MODELO ATÓMICO DE RUTHERFOR

El modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que incorporó el hecho de que el átomo estaba formado por dos partes: La corteza, que está constituida por todos los electrones que hay en el átomo, girando a gran distancia alrededor del núcleo, y el núcleo. Este modelo suponía que el átomo, estaba formado por tres partículas: protones y neutrones, estos se encuentran en el núcleo; y electrones (está en la corteza). Los protones y los neutrones son partículas compuestas y que las interacciones entre ellos requieren partículas transmisoras de las fuerzas nucleares.

Ernest Rutherford, barón Rutherford de Nelson, OM, PC, FRS, conocido también como Lord Rutherford (Brightwater, Nueva Zelanda, 30de agosto de 1871– Cambridge, reino unido, 19 de octubre de 1937), fue un físico y químico neozelandés. Se dedicó al estudio de las partículas radioactivas y logró clasificarlas en físico y químico neozelandés. Halló que la radiactividad iba acompañada por una desintegración de los elementos, lo que le valió ganar los elementos. Se le debe un modelo atómico, con el que probó la existencia del núcleo atómico, en el que se reúne toda la carga positiva y casi toda la masa y átomo. Consiguió la primera transmutación artificial con la colaboración de su discípulo Frederick Soddy.

Durante la primera parte de su vida se consagró por completo a sus investigaciones, pasó la segunda mitad dedicado a la docencia y dirigiendo los Laboratorios Cavendish de Cambridge, en donde se descubrió el neutrón. Fue maestro de Niels Bohr y Robert Oppenheimer.

Antes de la propuesta de Rutherford, los físicos aceptaban que las cargas eléctricas en el átomo tenían una distribución más o menos uniforme. Rutherford trató de ver cómo era la dispersión de las partículas alfa por parte de los átomos de una lámina de oro muy delgada. Los ángulos resultantes de la desviación de las partículas supuestamente aportarían información sobre cómo era la distribución de carga en los átomos. En concreto, era de esperar que si las cargas estaban distribuidas acordemente al modelo atómico de Thomson la mayoría de las partículas atravesarían la delgada lámina sufriendo sólo ligerísimas deflaciones en su trayectoria aproximadamente recta. Aunque esto era cierto para la mayoría de partículas alfa, un número importante de estas sufrían deflexiones de cerca de 180º, es decir, prácticamente salían rebotadas en dirección opuesta a la incidente.

Rutherford apreció que esta fracción de partículas rebotadas en dirección opuesta podía ser explicada si se asumía que existían fuertes concentraciones de cargas positivas en el átomo. La mecánica newtoniana en conjunción con la ley de Coulomb predice que el ángulo de deflexión de una partícula alfa relativamente ligera, por parte de un átomo de oro más pesado depende del parámetro de impacto o distancia a la que la partícula alfa pasaba del núcleo:1

(1)

Donde:

Siendo la constante dieléctrica del vacío y , es la carga eléctrica del centro dispersor.

, es la energía cinética inicial de la partícula alfa incidente.

Es el parámetro de impacto.

Dado que Rutherford observó una fracción apreciable de partículas "rebotadas" para las cuales el ángulo de deflexión es cercano a χ ≈ π, de la relación inversa a (1) que es:

(2)

Se deduce que el parámetro de impacto debe ser bastante menor que el radio atómico. De hecho el parámetro de impacto necesario para obtener una fracción apreciable de partículas "rebotadas" sirvió para hacer una estimación del tamaño del núcleo atómico, que resulta ser unas cien mil veces más pequeño que el diámetro atómico.

Importancia del modelo y limitaciones

La importancia del modelo de Rutherford

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