2.6.4 Modelo atómico de Rutherford (1909)
No ano 1909 dous discípulos de Ernest Rutherford lanzaron partículas alfa positivas (procedentes dunha desintegración radioactiva) contra os átomos de ouro dunha lámina metálica moi fina. A maioría das partículas alfa atravesaron a lámina sen case desviarse, como agardaban, pero para gran sorpresa de Rutherford, unhas poucas rebotaban cara a atrás! Que atopaban no seu camiño? Se os átomos eran como pensaba Thomson, as partículas alfa non podían rebotar (era como se unha bala de canón rebotase contra unha folla de cartón!).
Logo de darlle voltas ao asunto durante case dous anos, Rutherford concluíu que o átomo estaba formado por un núcleo (de tamaño cen mil veces menor que o átomo enteiro) onde se concentraba toda a carga positiva e case toda a masa. Isto é o que as partículas alfa atopaban no seu camiño: o núcleo, que repele esas partículas e fainas rebotar. O feito de que moi poucas rebotasen cara atrás débese ao diminuto tamaño do núcleo. E os electróns móvense arredor do núcleo en órbitas circulares ou elípticas sen escapar fóra do átomo, algo así como os planetas arredor do Sol. Por iso se coñeceu este modelo co nome de “modelo planetario ou do sistema solar”.
Resumindo, a imaxe que Rutherford tiña do átomo é a da figura que se xunta:
|
|
|
| Ernest Rutherford | Imaxe do átomo de Rutherford |
En realidade a figura non está a escala; nela o núcleo tería que ser cen mil veces máis pequeno que o átomo e no debuxo sería pouco máis que un punto case invisible. Así que podemos dicir que o volume do átomo está, practicamente, baleiro.
Rutherford chamou protóns as partículas positivas do núcleo. Anos máis tarde, un discípulo seu, Chadwick, atoparía que no núcleo tamén hai outras partículas sen carga e cunha masa case igual a do protón: os neutróns.
Na táboa seguinte recóllense os datos de carga e masa das tres partículas que compoñen os átomos.
| Partícula | Masa (kg) | Masa (u) |
Carga (C) |
Situación |
| Protón | 1,672.10-27 | 1,00728 | +1,6.10-19 | Núcleo |
| Neutrón | 1,674.10-27 | 1,00867
|
0 | Núcleo |
| Electrón | 9,1.10-31 | 0,00055 | -1,6.10-19 | Codia |
Actividades resoltas
1. Un átomo de osíxeno ten oito protóns e nove neutróns.
|
Tanto os protóns como os neutróns están xuntos no núcleo; daquela neste hai 8+9 = 17 partículas. |
|
O átomo ten que ser neutro; se no núcleo hai oito protóns con carga positiva, entón ten que ter na codia oito electróns negativos |
-
2. As distancias entre os electróns e o núcleo son enormes comparadas co tamaño do núcleo, así que a maior parte do volume do átomo non ten nada, está baleiro. Poderíase comprimir un átomo ata que os electróns acabasen dentro do núcleo (colapso atómico)?
Solución Si, aínda que a presión tería que ser enorme. Presións como estas só se alcanzan en obxectos astronómicos como as estrelas de neutróns e os furados negros. Esperemos que os átomos da Terra non colapsen!
3. Como cambiaría a densidade dese átomo?
| Solución | Si, aínda que a presión tería que ser enorme. Presións como estas só se alcanzan en obxectos astronómicos como as estrelas de neutróns e os furados negros. Esperemos que os átomos da Terra non colapsen! |
Actividades propostas
S8. O modelo atómico de Rutherford foi chamado o modelo planetario. Por que cre que se lle puxo ese nome?
S9. No modelo de Rutherford os electróns xiran arredor do núcleo. Por que xiran e non escapan fóra do átomo? Que os mantén retidos?
Licenciado baixo a Licenza Creative Commons Recoñecemento Non-comercial Compartir igual 3.0