Definición del modelo de Rutherford
En muchos sentidos, el modelo de Rutherford del átomo es el modelo clásico del átomo, aunque ya no se considera una representación precisa. El modelo de Rutherford muestra que un átomo es principalmente un espacio vacío, con electrones que orbitan alrededor de un núcleo fijo con carga positiva en trayectorias predecibles.
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Este modelo de átomo fue desarrollado por Ernest Rutherford , un nativo de Nueva Zelanda que trabajaba en la Universidad de Manchester en Inglaterra a principios del siglo XX. Rutherford pasó la mayor parte de su carrera académica investigando aspectos de la radiactividad y, en 1908, ganó el Premio Nobel por sus descubrimientos relacionados con la radiactividad. Fue después de esto que Rutherford comenzó a desarrollar su modelo del átomo.
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Descubrimiento del átomo
El átomo fue concebido por primera vez por el filósofo griego Demócrito aproximadamente en el 400 a. C. El concepto se perdió durante la Edad Media de Europa hasta 1803, cuando el científico británico John Dalton especuló que todo estaba compuesto por partículas indivisibles muy diminutas llamadas átomos.
El modelo simple de Dalton de un átomo persistió hasta 1897, cuando otro físico británico, JJ Thomson , descubrió que los átomos contenían diminutas partículas cargadas negativamente llamadas electrones. De 1897 a 1909, los científicos pensaron que los átomos estaban compuestos de electrones distribuidos uniformemente por una matriz cargada positivamente. El modelo de JJ Thomson se conocía como el modelo de pudín de ciruela .
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El modelo de Dalton del átomo representaba una esfera pequeña, sólida e indivisible. El modelo de pudín de ciruela de Thomson muestra electrones (los círculos verdes) distribuidos en una matriz cargada positivamente.
Desarrollo del modelo de Rutherford
En 1909, Rutherford realizó su famoso experimento de lámina de oro . En el experimento, Rutherford y su colega Hans Geiger bombardearon un trozo de lámina de oro con partículas alfa cargadas positivamente, esperando que viajaran directamente a través de la lámina. En cambio, muchas partículas alfa rebotaron en la lámina, lo que sugiere que había algo positivo con lo que estas partículas estaban chocando. Llamaron a esta fuerza positiva el núcleo . El modelo de Rutherford se creó basándose en estos nuevos datos.
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Este diagrama muestra los resultados esperados y reales del experimento de la lámina de oro. El diagrama de la izquierda muestra partículas que atraviesan la matriz cargada positivamente del modelo de pudín de ciruela. El diagrama de la derecha muestra partículas rebotando fuera del núcleo en el centro del átomo.
Problemas con el modelo de Rutherford
En los años posteriores a que Rutherford descubriera el núcleo, los químicos y físicos de partículas descubrieron que el comportamiento de los electrones era mucho más complicado de lo que se describe en el modelo de Rutherford. Los electrones no viajaban en caminos establecidos, sus velocidades eran inconsistentes y su ubicación alrededor del núcleo podía cambiar según la cantidad de energía que tuvieran. Ya no era exacto representar a los electrones viajando en trayectos rectos. En cambio, los físicos comenzaron a representarlos mediante una nube de electrones que podría sugerir dónde podrían estar los electrones en un momento dado. El modelo de nube de electrones es el modelo actual del átomo.
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La investigación realizada sobre los electrones y el núcleo sugirió que los tamaños de estas partículas eran considerablemente más pequeños de lo que mostraba el modelo de Rutherford. Por lo tanto, los modelos más nuevos representaron el núcleo como una masa muy pequeña y los electrones como prácticamente nada. La investigación también mostró que el núcleo contenía pequeñas partículas con carga positiva llamadas protones y pequeñas partículas con carga neutra llamadas neutrones.
Resumen de la lección
El modelo de Rutherford muestra que un átomo es principalmente un espacio vacío, con electrones que orbitan alrededor de un núcleo fijo con carga positiva en trayectorias predecibles y fijas . Antes de Rutherford, el modelo popular del átomo era el modelo del pudín de ciruela , popularizado por JJ Thomson , en el que se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente a lo largo de una matriz cargada positivamente.
El modelo de Rutherford fue creado después de su famoso experimento, donde bombardeó una lámina de oro con partículas alfa cargadas positivamente. En lugar de atravesarlas directamente, algunas de las partículas rebotaron, lo que sugiere que había algo positivo con lo que estas partículas estaban chocando. Llamó a esta fuerza positiva ‘el núcleo’. Finalmente se descubrió que este modelo no representa con precisión el comportamiento de los electrones o el tamaño de las partículas. El modelo de Rutherford es uno de los modelos más populares del átomo, a pesar de que solo se consideró preciso entre 1909 y 1913.
Términos notables
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- Núcleo : el núcleo es el centro de un átomo con electrones que lo orbitan.
- Modelo de pudín de ciruela : este modelo era el modelo anterior a Rutherford que decía que los electrones se distribuían uniformemente a través de una matriz cargada positivamente.
- El modelo de Rutherford : el último modelo del átomo presenta al átomo como principalmente espacio con los electrones orbitando un núcleo fijo.
Los resultados del aprendizaje
Revise detenidamente el contenido de esta lección para:
- Caracterizar el modelo de Rutherford del átomo
- Examinar la historia de los distintos modelos de átomos.
- Resalte los problemas asociados con el modelo de Rutherford
Continúa con:
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