El modelo atómico de Rutherford fue uno de los estudios que revolucionaron la Física Nuclear, siendo el tercer modelo propuesto a lo largo de la historia.
La Física Nuclear se encarga del estudio de las cuestiones relacionadas con los fenómenos radiactivos y los núcleos atómicos. Dentro de estos estudios se encuentran los modelos atómicos , desarrollados con el propósito de explicar cómo se compone un átomo . El modelo atómico de Rutherford es un ejemplo.
Al hablar de Rutherford, es imposible no resaltar su importancia para los estudios atómicos. Eso es porque Ernest Rutherford fue el responsable de desarrollar la teoría de que los átomos tienen carga positiva y están concentrados en un núcleo muy pequeño. Sus ideas revolucionaron el estudio de la Física Nuclear.
Antes del modelo de Rutherford, otros dos científicos ya habían propuesto modelos sobre la composición del átomo. El primero de ellos fue Dalton, quien afirmó que un átomo estaba formado por una esfera masiva e indivisible. Entonces Thomson observó que, de hecho, el átomo tenía partículas más pequeñas. En otras palabras, partículas subatómicas.
Pero, después de todo, ¿cómo logró Rutherford desarrollar un nuevo modelo atómico? ¡Vamos a averiguar!
Modelo atómico de Rutherford
El estudio de la estructura del átomo se inició con dos filósofos griegos: Leucipo y Demócrito, en el año 450 a.C. Los filósofos creían que toda la materia estaba compuesta de partículas de átomos.
Además, decían que el átomo era indivisible. A raíz de esta idea surgió el término átomo , siendo “un” (no) y “tomo” (partes).
A lo largo de los años, y con la ayuda de medios de investigación más desarrollados, han surgido más ideas sobre la composición del átomo. En consecuencia, nuevos modelos y teorías también. El primero de ellos vino con el físico Dalton. Luego, los estudios fueron profundizados por Thomson, hasta que le tocó a Rutherford proponer un nuevo modelo.
Thomson fue quien observó que el átomo tenía partículas negativas que giraban alrededor del núcleo atómico, los electrones. Así, Rutherford propuso que el átomo también estaría formado por partículas positivas, los protones . Eso es porque el núcleo atómico se estabilizó con las dos cargas en órbita.
Además, el físico demostró que el átomo también estaba formado por partículas neutras, los neutrones , además de una electroesfera. En este caso, la electrosfera sería el lugar donde los electrones estarían girando alrededor del núcleo.
Sin embargo, esta teoría podría no ser correcta. Esto se debe a que, si los electrones estuvieran realmente dispuestos de esta manera, chocarían con el núcleo atómico.
Los estudios sobre la estructura del átomo comenzaron entonces a sufrir modificaciones debido a la naturaleza de la luz . Es decir, los científicos han observado que, ante la presencia de diferentes elementos químicos , el color (o espectro) de los elementos es diferente ante la presencia de luz. Con eso, llegaron a la conclusión de que los colores en realidad serían ondas electromagnéticas .
Experimentos de Rutherford
Para establecer el modelo atómico de Rutherford, el físico realizó experimentos a través de estudios relacionados con las propiedades de los rayos X, además de las emisiones radiactivas de los elementos químicos. Con eso, Rutherford organizó el experimento en tres etapas para que se pudieran llevar a cabo los estudios.
Así, el físico estableció tres componentes distintos (componentes a, b y c). El componente a, en este caso, era una muestra del elemento químico polonio, colocada en un bloque de plomo. Recordando que el polonio es el encargado de emitir radiación alfa. Así, el bloque quedó formado por un pequeño espacio para que se pudiera liberar la radiación.
El componente b consistía en una fina placa de oro colocada frente a la caja de plomo. Para completar, el componente c estaba formado por una placa de metal. Esta placa recubría todos los demás componentes y estaba compuesta de material fluorescente.
A partir de esto, Rutherford observó que la radiación alfa del polonio podía atravesar el pequeño orificio que quedaba en el bloque de plomo. Luego, la radiación siguió en la dirección de la hoja de oro. Con esto, se pudo ver la luminosidad de las partículas que afectaban a los materiales.
Por lo tanto, el físico concluyó que las partículas liberadas lograron atravesar la lámina de oro, siguiendo la trayectoria con normalidad. Además, las partículas que se desviaron de la trayectoria fueron pocas en relación a las demás partículas. Finalmente, Rutherford llegó a la conclusión de que las partículas que no se reflejaban representaban un porcentaje muy pequeño.
Conclusiones de Rutherford
Después del experimento de radiación alfa en un bloque de plomo, Rutherford llegó a la conclusión de que los estudios desarrollados por Thomson eran incorrectos. Esto se debe a que el físico probó que el átomo, de hecho, tenía una región en el centro, llamada núcleo atómico.
Es decir, en el núcleo del átomo estaría ubicada toda la masa atómica, siendo una carga positiva. Además, el átomo también estaría compuesto por una electroesfera, que sería el lugar donde los electrones estarían girando alrededor del núcleo atómico.
A partir de esto, Rutherford estableció un nuevo modelo para el átomo, el modelo atómico de Rutherford. Este modelo también se conoce como sistema planetario o sistema solar . Esto se debe a que el Sol representa el núcleo del átomo, los planetas serían los electrones que giran a su alrededor.
Años más tarde, el modelo atómico de Rutherford sufrió algunas modificaciones con el descubrimiento del neutrón, la tercera partícula subatómica.
Así, el núcleo atómico sería entonces una partícula compuesta por otras partículas aún más pequeñas. Es decir, las partículas positivas (protones), las partículas neutras (neutrones), además de los electrones que están orbitando alrededor del núcleo.
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