Page 74 - Quimica - Undécima Edición

44 CAPÍTULO 2 Átomos, moléculas y iones

Figura 2.8 a) Diseño Lámina de oro
experimental de Rutherford para
medir la dispersión de las Emisor de
partículas a mediante una lámina partículas a
de oro. La mayoría de las
partículas a atravesaron la lámina
de oro con poca o ninguna
desviación. Algunas se desviaron
con un ángulo grande. En Ranura
ocasiones alguna partícula a Pantalla de detección
invierte su trayectoria. b) Esquema
amplifi cado de la trayectoria de las a) b)
partículas a al atravesar o ser 9
desviadas por los núcleos. En 1910, el físico neozelandés Ernest Rutherford, quien estudió con Thomson en la
Universidad de Cambridge, utilizó partículas a para demostrar la estructura de los átomos.
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Junto con su colega Hans Geiger y un estudiante de licenciatura llamado Ernest Marsden,
Rutherford efectuó una serie de experimentos utilizando láminas muy delgadas de oro y
Animación
de otros metales, como blanco de partículas a provenientes de una fuente radiactiva (fi gu-
Dispersión de partículas a
ra 2.8). Observaron que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin desviarse,
Animación o bien con una ligera desviación. De cuando en cuando, algunas partículas a eran disper-
Experimento de Rutherford
sadas (o desviadas) de su trayectoria con un gran ángulo. ¡En algunos casos, las partícu-
las a regresaban por la misma trayectoria hacia la fuente radiactiva! Éste fue el
descubrimiento más sorprendente, pues según el modelo de Thomson , la carga positiva
del átomo era tan difusa que se esperaría que las partículas a atravesaran las láminas sin
desviarse o con una desviación mínima. El comentario de Rutherford sobre este descubri-
miento fue el siguiente: “Resultó tan increíble como si usted hubiera lanzado una bala de
15 pulgadas hacia un trozo de papel de seda y la bala se hubiera regresado hacia usted.”
Tiempo después, Rutherford pudo explicar los resultados del experimento de la dis-
persión de partículas a utilizando un nuevo modelo de átomo. De acuerdo con Rutherford,
la mayor parte de los átomos debe ser espacio vacío. Esto explica por qué la mayoría de
las partículas a atravesaron la lámina de oro sufriendo poca o ninguna desviación.
Rutherford propuso que las cargas positivas de los átomos estaban concentradas en un
denso conglomerado central dentro del átomo, que llamó núcleo. Cuando una partícula a
pasaba cerca del núcleo en el experimento, actuaba sobre ella una gran fuerza de repulsión,
lo que originaba una gran desviación. Además, cuando una partícula a incidía directamen-
te sobre el núcleo, experimentaba una repulsión tan grande que su trayectoria se invertía
por completo.
Las partículas del núcleo que tienen carga positiva reciben el nombre de protones.
En otros experimentos se encontró que los protones tienen la misma cantidad de carga
que los electrones y que su masa es de 1.67262 3 10 224 g, aproximadamente 1 840 veces
la masa del electrón con carga opuesta.
Hasta este punto, los científi cos visualizaban el átomo de la siguiente manera: la masa
del núcleo constituye la mayor parte de la masa total del átomo, pero el núcleo ocupa sólo
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Una unidad común que no está in- 1/10 del volumen total del átomo. Las dimensiones atómicas (y moleculares) se expre-
cluida en el sistema internacional de
medidas es el ángstrom (Å; 1 Å 5 100 sarán aquí de acuerdo con la unidad del sistema internacional de medidas llamado picó-
pm). metro (pm), donde
1 pm 5 1 3 10 212 m

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Ernest Rutherford (1871-1937). Físico neozelandés. Rutherford realizó gran parte de su trabajo en Inglaterra
(en las universidades de Manchester y Cambridge). Recibió el Premio Nobel de Química en 1908 por sus inves-
tigaciones sobre la estructura del núcleo atómico. Un comentario que hacía con frecuencia a sus estudiantes era:
“la ciencia es física o una colección de estampillas”.
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Johannes Hans Wilhelm Geiger (1882-1945). Físico alemán. El trabajo de Geiger se enfocó en la estructura
del núcleo atómico y en la radiactividad. Inventó un dispositivo para medir la radiación que ahora se conoce
comúnmente como el contador Geiger.
11 Ernest Marsden (1889-1970). Físico inglés. Es alentador saber que algunas veces un estudiante puede ayudar

a ganar un Premio Nobel. Marsden prosiguió con su gran contribución al desarrollo de la ciencia en Nueva
Zelanda.