4. Modelo atómico de Rutherford

Según el modelo de Thomson, el electrón es una partícula constituyente del átomo, que tiene carga negativa. Pues si el electrón es negativo y es un componente del átomo, que es neutro, es de esperar que en el átomo se encuentren también otras partículas con carga positiva.

Propiedades
del protón
:

mp = 1,7 10-27 kg

qp = + 1,6 10-19 C

 

No transcurrieron muchos años hasta que se encontrara esta nueva partícula, el protón. Se atribuye a Rutherford el descubrimiento del protón, una partícula con una masa muy grande, comparada con la del electrón (mp = 1,7 10-27 kg) y una carga exactamente igual a la del electrón, pero de signo positivo (qp = 1,6 10-19 C).

Actividad

El protón es una partícula constituyente del átomo, que tiene:

  • Carga positiva y de igual valor a la del electrón.
  • Una masa mucho mayor a la del electrón, unas dos mil veces.

Descubierta otra partícula subatómica, el protón, se tuvo de nuevo la necesidad de idear un modelo para el átomo, a fin de comprender cómo están situados los protones y los electrones en el interior del diminuto átomo.

Rutherford realizó un sencillo experimento que le permitió establecer este nuevo modelo: bombardeó una fina lámina de oro con partículas alfa , cargadas positivamente (en ese momento Rutherford lo desconocía, pero se trataba de núcleos de Helio). Colocando una pantalla fluorescente detrás del haz de partículas , podía observar dónde impactaban éstas.

El montaje experimental y los resultados obtenidos puedes observarlos en el siguiente vídeo:

 
Vídeo de kosasihiskandarsjah alojado en Youtube
Imagen en Wikipedia. Dominio público

El resultado del experimento fue absolutamente inesperado, tal y como puedes observar en la imagen de la derecha: en la parte superior se observa el resultado que cabría esperar según el modelo de Thomson, y en la parte inferior lo que se observó realmente.

Concretamente, los resultados del experimento indicaban que :

  • La mayor parte de las partículas  atravesaban la lámina sin desviarse.
  • Una pequeña proporción de ellas atravesaba la lámina, pero desviándose ligeramente.
  • Y lo más sorprendente: en torno a una de cada 10000 partículas rebotaba en la lámina y volvía hacia el emisor. En palabras de Rutherford, "era como si al disparar una bala contra un papel de fumar, en lugar de atravesarlo, rebotara"


La explicación que dio Rutherford fue que la masa y la carga positiva del átomo estaban concentradas en un volumen muy pequeño del átomo en vez de distribuidas por el todo. La mayor parte del espacio entorno a estos "centros positivos", que denominó núcleo atómico, era vacío, con los electrones situados orbitando entorno al núcleo de forma similar a como los planetas orbitan entorno al sol.

 

Imagen en Wikimedia. CC

Así, el átomo propuesto por Rutherford se parecía a un pequeño sistema solar con el núcleo cargado positivamente siempre en el centro y con los electrones girando alrededor del núcleo, por ello se le conoce también como modelo planetario del átomo.



El átomo está constituido por un núcleo central en el que se encuentra localizada la casi totalidad de la masa y toda la carga positiva. Entorno a este núcleo y a grandes distancias (relativas) de él se encuentran los electrones girando a gran velocidad para que se compense la fuerza de atracción electrostática por el núcleo positivo.

Además con objeto de que el átomo sea eléctricamente neutro, la carga positiva del núcleo ha de ser exactamente igual a la carga de los electrones. Es decir, el número de protones del núcleo es el mismo que el de electrones de la corteza.

AV - Actividad de Espacios en Blanco

Completa el siguiente texto con las palabras que faltan:

 

El modelo atómico de Rutherford propone un constituido por una parte central, llamada en la que se encuentra localizada casi toda la y toda la carga y alrededor de él, en la se encuentran los , que poseen carga .

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AV - Pregunta de Elección Múltiple

Pregunta

Según el modelo de Rutherford, ¿cuáles de las siguientes partículas se encuentran en el núcleo?

Respuestas

Los electrones.

Los protones.

Los neutrones.

Retroalimentación

Actividad

Según el modelo de Rutherford, el átomo está formado por un núcleo, de tamaño muy pequeño en relación con el total del átomo, que concentra toda la carga positiva y la mayor parte de la masa, rodeado por una corteza en la que se ubican los electrones (carga negativa) orbitando entorno al núcleo.

AV - Pregunta de Selección Múltiple

Pregunta

Señala cuáles de las siguientes afirmaciones relativas al modelo atómico de Rutherford son correctas:

Respuestas

a) Los átomos son, en su mayor parte, espacio vacío.

b) Los átomos tienen su masa distribuida uniformemente en todo su volumen.

c) El núcleo del átomo es neutro.

d) Los electrones se encuentran fuera del núcleo, orbitando en torno a él.

Retroalimentación