Experimento de dispersión Rutherford
El electrón fue descubierto por J.J. Thomson en 1897. También se conocía la existencia de los protones, así como el hecho de que los átomos tenían carga neutra. Puesto que el átomo intacto no tenía carga neta y el electrón y el protón tenían cargas opuestas, el siguiente paso tras el descubrimiento de las partículas subatómicas fue averiguar cómo estaban dispuestas estas partículas en el átomo. Se trata de una tarea difícil debido al tamaño increíblemente pequeño del átomo. Por ello, los científicos se propusieron diseñar un modelo de lo que creían que podía ser el átomo. El objetivo de cada modelo atómico era representar con exactitud todas las pruebas experimentales sobre los átomos de la forma más sencilla posible.
Tras el descubrimiento del electrón, J.J. Thomson desarrolló en 1904 lo que se conoció como el modelo del “pudin de ciruelas” (Figura (PageIndex{1})). Plum pudding es un postre inglés similar a una magdalena de arándanos. En el modelo de Thomson del átomo, los electrones estaban incrustados en una esfera uniforme de carga positiva, como los arándanos metidos en una magdalena. Se pensaba que la materia positiva era gelatinosa o una sopa espesa. Los electrones tenían cierta movilidad. A medida que se acercaban a la parte exterior del átomo, la carga positiva de la región era mayor que las cargas negativas vecinas y el electrón era atraído hacia la región central del átomo.
¿En qué consiste el modelo nuclear de Rutherford?
El modelo describía el átomo como un núcleo diminuto, denso y cargado positivamente, en el que se concentra casi toda la masa, alrededor del cual circulan a cierta distancia los constituyentes ligeros y negativos, llamados electrones, de forma parecida a los planetas que giran alrededor del Sol.
¿Cuál era la teoría de Ernest Rutherford?
En 1911, Rutherford describió que el átomo tenía un núcleo diminuto, denso y cargado positivamente llamado núcleo. Rutherford estableció que la masa del átomo se concentra en su núcleo. Los electrones ligeros, cargados negativamente, circulaban alrededor de este núcleo, de forma parecida a los planetas que giran alrededor del Sol.
Modelo atómico de Bohr
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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 la mayor parte de la masa del átomo. Esta región se conocería como núcleo atómico.
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.
Modelo de Bohr
Experimento de dispersión de partículas alfa: Rutherford, (en 1909-1911) puso a prueba la distribución de cargas propuesta por Thomson en su modelo. Realizó algunos experimentos de dispersión de partículas alfa en los que bombardeó finas láminas de metales como el oro, la plata, el cobre o el platino con un haz de partículas alfa de movimiento rápido (es decir, emitidas por Ra o Po).
ii) Unas pocas partículas alfa cargadas positivamente fueron desviadas a través de un pequeño ángulo. Éstas sólo podían ser desviadas por algún cuerpo positivo presente dentro del átomo, concentrado en un volumen muy pequeño. Esta pequeñísima porción del átomo fue llamada núcleo por Rutherford.
vii) En realidad, los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas planetarias circulares en las que la fuerza centrípeta necesaria se deriva de la fuerza electrostática de atracción (trabajo) entre el núcleo y el electrón.
viii) La dimensión del núcleo es del orden de 10-13cm y la dimensión del átomo es del orden de 10-8 cm. r = R0A1/3, donde R0 (constante) = 1,4 x 10-13cm = 1,4×10-15 m donde r = radio del núcleo, A = masa del núcleo Así, el modelo atómico de Rutherford es comparable con el sistema solar. Por lo tanto, también se denomina modelo planetario.
Experimento de Rutherford
Las observaciones y experimentos mencionados por algunos científicos sugirieron que el átomo indivisible de Dalton está compuesto por partículas subatómicas portadoras de carga positiva y carga negativa. Los principales problemas reconocidos por los científicos tras el descubrimiento de las partículas subatómicas y los modelos atómicos fueron:
Rutherford (1871-1937) nació en Nelson, Nueva Zelanda. Estudió en la Universidad de Nueva Zelanda y realizó experimentos y trabajos de investigación con J.J Thomson en el laboratorio Cavendish. Ganó el Premio Nobel en 1908 en el campo de la física atómica.
Rutherford diseñó un experimento para sondear el interior de los átomos. Rutherford y sus estudiantes bombardearon una lámina de oro con partículas alfa. Propuso un modelo atómico basado en su famoso experimento de dispersión de rayos alfa.
Un haz de partículas α- tomadas de una fuente altamente radiactiva se hace pasar a través de la delgada lámina de oro de metal encerrada con una pantalla fluorescente de ZnS a su alrededor. Las partículas α se hacían visibles al chocar con la pantalla y formaban pequeños ángulos al atravesar la lámina.