Modelo Atómico de Rutherford

Modelo atómico de Rutherford
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por dos partes: la"corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo" muy pequeño; que concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Sugirió un nuevo modelo en el cual el átomo poseíaun núcleo o centro en el cual se concentra la masa y la carga positiva, y que en la zona extra nuclear se encuentran los electrones de carga negativa.

Modelo atómico de Bohr
Bohr unió la idea de átomo nuclear de Rutherford con las ideas de una nueva rama de la Ciencia: la Física Cuántica. Así, en 1913 formuló una hipótesis sobre la estructura atómica en la que estableció tres postulados:
¤El electrón no puede girar en cualquier órbita, sino sólo en un cierto número de órbitas estables. En el modelo de Rutherford se aceptaba un número infinito de órbitas.
¤ Cuando el electrón gira en estas órbitas no emite energía.
¤ Cuando un átomo estable sufre una interacción, como puede ser el imapacto de un electrón o el choque con otro átomo, uno de sus electrones puede pasar a otra órbitaestable o ser arrancado del átomo.
El átomo de hidrógeno según el modelo atómico de Bohr
¤ El átomo de hidrógeno tiene un núcleo con un protón.
¤ El átomo de hidrógeno tiene un electrón que está girando en la primera órbita alrededor del núcleo. Esta órbita es la de menor energía.
¤ Si se le comunica energía a este electrón, saltará desde la primera órbita a otra de mayor energía. Cuando regresea la primera órbita emitirá energía en forma de radiación luminosa.
En la siguiente simulación puedes elegir la órbita de giro del electrón. Observa cómo las energías de las órbitas más exteriores son mayores que las de las órbitas más interiores. "r" es el radio de la órbita.

Descubrimiento del Neutrón
Es notable que el neutrón no fuera descubierto hasta 1932, cuando James Chadwick utilizódatos de dispersión para calcular la masa de esta partícula neutra. Desde los tiempos de Rutherford se sabía que en la mayoría de los átomos, el número de masa atómica A de los núcleos, es un poco más del doble del número atómico Z, y que esencialmente toda la masa del átomo se concentraba en un relativamente pequeño núcleo. A partir del año 1930 se suponía que las partículas fundamentales eranprotones y electrones, pero se requería que de alguna manera, un determinado número de electrones estuvieran ligados al núcleo para cancelar parcialmente la carga de los A protones. Pero por entonces se sabía que por el principio de incertidumbrey por los cálculos del confinamiento del tipo de "partícula-en-una-caja", simplemente no había suficiente energía disponible para contener los electrones enel núcleo.
A escala aproximada, la energía necesaria para el confinamiento de una partícula en una dimensión dada, puede ser obtenida estableciendo la longitud de onda de De Broglie de la partícula, igual a esa dimensión dada. Por ejemplo, si suponemos que la dimensión de un átomo de hidrógeno es de aproximadamente 0,2 nm, entonces la energía de confinamiento correspondiente es deaproximadamente 38 eV, el orden correcto de magnitud de los electrones atómicos. Pero para confinar un electrón a una dimensión nuclear de aproximadamente 5 fermis, se requiere una energía de aproximadamente 250 MeV. La máxima energía de confinamiento disponible de la atracción eléctrica al núcleo está dada por

Energía Potencial Electrostática

Así que, está claro que no hay electrones en el núcleo.
Un...