Modelo atomico de chadwick

Limitaciones del modelo atómico de james chadwick

James Chadwick nació en Cheshire, Inglaterra, el 20 de octubre.    Se graduó con honores en la Escuela de Física en 1911 y pasó los dos años siguientes a las órdenes del profesor Ernest Rutherford en el Laboratorio Físico de Manchester[1].

Predecesores de Chadwick Chadwick contaba con abundantes conocimientos adquiridos en descubrimientos anteriores, que le ayudaron a descubrir el neutrón. Con el descubrimiento del protón de carga positiva por Ernest Rutherford, así como el descubrimiento del electrón por J.J Thompson, parecía que la estructura de la teoría atómica estaba casi completa. Con sólo estos elementos básicos de la estructura atómica, tenía claro por qué los átomos parecían neutros, ya que la carga negativa del electrón y la positiva del protón se anulaban. En 1920, se planteó la posibilidad de la existencia de una partícula de carga neutra con una masa similar a la del protón. Esto ayudaría a mantener la neutralidad del átomo y a solucionar algunas diferencias encontradas entre el número atómico de un átomo y su masa atómica.

James chadwick modelo

En 1920, los físicos ya sabían que la mayor parte de la masa del átomo se encontraba en un núcleo situado en su centro, y que este núcleo central contenía protones. En mayo de 1932, James Chadwick anunció que el núcleo también contenía una nueva partícula sin carga, a la que llamó neutrón.  Chadwick nació en 1891 en Manchester, Inglaterra. Era un niño tímido de una familia de clase trabajadora, pero su talento llamó la atención de sus profesores y fue enviado a estudiar física a la Universidad de Manchester, donde trabajó con Ernest Rutherford en diversos estudios sobre radiactividad.

En 1914, Chadwick decidió viajar a Alemania para estudiar con Hans Geiger. Desgraciadamente, poco después de llegar, estalló la Primera Guerra Mundial y Chadwick acabó pasando los cuatro años siguientes en un campo de prisioneros de aquel país. Esto no detuvo del todo sus estudios científicos. Para no aburrirse, él y algunos compañeros de prisión formaron un club científico, se daban charlas entre ellos y consiguieron convencer a los guardias de que les dejaran montar un pequeño laboratorio. Aunque muchos productos químicos eran difíciles de conseguir, Chadwick llegó a encontrar un tipo de pasta de dientes radiactiva que se comercializaba en Alemania en aquella época, y consiguió convencer a los guardias para que se la suministraran. Con papel de aluminio y madera construyó un electroscopio e hizo algunos experimentos sencillos.

Teoría atómica de Demócrito

Actividades1. De Thomson a ChadwickUn átomo está formado por un núcleo con cargas positivas y electrones con cargas negativas que orbitan a su alrededor.¿Cuáles son los hechos experimentales que llevaron a la evolución de la estructura del átomo hacia el modelo actual?Figura 1: James Chadwick (1891-1974).Thomson descubrió el electrón, Rutherford demostró que la materia está esencialmente vacía y Bohr ayudó a explicar por qué los electrones del modelo de Rutherford no chocaban contra el núcleo. Cuando Rutherford demostró la existencia del protón, se planteó un nuevo problema: ¿cómo superan los protones cargados positivamente la fuerza de repulsión eléctrica que normalmente los separaría y haría estallar el núcleo? Además, en

1919, algunos físicos habían descubierto un rayo muy penetrante bombardeando berilio con partículas alfa. En 1932, el físico inglés James Chadwick, uno de los alumnos de Rutherford, demostró que estos rayos penetrantes, que no habían sido identificados por los físicos, contenían una partícula sin carga eléctrica y con una masa igual a la del protón. La bautizó con el nombre de neutrón. Para explicar la existencia de los neutrones, Chadwick mejoró el modelo actual del átomo. El modelo atómico de Rutherford, modificado por Bohr y mejorado por Chadwick, recibe el nombre de modelo atómico de Rutherford.

Modelo cuántico

Durante cuatro años, James Chadwick fue prisionero de guerra en Alemania. Cuando terminó la Primera Guerra Mundial, regresó a su Inglaterra natal para reunirse con el mentor de sus días de estudiante, Ernest Rutherford. Rutherford, director del laboratorio de física nuclear de la Universidad de Cambridge, supervisó el doctorado de Chadwick en 1921 y le nombró subdirector del laboratorio.

Las investigaciones de Chadwick se centraron en la radiactividad. En 1919, Rutherford había descubierto el protón, una partícula con carga positiva dentro del núcleo del átomo. Pero ellos y otros investigadores estaban descubriendo que el protón no parecía ser la única partícula del núcleo.

A medida que estudiaban la desintegración atómica, veían que el número atómico (número de protones en el núcleo, equivalente a la carga positiva del átomo) era menor que la masa atómica (masa media del átomo). Por ejemplo, un átomo de helio tiene una masa atómica de 4, pero un número atómico (o carga positiva) de 2. Como los electrones casi no tienen masa, parecía que algo, además de los protones del núcleo, estaba añadiendo masa. Una de las principales explicaciones era que también había electrones y protones adicionales en el núcleo: los protones seguían contribuyendo con su masa, pero su carga positiva quedaba anulada por los electrones cargados negativamente. Así, en el ejemplo del helio, habría cuatro protones y dos electrones en el núcleo, lo que daría una masa de 4 pero una carga de sólo 2. Rutherford también propuso la idea de que podría haber una partícula con masa pero sin carga. La llamó neutrón y la imaginó como un protón y un electrón emparejados. No había pruebas de ninguna de estas ideas.