Rutherford modelo atomico

Modelo atómico de Rutherford clase 9

Cuando observamos el mundo que nos rodea, parece bastante sólido.  Si golpeamos una pared con la mano, ésta se detiene, pero (normalmente) no atraviesa la pared.  Pensamos que la materia ocupa espacio.  Pero en la materia hay mucho espacio vacío.  De hecho, la mayor parte de la materia es espacio vacío.

En 1911, Rutherford y sus colaboradores Hans Geiger y Ernest Marsden iniciaron una serie de experimentos pioneros que cambiarían por completo el modelo aceptado del átomo. Bombardearon finísimas láminas de oro con partículas alfa de movimiento rápido. Las partículas alfa, un tipo de partícula radiactiva natural, tienen carga positiva y una masa cuatro veces superior a la del átomo de hidrógeno.

Figura \(\PageIndex{2}\): (A) El montaje experimental para el experimento de la lámina de oro de Rutherford: Un elemento radiactivo que emitía partículas alfa se dirigía hacia una fina lámina de oro rodeada por una pantalla que permitía detectar las partículas desviadas. (B) Según el modelo del budín de ciruelas (arriba), todas las partículas alfa deberían haber atravesado la lámina de oro con poca o ninguna desviación. Rutherford descubrió que un pequeño porcentaje de partículas alfa se desviaban en ángulos grandes, lo que podría explicarse por un átomo con un núcleo muy pequeño, denso y cargado positivamente en su centro (abajo). (Crédito: (A) Christopher Auyeung; (B) User:Fastfission/Wikimedia Commons; Fuente: (A) CK-12 Foundation; (B) http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rutherford_gold_foil_experiment_results.svg(opens in new window); Licencia: (A) CC BY-NC 3.0(opens in new window); (B) Dominio Público)

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Skip to main content1 / 6ChevronChevrongreek-atomsLa ciencia es cuestión de modelos. ¿Cómo funciona todo esto de la ciencia de modelos? Básicamente, se tiene un modelo de cómo funciona algo. Cuando se recogen más datos, a veces hay que cambiar el modelo. Esto es lo bueno de observar modelos anteriores del átomo. Se puede ver cómo han cambiado las cosas. Como el modelo del átomo de Rutherford tiene ahora 100 años, pensé que sería una buena idea ver cómo surgió este modelo y qué pasó después.

Puede que los griegos hicieran más filosofía que ciencia. Pensaban sobre las cosas, pero rara vez comparaban sus ideas con pruebas experimentales. Pero, ¿qué pensaban sobre la materia? Uno de los filósofos que era conocido por pensar en esto (porque por supuesto había otros, pero quizá no tenían blog) era Demócrito. He aquí una imagen suya.

En aquella época, Demócrito y sus colegas pensaban en la materia. Se preguntaban qué pasaría si se tomara algo (como un árbol) y se rompiera en trozos cada vez más pequeños. ¿Sería siempre un trozo de árbol? ¿Podrías seguir rompiéndolo en trozos cada vez más pequeños? Demócrito dijo que si lo seguías rompiendo, llegarías a un tamaño que ya no se podría romper. Éste sería el trozo indivisible. En griego, atomos = indivisible. Por tanto, el átomo. (Sé que hay más cosas sobre los griegos, pero necesito un punto de partida).

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El modelo de Rutherford fue ideado por el físico neozelandés Ernest Rutherford para describir un átomo. Rutherford dirigió el experimento Geiger-Marsden en 1909, que sugirió, tras el análisis de Rutherford en 1911, que el modelo del átomo de J. J. Thomson era incorrecto. El nuevo modelo de Rutherford[1] para el átomo, basado en los resultados experimentales, contenía nuevas características de una carga central relativamente alta concentrada en un volumen muy pequeño en comparación con el resto del átomo y con este volumen central conteniendo también la mayor parte de la masa atómica del átomo. Esta región se conocería como el "núcleo" del átomo.

Rutherford echó por tierra el modelo de Thomson en 1911 con su conocido experimento de la lámina de oro, en el que demostró que el átomo tiene un núcleo diminuto y pesado. Rutherford diseñó un experimento para utilizar las partículas alfa emitidas por un elemento radiactivo como sondas del mundo invisible de la estructura atómica. Si Thomson estaba en lo cierto, el haz atravesaría directamente la lámina de oro. La mayoría de los rayos atravesaron la lámina, pero unos pocos fueron desviados.

J. J. Thomson

Modelo de RutherfordErnest Rutherford (1871 - 1937) fue un físico experimental británico más conocido por desarrollar un modelo de átomo que contenía un núcleo central de carga positiva rodeado de electrones en órbita. Su modelo corrigió algunas deficiencias de los modelos atómicos anteriores y sentó las bases para una mejor comprensión de la estructura y las propiedades atómicas. El modelo de Rutherford fue el primero en introducir el concepto de núcleo atómico. Esta novedosa idea explicaba la escasa distribución de cargas eléctricas revelada en el famoso experimento de la lámina de oro de Rutherford. El modelo de Rutherford y su sucesor inmediato, el modelo de Bohr, cambiaron la concepción del átomo durante décadas, hasta que la mecánica cuántica revolucionó por completo la teoría atómica.

Definición del modelo de RutherfordEn muchos sentidos, el modelo de Rutherford del átomo es el modelo clásico del átomo, aunque ya no se considere una representación exacta. El modelo de Rutherford muestra que un átomo es principalmente espacio vacío, con electrones que orbitan alrededor de un núcleo fijo cargado positivamente siguiendo trayectorias fijas y predecibles.