(Originais Teachy 2024) - Pregunta Fácil de Ciencias

El experimento de dispersión de partículas alfa, realizado por Ernest Rutherford en 1909, fue crucial para la comprensión de la estructura interna del átomo. Antes de este experimento, el modelo atómico predominante era el de Joseph John Thomson, que proponía que los electrones estaban incrustados en una 'sopa' de carga positiva, de forma que la carga total del átomo fuera neutra. Sin embargo, este modelo no explicaba por qué la repulsión electrostática entre partículas de misma carga (en este caso, electrones) no causaba el colapso del átomo, ni cómo las partículas alfa (núcleos de helio) disparadas hacia una fina lámina de oro podían ser desviadas en ángulos tan grandes. El experimento consistía en disparar partículas alfa a través de una fina lámina de oro y observar el patrón de dispersión de estas partículas en un anteparo de sulfuro de cinc. La mayoría de las partículas alfa pasaron a través de la lámina con desviaciones mínimas, como se esperaba, pero para la sorpresa de Rutherford, algunas partículas fueron desviadas en ángulos muy grandes, e incluso una pequeña fracción fue reflejada de vuelta a la fuente. A partir de estas observaciones, Rutherford concluyó que la mayor parte del átomo es espacio vacío, ya que la mayoría de las partículas alfa pasaron directamente a través de la lámina de oro. Sin embargo, las desviaciones significativas y las reflexiones indicaban la presencia de una región de alta densidad de carga positiva, capaz de repeler las partículas alfa de carga positiva. Él interpretó esto como debido a un núcleo muy pequeño y denso en el centro del átomo, donde toda la masa del átomo estaría concentrada, y que también sería responsable de gran parte de la carga positiva del átomo. La importancia de este experimento fue la rechazo del modelo de Thomson y la proposición de un nuevo modelo, conocido como modelo nuclear del átomo, donde los electrones orbitaban un núcleo central, explicando el patrón de dispersión observado. Sin embargo, el modelo de Rutherford aún no podía explicar la estabilidad de los átomos y el comportamiento de los electrones orbitales. La transición del modelo atómico de Rutherford al modelo atómico de Niels Bohr, que vino a continuación, ocurrió principalmente debido a las limitaciones del modelo de Rutherford para explicar el espectro de emisión de átomos. Max Planck y Albert Einstein habían propuesto que la energía es cuantizada, es decir, existe en paquetes discretos. Bohr, inspirado en estos conceptos, propuso que los electrones orbitan el núcleo en órbitas cuantizadas y que emiten o absorben energía cuando saltan entre estas órbitas, explicando así los patrones espectrales observados para átomos de hidrógeno. Por lo tanto, el modelo de Rutherford, aunque fue un avance significativo en relación al modelo de Thomson, aún presentaba fallas que fueron superadas con el descubrimiento y la interpretación de los resultados del experimento de dispersión de partículas alfa y, posteriormente, con la teoría cuántica de Bohr.