O modelo atômico de Rutherford propõe a ideia de que o átomo se assemelha ao sistema dos planetas.
De acordo com esse modelo, desenvolvido em 1911 pelo físico Ernest Rutherford, os elétrons (partículas com carga negativa) se movimentam ao redor do núcleo, como se fossem planetas girando ao redor do Sol.
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Com essa descoberta, o modelo atômico de Rutherford acabou substituindo o modelo que havia sido desenvolvido por John Thomson no ano de 1903.
Desse modo, o modelo proposto por Rutherford representa uma significativa mudança no mundo da ciência, tornando-se o alicerce da teoria do átomo.
O experimento realizado por Rutherford
No ano de 1910, o físico dedicava seu tempo estudando e pesquisando o trajeto das partículas e a forma como os materiais e a radiação alfa se interagiam.
Nessa circunstância, ele observou que o modelo proposto pelo físico inglês, John Thomson, continha algumas limitações.
A partir dessa observação, Rutherford criou uma câmera fechada e feita de metal. Dentro dela, inseriu um recipiente contendo chumbo e estilhaços de polônio.
Em frente à abertura do recipiente, Rutherford posicionou uma fina lâmina feita de ouro e encapada por uma folha feita de sulfeto de zinco.
Toda essa estrutura estava interligada em um microscópio, o qual tinha capacidade de dar uma volta de 360º ao redor da lâmina.
O objetivo do físico era observar a penetração das partículas na folha e a espontânea desintegração de elementos radioativos.
O experimento dava ao físico a capacidade de analisar todas as incidências das partículas de forma individualizada.
Rutherford registrou essa incidência nos mais variados ângulos, a fim de que pudesse observar o comportamento dessas partículas de forma minuciosa.
A partir dessa observação, o físico identificou que as partículas se comportavam de forma padronizada. A maioria delas foi capaz de penetrar através da lâmina, ainda que enfrentassem certa dificuldade.
Outras partículas não finalizavam a trajetória, ficando bloqueadas no momento de atravessar a lâmina. Poucas delas sequer foram afetadas pelo experimento.
Com isso, Rutherford chegou à conclusão que haviam sobrado muitos espaços vazios e que o núcleo do átomo era bem menor, levando em conta o seu diâmetro total.
Foi desse modo que o físico descobriu mais uma parte do átomo: a eletrosfera. Assim, o átomo era composto por duas partes, quais sejam, o núcleo, local onde estava concentrada toda a carga positiva (prótons) e a eletrosfera, onde a carga negativa (elétrons) se concentrava.
No entanto, Rutherford não tinha conhecimento sobre a constituição do núcleo. Desse modo, ele apenas sugeriu a existência dos nêutrons, porém, essa descoberta foi comprovada somente na década de 30.
As partículas de elétrons já haviam sido descobertas pelo físico Thomson, no ano de 1905. Elas se encontram na eletrosfera e circulam ao redor dele, como se fossem os planetas girando ao redor do Sol.
Pontuando as principais considerações do experimento com as lâminas
Para deixar a explicação mais didática, é possível pontuar as seguintes considerações:
- A maioria das partículas conseguiu penetrar diretamente através das lâminas;
- Algumas partículas foram desviadas ao tentar ultrapassar as lâminas de ouro;
- Poucas partículas nem sequer foram afetadas, sendo rebatidas ao se chocarem com a lâmina;
Dessa forma, conclui-se que:
- As partículas de elétrons se locomovem ao redor do núcleo, como se fosse planetas girando ao redor do Sol;
- Se o átomo recebe uma carga de energia, os elétrons conseguem absorvê-la e saltarem para outros níveis mais distantes do núcleo;
- O núcleo é a região do átomo onde se concentra a carga positiva;
- A eletrosfera é a região vazia do átomo que fica ao redor do núcleo e onde estaria concentrada a carga negativa (elétrons).
Tamanho do átomo
Ao observar a quantidade de partículas que conseguiram atravessar a lâmina de ouro e as partículas que foram desviadas, Rutherford conseguiu calcular a possível proporção entre o átomo e o núcleo.
De acordo com o físico, essa proporção seria de 1/100000 a 1/1000000. Para que se tenha noção dessa proporção, é possível compará-la com uma formiga no centro de um campo de futebol, onde a formiga é o núcleo e o campo é o tamanho do átomo.
Falha do modelo atômico de Rutherford
A falha do modelo atômico de Rutherfod pode ser identificada através da teoria do eletromagnetismo.
Essa teoria afirma que a partícula energizada submetida a uma aceleração, resulta na emissão de ondas eletromagnéticas.
Quanto o elétron se movimenta ao redor do núcleo, ele está exposto a uma aceleração centrípeta. Desse modo, ele emite energia em forma de ondas eletromagnéticas.
Essa energia emitida faria com que a partícula de elétron desperdiçasse energia potencial e cinética, caindo sobre o núcleo de forma progressiva. Ocorre que isso não foi visto na prática.
No entanto, o modelo atômico de Rutherford foi corrigido, mais tarde, por Niels Bohr, aluno e colega de trabalho do físico.
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