modelo atomico rutherford

Modelo atómico de Rutherford
El modelo atómico de Rutherford es un
modelo atomico o teoria sobre la estructura interna del atomo propuesto por el químico y fisico britanico-neozelandes Ernest Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la lamina de oro", realizado en 1911.
El modelo de Rutherford fue el primer modelo atomico que considero al atomo formado por dos partes: la"corteza", constituida por todos sus electrones, girando a gran velocidad alrededor de un "nucleo", muy pequeno, que concentra toda la carga electrica positiva y casi toda la masa del atomo.
Introducción
Antes de la propuesta de Rutherford, los fisicos aceptaban que las cargas electricas en el atomo tenian una distribucion mas o menos uniforme. Rutherford trato de ver como era la dispersion delas particulas alfa por parte de los atomos de una lamina de oro muy delgada. Los angulos resultantes de la desviación de las particulas supuestamente aportarian informacion sobre como era la distribucion de carga en los atomos. Era de esperar que, si las cargas estaban distribuidas uniformemente segun el modelo atomico de Thomson, la mayoria de las particulas atravesarian la delgada laminasufriendo solo ligerisimas deflexiones, siguiendo una trayectoria aproximadamente recta. Aunque esto era cierto para la mayoria de las particulas alfa, un numero importante de estas sufrian deflexiones de cerca de 180o, es decir, practicamente salian rebotadas en direccion opuesta a la incidente.
Rutherford penso que esta fraccion de particulas rebotadas en direccion opuesta podia ser explicada si sesuponia la existencia de fuertes concentraciones de carga positiva en el atomo. La mecanica newtoniana en conjuncion con la ley de Coulomb predice que el angulo de deflexion de una particula alfa relativamente liviana por parte de un atomo de oro mas pesado, depende del "parametro de impacto" o distancia entre la trayectoria de la particula y el nucleo:[1]
(1)
Donde:
, siendo la constantedielectrica del vacio y la carga electrica del centro dispersor.
, es la energia cinetica inicial de la particula alfa incidente.
es el parametro de impacto.
Dado que Rutherford observo una fraccion apreciable de particulas "rebotadas" para las cuales el angulo de deflexion
es cercano a χ ≈ π, de la relacion inversa a (1):
(2)
Modelo atomico de Rutherford 2
se deduce que el parametro de impactodebe ser bastante menor que el radio atomico. De hecho el parametro de
impacto necesario para obtener una fraccion apreciable de particulas "rebotadas" sirvio para hacer una estimacion del
tamano del nucleo atomico, que resulta ser unas cien mil veces mas pequeno que el diametro atomico.
Importancia del modelo y limitaciones
La importancia del modelo de Rutherford residio en proponer por primeravez la existencia de un nucleo en el atomo
(termino que, paradojicamente, no aparece en sus escritos). Lo que Rutherford considero esencial, para explicar los
resultados experimentales, fue "una concentracion de carga" en el centro del atomo, ya que sin ella, no podia
explicarse que algunas particulas fueran rebotadas en direccion casi opuesta a la incidente. Este fue un paso crucial
en lacomprension de la materia, ya que implicaba la existencia de un nucleo atomico donde se concentraba toda la
carga positiva y mas del 99,9% de la masa. Las estimaciones del nucleo revelaban que el atomo en su mayor parte
estaba vacio.
Rutherford propuso que los electrones orbitarian en ese espacio vacio alrededor de un minusculo nucleo atomico,
situado en el centro del atomo. Ademas se abrianvarios problemas nuevos que llevarian al descubrimiento de nuevos
hechos y teorias al tratar de explicarlos:
• Por un lado se planteo el problema de como un conjunto de cargas positivas podian mantenerse unidas en un
volumen tan pequeno, hecho que llevo posteriormente a la postulacion y descubrimiento de la fuerza nuclear
fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.
• Por otro...