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EL INICIO DE LA ERA NUCLEAR “RUTHERFORD SU PADRE”
El concepto de átomo ha existido desde épocas milenarias cuando los griegos hace unos 2500
años lo introdujeron como unidad fundamental e indivisible de la materia; sin embargo el
concepto de átomo era netamente filosófico y no existía una evidencia experimental de su
existencia.
Con el transcurso de los años el ser humano en su afán de comprender el comportamiento del
universo se esforzó por diseñar una verdadera teoría científica que describiera la composición
de la materia. Sin embargo fue tan solo hasta finales del siglo XVII que se obtuvo una evidencia
científica de la existencia del átomo, cuando J. Berzelius enuncio su ley empírica de las
proporciones definidas en combinaciones químicas, la cual sirvió de base para que en 1803 J.
Dalton postulara la primera teoría atómica. No obstante con el avance de la ciencia y los
resultados del los experimentos hechos por Faraday en 1833 en donde se encontró la
existencia de una unidad fundamental de carga asociada para cada átomo la teoría de Dalton
se quedo corta por tanto surgió la necesidad de una teoría mucho más completa que ofreciera
respuestas acerca de la existencia de dichas cargas y del modelo del átomo como tal.
En 1897 J.J. Thompson después de descubrir la existencia de partículas con carga negativa a las
que bautizo electrones, presentó algunas hipótesis, intentando justificar los siguientes hechos:
a. La materia es eléctricamente neutra, lo que hace pensar que, además de electrones,
debe de haber partículas con cargas positivas.
b. Los electrones pueden extraerse de los átomos, pero no así las cargas positivas.
Propuso entonces un modelo para el átomo en el que la mayoría de la masa aparecía asociada
con la carga positiva (dada la poca masa del electrón en comparación con la de los átomos) y
suponiendo que había un cierto número de electrones distribuidos uniformemente dentro de
esa masa de carga positiva (como una especie de pastel)
La propuesta de Thompson era bastante atractiva y daba explicación a las inquietudes de
aquella época sin embargo no había sido comprobada experimentalmente Para ello rutherford
sugirió un experimento que consistía bombardear un fina lamina de oro con partículas alfa,
colocando una panel de Sulfuro de Zinc fluorescente detrás para que permitiera detectar las
partículas alfa desviadas al atravesar la lamina por los destellos de luz que se producen cuando
hacen impacto sobre la pantalla y sorprendentemente, encontraron que algunas de las
partículas alfa eran desviadas con ángulos muy grandes y una de cada 10000 era devuelta por
donde venia estos resultados no se podían explicar por el modelo atómico de Thompson y por
tanto debió ser desestimado.
Luego de los resultados obtenidos en experimento de dispersión de partículas alfa, Rutherfor
en abril de 1911 propuso un modelo atómico en el que trataba de explicar esta experiencia. El
hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer a Rutherford
que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los átomos
ocupando un espacio muy pequeño en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del
átomo con electricidad positiva fue llamado núcleo. De tal forma que Rutherford proponía un
modelo en el que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su
mayor parte.
Con base en estas dos afirmaciones Rutherford presento los principales aspectos su modelo
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El átomo posee un núcleo central en el que se concentra su masa y su carga positiva.
El resto del átomo debe estar prácticamente vacío, con los electrones formando una
corona alrededor del núcleo.
La neutralidad del átomo se debe a que la carga positiva total presente en el núcleo, es
igualada por el número de electrones de la corona.
Cuando los electrones son obligados a salir, dejan a la estructura con carga positiva
(explica los diferentes rayos).
El átomo es estable, debido a que los electrones mantienen un giro alrededor del
núcleo, que genera una fuerza centrifuga que es igualada por la fuerza eléctrica de
atracción ejercida por el núcleo, y que permite que se mantenga en su orbita.
En el modelo de Rutherford, los electrones se movían alrededor del núcleo como los planetas
alrededor del sol. Los electrones no caían en el núcleo, ya que la fuerza de atracción
electrostática era contrarrestada por la tendencia del electrón a continuar moviéndose en
línea recta. Este modelo fue satisfactorio hasta que se observó que estaba en contradicción
con una información ya conocida en aquel momento: “de acuerdo con las leyes del
electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya
dirección lineal es modificada, emite o absorbe radiación electromagnética”.
El electrón del átomo de Rurherford modificaba su dirección lineal continuamente, ya
que seguía una trayectoria circular. Por lo tanto, debería emitir radiación
electromagnética y esta radiación causaría la disminución de la energía del electrón,
que en consecuencia debería describir una trayectoria en espiral hasta caer en el
núcleo.
Dicho de otra manera el atomo de Rutherfor presentaba dos problemas:
1. Contradecía las leyes electromagnéticas de maxwell, según las cuales, una partícula
cargada, cuando posee aceleración, emite energía electromagnética.
2. Según el enunciado anterior los espectros atómicos debería ser continuos, ocurriendo
que éstos son discontinuos, formados por líneas de una frecuencia determinada.
Por estos inconvenientes el Modelo de Rutherfod fue sustituido años más tarde por la
propuesta de su discípulo Borh la cual ofrecía un modelo mucho más completo basado en las
ideas cuánticas de Planc y que solucionaba los inconvenientes presentados en el de
Rutherford. Pese a esto el aporte de Rutherford se considera uno de los mayores avances en el
estudio de la teoría atómica con su introducción del concepto de nucleo por tal motivo a
Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.