Modelo atómico de rutherford

El modelo atómico de Rutherford  llamado modelo planetario del átomo o átomo nuclear,  fecha propuesta(1911) describe la estructura de los átomos.

¿En que consiste el modelo atómico de rutherford?

Ernest Rutherford en su modelo atómico describe al átomo como un núcleo pequeño, denso y con carga positiva en su nucleo, en el que se concentra casi toda la masa, alrededor de la cual los componentes ligeros y negativos , llamados electrones , circulan a cierta distancia, como planetas que giran alrededor del Sol.

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Diagrama del modelo atómico de Rutherford. El físico Ernest Rutherford imaginó el átomo como un sistema solar en miniatura, con electrones orbitando alrededor de un núcleo masivo, y como espacio mayormente vacío, con el núcleo ocupando solo una parte muy pequeña del átomo. El neutrón no había sido descubierto cuando Rutherford propuso su modelo, que tenía un núcleo que consistía únicamente en protones.

Características principales del modelo atómico de rutherford

  • El átomo tiene una parte central llamada núcleo, diminuto, de carga positiva, compacto o macizo y muy denso, debido a que casi la totalidad de la masa atómica se concentra en él.
  • El campo eléctrico generado por el núcleo es muy intenso y causa la desviación de rayos a mediante fuerzas de repulsión eléctrica.
  • El átomo es casi vacío, ya que los electrones, partículas de masa insignificante, ocuparían espacios grandes cuando giran en tomo al núcleo.

Aportaciones del modelo atomico de rutherford

El principal aporte de Rutherford fue que  abandonó la idea de que el átomo sería como un “budín de pasas”, propuesta por Thomson, ya que, según este modelo, los rayos alfa se desviarían muy débilmente y nunca con ángulos de dispersión (0) de 90° y 180° como ocurría en el experimento.

Descripción del modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford está constituido por un núcleo, protones y electrones. Aunque, es más común hablar de estos últimos únicamente hoy día. Estos giran alrededor del núcleo. El cual puede ser pensado como si fuera una pelota sin más. El mismo es positivo. Mientras que aquellos son negativos. Esto es así para que se anules. Pues la carga eléctrica del átomo es neutra.

Postulados del modelo atómico de Rutherford

Todo postulado es una proposición o proposiciones unidas por sus respectivas conjunciones. El cual no necesita ser demostrado. Exactamente por lo evidente que resulta por sí mismo. Además, no ha de ser contenido por otro postulado. Sino que debe serle excluyente y valerse por sí mismo. Teniendo en cuenta esto, podemos definir los postulados de Rutherford. Son sólo 5.

Toda partícula cargada con electricidad positiva se encuentra, respecto al tamaño del átomo, en un volumen muy pequeño. La gran parte de la masa del átomo está concentrada en el núcleo. Todo electrón está cargado con electricidad negativa. Además, gira alrededor del núcleo. Esto lo hace a altísimas velocidades y en su órbita en trayectorias circulares.

Por último, electrones y el núcleo se mantienen unidos siempre. En efecto, esto sucede así a causa de la fuerza de atracción electrostática. Ya que recuérdese que ambos son polos opuestos. Y, por ello, se atraen.

Teoría del modelo atómico de Rutherford

Se trata de una complejísima fórmula matemática. Debido a su profundidad trataremos de expresarla lo mejor que podamos. Es como sigue. S= (Xntcsc4/16r) por (2QnQa/mv). Cada una de sus partes tienen el significado siguiente.

S no es más que el número de partículas Alfa que están comprendidas en el área unitaria con un ángulo de deflexión fi. R significa la distancia que hay desde el punto de incidencia de los rayos Alfa en el material de dispersión.

X es el total de las partículas que llegarán a caer sobre el material de dispersión. N es el total de los átomos en el volumen unitario del material. T, por su parte, es el espesor de la lámina. Qn representa a la carga positiva del núcleo. Qa es la carga positiva de las partículas Alfa. M no es sino la masa de una partícula Alfa. V es la velocidad de esa partícula.

Ahora bien, esta fórmula da cuenta de la lámina empleada en el experimento. Sobre la misma deberían (se esperaba), que se dispersaran las partículas Alfa. Claro, sólo si la carga positiva y la gran parte de la masa atómica se concentraba en el centro del átomo.

Experimento del modelo atómico de Rutherford

Experimento del modelo atómico de Rutherford

Realizado y perfeccionado a lo largo de 1909 a 1913, consistía en bombardear con partículas Alfa una lámina de oro de 100nm de espesor. Estas partículas eran átomos sin electrones por lo que lo único que tenían eran protones y neutrones. Es decir, pura carga positiva. Así pues, si se estaba en lo correcto, estas, las partículas, debían atravesar los átomos de oro en línea recta.

Explicación del modelo atómico de Rutherford

Explicación del modelo atómico de Rutherford

Todo modelo anterior consideraba que la carga positiva estaba distribuida de manera uniforme en el átomo. Esto haría que atravesarla fuera sencillo. Precisamente porque su carga no habría de ser tan fuerte en un punto dado.

Así pues, aunque no era su interés negar esta idea, lo hizo. Exactamente porque al realizar el experimento no se dio esto. Eso llevó a concluir a Rutherford que el átomo realmente tenía una carga positiva muy concentrada en su centro. Así, por eso, al intentar pasar las partículas Alfa, eran rechazadas.

Limitaciones del modelo atómico de Rutherford

Si bien sirvió para dar cuenta de unas cosas del átomo, no lo fue para darlo del resto. Exactamente porque no explicaba cómo se mantenían unidas las cargas positivas en el núcleo. Ya que, si se dirige uno a la teoría eléctrica básica, se tiene que las cargas positivas deberían repelerse.

Importancia del modelo atómico de Rutherford

El modelo sirvió como un avance y base para ser sustituido por un modelo más preciso. A saber, el modelo de Bohr, el cual resolvía algunos de sus problemas. Además, el modelo atómico de Rutherford inició toda una época de nuevos estudios del átomo, gracias al concepto fresco que ofrecía a la comunidad científica.

Resumen del modelo atómico de Rutherford

Básicamente el modelo de Rutherford existe a causa de una casualidad. Podría resumirse el mismo y su historia como sigue. Se realizó un experimento para comprobar una idea ampliamente aceptada en la comunidad científica sobre el átomo. La misma fue refutada por el experimento lo cual generó una nueva concepción del átomo. Más correcta y precisa.

Historia del modelo atómico de Rutherford

Historia del modelo atómico de Rutherford

Rutherfor era un profesor de física en la Universidad de Manchester. Había ya ampliamente sido reconocido por sus estudios en radiación. Precisamente por haber descubierto el rayo alfa, beta y gamma. Como se ve, se trataba de toda una mente brillante.

Sin embargo, el camino hasta este modelo atómico no se iniciaría hasta que recibió la visita de un tal Hans Geiger. Del cual, quedó tan impresionado que le pidió se quedase con él para ayudarlo en sus investigaciones. A partir de ese instante, pusieron manos a la obra.

No obstante, no sería hasta el año de 1908 en que realmente podríamos decir que hubo adelantos significativos. En efecto, en tal año realizaron un experimento muy famoso. El cual, Geiger tuvo la oportunidad de divulgar al publicar sobre el mismo en un artículo. Este se denominaba: “Sobre la dispersión de partículas por materia”.

Para el año siguiente (1909), Geiger volvió a publicar otro artículo con nuevos adelantos. El mismo se llamaba: “en una reflexión difusa de las partículas Alfa “. Lo mismo sucedió el año siguiente, 1910. El artículo se llamaba: “La dispersión de las partículas Alfa por materia”.

El momento definitivo, por el cual las investigaciones y publicaciones anteriores darían resultados, sería el año 1911. Allí, fue Rutherford en personas quien publicó un documento, hoy claramente histórico, titulado: “La dispersión de partículas Alfa y Beta por materia y estructura del átomo”. Aquí Rutherford dio cuenta de un modelo matemático complejísimo (y que, claramente, sólo puede ser entendido por especialistas en el área).

Sobre este, Geiger daría cuenta de su fundamente a partir de un artículo en 1913. Donde, básicamente explicaría los experimentos mediante los cuales se intentó verificar la ecuación presentada por Rutherford hace 2 años. El artículo se titulaba: “las leyes de la deflexión de las partículas Alfa mediante ángulos grandes”. Es aquí donde se habla del famoso experimento de la lámina de oro.

Maqueta del modelo atómico de rutherford

Si estas buscando el modelo atómico de rutherford en maqueta. A Continuación hemos seleccionado algunas maquetas para que te hagas una mejor idea del modelo de rutherford.

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Video sobre el atómico de rutherford y como hacerlo

Imágenes del modelo atómico de rutherford

Si todavía tienes dudas a cerca del modelo de rutherford mira estas imágenes.

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