, 2, 3, 4, .... 

అజిముతల్‌ క్వాంటం సంఖ్య: దీన్ని సోమర్‌ ఫెల్డ్‌ ప్రతిపాదించాడు. ఒక ప్రధాన కక్ష్యలో ఉండే ఉప కక్ష్యల సంఖ్య లేదా ఆర్బిటాల్‌ల సంఖ్య గురించి వివరిస్తుంది. దీన్ని l తో సూచిస్తారు.  l విలువలు 0, 1, 2, 3, .... 

అయస్కాంత క్వాంటం సంఖ్య: దీన్ని లాండే ప్రతిపాదించాడు.m తో సూచిస్తారు. m విలువలు = -l,....,0,.....+l . ఇది ఆర్బిటాల్‌ల దృగ్విన్యాసాన్ని x, y, z  అక్షాల పరంగా వర్ణిస్తుంది.

స్పిన్‌ క్వాంటం సంఖ్య: దీన్ని ఉలెన్‌ బెక్, గౌడ్‌ స్మిత్‌ ప్రతిపాదించారు. s తో సూచిస్తారు. s విలువ సవ్యదిశలో   అపసవ్యదిశలో    . ఇది ఎలక్ట్రాన్‌ల ఆత్మ భ్రమణాన్ని వివరిస్తుంది.

ఆర్బిట్‌ లేదా కక్ష్య: ఎలక్ట్రాన్‌ తిరిగే మార్గాన్ని కక్ష్య అంటారు.

ఆర్బిటాల్‌: పరమాణవులో కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌ను కనుక్కునే సంభావ్యత గరిష్ఠంగా ఉండే ప్రదేశానికి ఆర్బిటాల్‌ అని పేరు.

నోడ్‌: పరమాణువులో కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్‌ను కనుక్కునే సంభావ్యత శూన్యంగా ఉండే ప్రదేశాన్ని నోడ్‌ అంటారు.

* ఒక ఆర్బిటాల్‌ కోణీయ ద్రవ్యవేగం విలువ =  

* ఒక ఆర్బిటాల్‌ కోణీయ నోడ్‌ల సంఖ్య =  l

* ఒక ఆర్బిటాల్‌ రేఖీయ నోడ్‌ల సంఖ్య = n - l - 1

* ఒక ఆర్బిటాల్‌ మొత్తం నోడ్‌ల సంఖ్య = n - 1

  విశ్వంలో ఉండే ప్రతి పదార్థం విడగొట్టడానికి వీలుకాని కణాలతో ఏర్పడుతుంది. వీటినే పరమాణువులు అంటారు. ఇలాంటి పరమాణువులన్నీ కలిసి అణువులను, అణువులన్నీ కలిసి పదార్థాలను ఏర్పరుస్తాయి. అంటే ఒక పదార్థం లేదా మూలకం ఏర్పడటంలో పరమాణువులు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. 
...  పరమాణువులు  అణువులు  పదార్థం/మూలకం 
        * భారతదేశంలో వేదకాలం నాడే కణాదుడు అనే మహాశయుడు పదార్థంలో అతిసూక్ష్మ కణాలైన అణువులు, పరమాణువులు కలిసి ఉంటాయని ప్రతిపాదించాడు. తర్వాత డెమోక్రటిస్ అనే గ్రీకు తత్వవేత్త పదార్థంలో అతి సూక్ష్మమైన పరమాణువులు ఉంటాయని ప్రతిపాదించాడు. వీటినే గ్రీకు భాషలో "atoms" అని పిలిచారు. 
       * 1808లో జాన్‌డాల్టన్ అనే శాస్త్రవేత్త పరమాణు సిద్ధాంతాన్ని ప్రతిపాదించాడు. దీన్నే డాల్టన్ పరమాణు సిద్ధాంతం అని కూడా అంటారు. ఈ సిద్ధాంతం ప్రకారం... 'పదార్థం అనేది విభజించడానికి వీలుకాని సూక్ష్మాతి సూక్ష్మమైన పరమాణువులతో ఉంటుంది. ఈ పరమాణువులు పదార్థంలో ప్రాథమిక కణంగా ఉంటాయి. ఒక పదార్థంలో కేవలం పరమాణువులు మాత్రమే రసాయన చర్యలో పాల్గొంటాయి'.

ప్రాథమిక కణాలు 
   డాల్టన్ తర్వాత జె.జె. థామ్సన్, రూథర్‌ఫర్డ్, చాడ్విక్, మిల్లికాన్, బోర్, డీబ్రోగ్లి లాంటివారు పరమాణువుపై పరిశోధనలు చేశారు. పదార్థంలో పరమాణువులే కాకుండా, అంతకంటే సూక్ష్మాతి సూక్ష్మమైన చాలా కణాలు ఉంటాయని కనుక్కున్నారు. వీటిలో ముఖ్యమైన మూడు కణాలను గుర్తించారు. అవి:
1) ఎలక్ట్రాన్
2) ప్రోటాన్
3) న్యూట్రాన్. వీటినే 'ప్రాథమిక కణాలు' అంటారు. విలియం క్రూక్స్ అనే ఇంగ్లండ్ శాస్త్రవేత్త ఉత్సర్గనాళ ప్రయోగాల ద్వారా పరమాణువులోని ప్రాథమిక కణాల గురించి తెలియజేశాడు.

ఎలక్ట్రాన్ (e-) 
   మొదటిసారిగా 1897లో జె.జె. థామ్సన్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్ ఉత్సర్గనాళికలో ప్రకాశవంతమైన కిరణాలు రుణ విద్యుత్ ద్వారం (Cathode) నుంచి ధనవిద్యుత్ ద్వారం (Anode) వరకు ప్రయాణించడాన్ని గుర్తించాడు. ఈ కిరణాలకు రుణ విద్యుత్ కిరణాలు లేదా కేథోడ్ కిరణాలు అని పేరు పెట్టాడు. ఈ కిరణాలను 'రుణావేశ కణాల సమూహం' అని ప్రతిపాదించాడు. జి.జె. స్టనీ అనే శాస్త్రవేత్త ఈ కేథోడ్ కిరణాలకు 'ఎలక్ట్రాన్' అని పేరు పెట్టాడు.
* ఎలక్ట్రాన్‌ను 'e^-' తో సూచిస్తారు.
* దీనికి ఒక యూనిట్ రుణావేశం ఉంటుంది (-1)
* ఎలక్ట్రాన్‌ ఆవేశం (కూలుంబుల్లో) -1.602 × 10^-19
* దీని ద్రవ్యరాశి 'H' ద్రవ్యరాశిలో 1/1837 వ వంతు (9.11 × 10^-28 గ్రా. లేదా 0.00054 amu) ఉంటుంది. కాబట్టి దీని ద్రవ్యరాశిని దాదాపు 'సున్నా' (zero) అని చెప్పవచ్చు.
గమనిక: amu అనేది పరమాణు ప్రామాణిక ద్రవ్యరాశి (Atomic Mass Unit) 1 amu = 1.64 × 10^-24 గ్రా.

ప్రోటాన్
  గోల్డ్ స్టెయిన్ అనే శాస్త్రవేత్త విద్యుత్ ఉత్సర్గనాళిక ప్రయోగంలో కొన్ని కిరణాలు ఆనోడ్ నుంచి కేథోడ్ దిశగా ప్రయాణించడాన్ని గమనించాడు. వీటికి ఆనోడ్ కిరణాలు లేదా ధన ధ్రువ కిరణాలు అని పేరు పెట్టాడు. ఈ ధన ధ్రువ కిరణాల అతి సూక్ష్మమైన కణాన్ని 'ప్రోటాన్' అంటారు. ఈ కిరణాలనే 'కెనాల్ కిరణాలు' (Canal rays) అని కూడా అంటారు.
* ప్రోటాన్‌ను 'p' తో సూచిస్తారు. 
* దీనికి ఒక యూనిట్ ధనావేశం ఉంటుంది (+1).
* దీని ఆవేశం (కూలుంబుల్లో) +1.602 × 10^-19
* దీని ద్రవ్యరాశి హైడ్రోజన్ ద్రవ్యరాశికి దాదాపు సమానంగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ ద్రవ్యరాశి కంటే 1837 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీని విలువ 1.672 ×10^-24 గ్రా. లేదా 1.00727 amu. అంటే ద్రవ్యరాశి దాదాపు 1 కి సమానం.

న్యూట్రాన్ 
* చాడ్విక్ అనే శాస్త్రవేత్త 1932లో పలచని బేరియం రేకు ద్వారా కణాలను తాడనం చేసి, ప్రోటాన్ కంటే కొంచెం ఎక్కువ ద్రవ్యరాశి ఉన్న తటస్థ కణాలు వెలువడటాన్ని గమనించాడు. ఈ కణాన్నే 'న్యూట్రాన్' అని పిలిచాడు. ఇది ఒక తటస్థకణం. దీనికి దాదాపు ప్రోటాన్‌తో సమానమైన ద్రవ్యరాశి ఉంటుంది.
* న్యూట్రాన్‌ను 'n' తో సూచిస్తారు.
* దీనికి ఎలాంటి ఆవేశం ఉండదు. అంటే ఒక తటస్థ కణం.
* దీని ద్రవ్యరాశి 1.674 × 10 ^-24 గ్రా. లేదా 1.00866 amu. అంటే దాదాపు 1.

పరమాణు నమూనాలు 
 పరమాణువులో ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, న్యూట్రాన్ల అమరికను పరమాణు నమూనాగా చెప్పవచ్చు. ఈ ప్రాథమిక కణాల అమరికకు సంబంధించి వివిధ శాస్త్రవేత్తలు నమూనాలను ప్రతిపాదించారు.

జె.జె. థామ్సన్ నమూనా 
* మొదటిసారిగా పరమాణు నమూనాను జె.జె. థామ్సన్ అనే శాస్త్రవేత్త ప్రతిపాదించాడు. ఇతడి నమూనా ప్రకారం పరమాణువు ధనావేశంతో గోళాకారంగా నిర్మితమై ఉంటుంది. దీంట్లో ఎలక్ట్రాన్లు అమరి ఉంటాయి. దీన్ని పుచ్చపండులో గింజలు అమరి ఉండే విధానంతో పోల్చి చెప్పాడు. పుచ్చపండును అడ్డుగా కోసినప్పుడు అందులోని * ఎర్రటిగుజ్జును ధనావేశిత కేంద్రకం అనుకుంటే, నల్లటి విత్తనాలను ఎలక్ట్రాన్లతో పోల్చవచ్చు. ఈ నమూనాను 'పుచ్చకాయ నమూనా' అని కూడా అంటారు.
* ఈ నమూనాను చాలామంది శాస్త్రవేత్తలు ఆమోదించలేదు. వ్యతిరేక ఆవేశాలున్న ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్లు రెండు కలసి ఉండటం సాధ్యం కాదని భావించారు.

రూథర్‌పర్డ్ నమూనా
  దీన్నే గ్రహమండల నమూనా అని కూడా పిలుస్తారు. దీని ప్రకారం పరమాణువు గోళాకారంగా ఉంటుంది. ఇందులో ఎక్కువ ఖాళీ ప్రదేశం ఉంటుంది. పరమాణువు మధ్యలో కేంద్రకం ఉంటుంది.
ఒక పరమాణు భారం అంతా దాని కేంద్రకంలో ఇమిడి ఉంటుంది. దీనికి కారణం దీంట్లో ప్రోటాన్లు, న్యూట్రాన్లు అనే రెండు ప్రాథమిక కణాలు కలసి ఉంటాయి.
* సూర్యుడి చూట్టూ గ్రహాలు పరిభ్రమించే విధంగా పరమాణువులోని ధనావేశ కేంద్రకం చుట్టూ రుణావేశ ఎలక్ట్రాన్లు పరిభ్రమిస్తాయి. కాబట్టి ఈ నమూనాను గ్రహ మండల నమూనా అని పిలుస్తారు. 
 ఈ నమూనా ప్రకారం పరమాణువులో రెండు రకాల బలాలు పనిచేస్తాయి. అవి:
1) ఆకర్షణ శక్తి
2) అపకేంద్రబలం
* ఆకర్షణశక్తి అనేది ఒక ఎలక్ట్రాన్‌కు, కేంద్రకానికి మధ్య ఉండేది. ఈ శక్తివల్ల ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రం వైపు లాగబడతాయి.

* కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్లకు అపకేంద్ర బలం (Centrifugal) ఉంటుంది. దీని ప్రభావంతో ఎలక్ట్రాన్లు కేంద్రకానికి దూరంగా లాగబడతాయి. 
* ఈ రెండు బలాలు సమానంగా, వ్యతిరేకంగా ఉండటం వల్ల పరమాణువు స్థిరంగా ఉంటుందని ఈ నమూనా తెలిపింది. అయినప్పటికీ దీంట్లో కొన్ని లోపాలను గుర్తించారు. సంప్రదాయ భౌతిక నియమాల ప్రకారం కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్, నిరంతరం శక్తిని కోల్పోవాలి. ఆ విధంగా శక్తిని కోల్పోయిన ఎలక్ట్రాన్ చివరకు కేంద్రకంలో పడి, పరమాణువు నశించాలి. కానీ, పరమాణువు స్థిరంగా ఉంటుంది. కాబట్టి ఈ నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ మరో నమూనా వచ్చింది.

బోర్ పరమాణు నమూనా 
రూథర్‌ఫర్డ్ పరమాణు నమూనాలోని లోపాలను సవరిస్తూ నీల్స్‌బోర్ అనే శాస్త్రవేత్త 1913లో మరో పరమాణు నమూనాను ప్రతిపాదించాడు. ఇతడి ప్రతిపాదనల ప్రకారం కేంద్రకం చుట్టూ ఎలక్ట్రాన్లు అత్యధిక వేగంతో, నిర్ణీత మార్గాల్లో పరిభ్రమిస్తాయి. ఈ మార్గాలను కక్ష్యలు (Orbits) అంటారు.
ఎలక్ట్రాన్లు ఈ కక్ష్యల్లో తిరుగుతున్నంత కాలం వాటిశక్తి స్థిరంగా ఉంటుంది. అందువల్ల ఈ కక్ష్యలను 'స్థిర కక్ష్యలు' అంటారు. వీటిని 1, 2, 3, ... లేదా K, L, M, N, ... లతో సూచిస్తారు.
కేంద్రకానికి దగ్గరగా ఉన్న స్థిర కక్ష్యకు శక్తి తక్కువగా, దూరంగా ఉన్న కక్ష్యకు శక్తి ఎక్కువగా ఉంటుంది. ఎలక్ట్రాన్ ఒక కక్ష్య నుంచి మరో కక్ష్యకు బదిలీ అయినప్పుడు మాత్రమే శక్తి మారుతుంది.

సోమర్‌ఫీల్డ్ నమూనా
ఎలక్ట్రాన్ కేంద్రకం చుట్టూ వృత్తాకారంలో కాకుండా దీర్ఘ వృత్తాకార మార్గంలో తిరుగుతుందని సోమర్‌ఫీల్డ్ ప్రతిపాదించాడు. ఈ నమూనానే 'దీర్ఘ వృత్తాకార నమూనా' అని అంటారు.
 
ఇతడు కేంద్రకం చుట్టూ దీర్ఘ వృత్తాకార కక్ష్యలను ప్రతిపాదించాడు.

డీబ్రోగ్లీ సిద్ధాంతం
ఎలక్ట్రాన్, ప్రోటాన్, పరమాణువు, అణువు లాంటి సూక్ష్మకణాలకు రెండు రకాల స్వభావాలు ఉంటాయి.     
1) కణ స్వభావం
2) తరంగ స్వభావం.
కేంద్రకం చుట్టూ పరిభ్రమించే ఎలక్ట్రాన్‌కు తరంగ స్వభావం ఉంటుందని డీబ్రోగ్లీ కనుక్కున్నాడు.