El átomo de Thomson y el de Rutherford

jjthomson2Cuando la idea del átomo, propuesta en la antigua Grecia por Demócrito y en India por varias escuelas, como la jainista o la vaisesika, fue recuperada por la ciencia moderna, se imaginaron varios modelos que fueron corregidos y mejorados poco a poco.

Tras el átomo propuesto por el inglés John Dalton, su paisano Joseph John Thomson descubrió el electrón y propuso que los átomos estaban compuestos por electrones de carga negativa distribuidos en un átomo positivo. Algo así, según las metáforas de la época, como un puding de pasas.

Sin embargo, el átomo de Thomson no explicaba la regularidad de la tabla periódica de Mendeliev y planteaba problemas al predecir la distribución de esa carga positiva del átomo.

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Átomo de Thomson

El neozelandés Ernest Rutherford intentó conocer la estructura interna del átomo bombardeando una delgada lámina de oro. Si los electrones estaban distribuidos de manera más o menos uniforme, como las pasas en un pastel, las partículas alfa chocarían de vez en cuando con elllos y serían desviadas. El resultado del experimento, sin embargo, fue que algunas partículas rebotaban en dirección opuesta, como si chocaran con algo impenetrable. En palabras del propio Rutherford: “Era como si lanzaras una bala de cañón contra una hoja de papel y rebotase hacia ti”.

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Si el átomo estuviese compuesto, como decía Thomson, por una carga positiva uniformemente distribuida y algunos electrones de carga negativa, al lanzar parículas alfa, estas atravesarían el átomo y algunas serían ligeramente desviadas al impactar con los electrones. Sin embargo, Rutherford observó desviaciones mucho más significativas, que a veces hacían rebotar a las partículas alfa como si hubnieran chocado contra un muro. Eso le hizo concluir que en el centro del átomo existía un núcleo o al menos una acumulación de cargas positivas.

A raíz de su expetrimento, Rutherford dedujo que el átomo tenía un núcleo en el que se concentraba la carga positiva y electrones que giraban en órbitas más o menos indefinidas. Incluso pudo calcular el tamaño de ese núcleo, cuyo radio era diez mil veces más pequeño que el diámetro de todo el  átomo. De todos modos, Rutherford no llegó  a hablar de núcleo sino que más bien consideraba que en una zona determinada se concentraba toda la carga positiva.

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Átomo de Rutherford

 Lo asombroso de este descubrimiento fue el darse cuenta de que el átomo estaba compuesto por un núcleo diminuto rodeado de un inmenso espacio vacío en el que se movían los electrones. Se ha comparado esta proporción con la cabeza de un alfiler en la catedral de Westminster (el núcleo) y algunas moscas volando (los electrones).

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Ernest Rutherford

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Este artículo está relacionado con “Filosofía de la mecánica cuántica” y puede servir para aclarar algunos aspectos, pero no pertenece al ensayo original. Es también un artículo en construcción, que será modificado y ampliado constantemente.

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[Escrito por primera vez  después de 1994 y antes de 1996, como un trabajo universitario. La edición actual procede de la edición personal de 1998. No he introducido ningún cambio, más allá de correcciones de estilo para hacer más claro el texto y más agradable la lectura]

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