El modelo atómico de Rutherford

Antecedentes

Becquerel descubrió en 1896 que el uranio emitía una radiación desconocida, la “radiación uránica”.

Rutherford dedujo que el uranio emitía dos radiaciones diferentes, puesto que tenían poder de penetración distinto.

Llamó a la radiación menos penetrante radiación alfa, y la más penetrante radiación beta.

Antecedentes

Ernest Rutherford con la ayuda de un química en Motreal, Frederick Soddy, llega en 1902 a la conclusión de que las emanaciones son efectivamente átomos radioactivos, pero sin ser torio, y que la radioactividad viene acompañado de una desintegración de los átomos.

Ernest Rutherford había observado en Montreal al bombardear una fina lámina de mica con partículas alfa, que se obtenía una deflexión de dichas partículas.

Experimento de Rutherford

También llamado experimento de la lámina de oro.

En 1909, Hans Geiger y Ernest Maden, bajo la dirección de Ernest Rutherford, realizan el experimento de Rutherford en los Laboratorios de Física de la Universidad de Mánchester.

El experimento consistió en mandar un haz de partículas alfa sobre una fina lámina de oro y observar cómo dicha lámina afectaba a la trayectoria de dichos rayos.

Se eligió el oro ya que se puede obtener en láminas extremadamente delgadas.

Las partículas alfa se obtenían de la desintegración de una sustancia radioactiva, el polonio.

Experimento de Rutherford

Para obtener un fino haz se colocó el polonio en una caja de plomo, el plomo detiene todas las partículas, menos las que salen por un pequeño orificio.

Perpendicular a la trayectoria del haz se interponía la lámina de metal.

Para la detección de trayectoria de las partículas, se empleó una pantalla con sulfuro de zinc que produce pequeños destellos cada vez que una partícula alfa choca con él.

Para analizar el interior del átomo, se debe realizar el reconocimiento del mismo(conocer como esta distribuida la masa)

Experimento de Rutherford

Experimento de Rutherford

Según el modelo de Thomson que estaba vigente en ese año, las partículas alfa atravesarían la lamina metálica sin desviarse demasiado de su trayectoria.

Pero se observó que un pequeño porcentaje de partículas se desviaban hacia la fuente de polonio.

Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas que atravesaban la hoja metálica, indica que gran parte del átomo está vacío.

Experimento de Rutherford

La desviación de las partículas alfa indica que el deflector y las partículas poseen carga positiva y el rebote de las partículas alfa indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva del átomo y a la vez muy densa.

En 1911, Rutherford lanzó la hipótesis de que en el centro del átomo debía haber un núcleo que contuviera casi toda la masa y toda la carga positiva del átomo, y que de hecho los electrones debían determinar el tamaño del núcleo.

El modelo atómico de Rutherford fue hecho para explicar los resultados de su “experimento de la lámina de oro”.

El modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford

La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo en el átomo.

Esto implicaba la existencia de un núcleo atómico donde se concentraba toda la carga positiva y más del 99,9% de la masa.

Rutherford propuso que los electrones orbitarían en el espacio vacío alrededor del núcleo.

Se abrían varios problemas nuevos que llevarían al descubrimiento de nuevos hechos y teorías al tratar de explicarlos.

Por un lado se planteó el problema de como un conjunto de cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño.

Por otro lado existía otra dificultad proveniente de la electrodinámica clásica que predice que una partícula cargada y acelerada, como sería el caso de los electrones orbitando alrededor del núcleo produciría radiación electromagnética, perdiendo energía y finalmente cayendo sobre el núcleo.

El modelo de Rutherford fue sustituído por el de Bohr.

El modelo de Bohr “resolvía” el problema, proveniente de la electrodinámica, postulando que sencillamente los electrones no radiaban.