MODELO ATMICO DE ERNEST RUTHERFORDResulta curioso observar que el trmino ncleo, no aparece en los escritos de Rutherford. Lo que l consider esencial para explicar los resultados experimentales, fue "una concentracin de carga" en el centro del tomo. Esta concentracin de carga, que ahora todos denominan ncleo, era lo que poda explicar el hecho comprobado en sus experimentos de que algunas partculas salieran rebotadas en direccin casi opuesta a las partculas incidentes.Este fue un paso crucial en la comprensin de la materia, ya implicaba la existencia de un ncleo atmico donde se concentraba toda la carga positiva y ms del 99,9% de la masa. Las estimaciones del ncleo revelaban que el tomo en su mayor parte estaba vaco.

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Ernest Rutherford(1871-1937)fsico y qumico britnico, de origen neozelands, es considerado el padre de la fsica nuclear. A comienzos de 1911, propuso la idea de queel tomode cualquier elemento se compone deunncleo diminutoen el que se rene toda la carga elctrica positiva y casi toda la masa y deelectronescon carga negativa que giran alrededor de este ncleo, como si fueran planetas de un pequeo sistema solar unidos por fuerzas elctricas, en vez de por la fuerza de gravedad.En los Laboratorios Cavendish de Cambridge, trabajaba tambinJ.J. Thomson, el descubridor delelectrn.Es difcil evitar el trmino partculas al hablar de entidades fundamentales como el electrn, pero hay que recordar que no se deben imaginar nicamente como pequeas bolitas o concentraciones de masa y energa en un punto slido.El electrn es una entidad fundamental que no est formada por cosas ms pequeas.No se puede decir lo mismo del ncleo de un tomo. Al principio de la segunda dcada del siglo XX, Rutherford descubri queel ncleo es como una bola formada partculasapretadas unas con otras, como en un racimo de uvas: los protones.De acuerdo al modelo atmico de Rutherford, el ncleo se compone de partculas con carga positiva, a las que denominprotonesy de partculas con carga negativa, denominadaselectrones.Las cargas elctricas de protones y electrones son de distinto signo pero de igual intensidad.Por lo cual, los tomos son elctricamente neutros.En1920, Rutherford predijo que en el ncleo de los tomos, existan otra partculas, a la que denominneutrones, que tenan masa de similar magnitud a la de los protones, pero que no estaban dotadas de carga elctricaProtonesLos protones tienen carga elctrica positiva 1,602 x 10-19Coulomb y masa de 1,67262 10-27kg.

NeutronesLos neutrones carecen de carga elctrica y su masa es un poco mayor que la del protn (1,67493 10-27kg).

ElectronesLos electrones tienen carga elctrica negativa igual a 1,602 x 10-19Coulomb y masa de 9,10 10-31kg.

PARA ANALIZAR CUAL ERA LA ESTRUCTURA DEL TOMO, RUTHERFORD DISE UN EXPERIMENTO:El experimento consista en bombardear una fina lmina de oro con partculas alfa (ncleos de helio). De ser correcto el modelo atmico deThomson, el haz de partculas debera atravesar la lmina sin sufrir desviaciones significativas a su trayectoria. Rutherford observ que un alto porcentaje de partculas atravesaban la lmina sin sufrir una desviacin apreciable, pero un cierto nmero de ellas era desviado significativamente, a veces bajo ngulos de difusin mayores de 90 grados. Tales desviaciones no podran ocurrir si el modelo de Thomson fuese correcto.Representacin esquemtica de la dispersin de partculasen los experimentos realizados por Rutherford con lminas de oro. El bombardeo de una lmina de oro con partculasmostr que la mayora de ellas atravesaba la lmina sin desviarse. Ello confirm a Rutherford que los tomos de la lmina deban ser estructuras bsicamente vaca.

Modelo de Rutherford

POSTULADOS DEL MODELO ATMICO DE RUTHERFORD Los tomos poseen el mismo nmero de protones y electrones, por tanto son entidades neutras. El ncleo atmico est formado por partculas de carga positiva y gran masa (protones). El ncleo, adems, debe estar compuesto por otras partculas con carga neutra para explicar la elevada masa del tomo (superior a lo esperado teniendo en cuenta solo el nmero de protones). Los electrones giran sobre el ncleo compensando la atraccin electrosttica (que produce la diferencia de cargas respecto al ncleo) con su fuerza centrfuga. El tomo posee un ncleo central pequeo, con carga elctrica positiva, que contiene casi toda la masa del tomo. El tamao de un tomo es cerca de 10.000 veces el tamao del ncleo.

IMPORTANCIA Y LIMITACIONES DEL MODELO DE RUTHERFORD:

La importancia del modelo de Rutherford residi en proponer por primera vez la existencia de un ncleo en el tomo (trmino que, paradjicamente, no aparece en sus escritos). Lo que Rutherford consider esencial, para explicar los resultados experimentales, fue "una concentracin de carga" en el centro del tomo, ya que sin ella, no poda explicarse que algunas partculas fueran rebotadas en direccin casi opuesta a la incidente. Este fue un paso crucial en la comprensin de la materia, ya que implicaba la existencia de un ncleo atmico donde se concentraba toda la carga positiva y ms del 99,9% de la masa. Las estimaciones del ncleo revelaban que el tomo en su mayor parte estaba vaco.Rutherford propuso que los electrones orbitaran en ese espacio vaco alrededor de un minsculo ncleo atmico, situado en el centro del tomo. Adems se abran varios problemas nuevos que llevaran al descubrimiento de nuevos hechos y teoras al tratar de explicarlos:Por un lado se plante el problema de cmo un conjunto de cargas positivas podan mantenerse unidas en un volumen tan pequeo, hecho que llev posteriormente a la postulacin y descubrimiento de la fuerza nuclear fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.Se contradeca con las leyes del electromagnetismo de Maxwell, las cuales estaban ampliamente comprobadas mediante numerosos datos experimentales. Segn las leyes de Maxwell, una carga elctrica en movimiento (como es el electrn) debera emitir energa continuamente en forma de radiacin, con lo que llegara un momento en que el electrn caera sobre el ncleo y la materia se destruira; esto debera ocurrir en un tiempo muy breve.