Modelos+atómicos

=Modelos atómicos=

Desde la antigüedad se sospechaba que la materia, apesar de su apariencia continua, poseia una estrutura definida a nivel microscópico. Desde entonces se han demostrado plenamente la existencia de las partículas finales de la materia en sus formas comunes: los átomos y las moléculas. Sus constituyentes finales, electrones, protones y neutrones también se han estudiado e identificado.

Modelo de Thomson
En 1898, J.J. Thomson propuso que los átomos son esferas uniformes de materia cargada positivamente en la que se encuentran incluidos los electrones, este modelo también es conocido como el modelo de panqué, por su parecido a un panque relleno de pasas.



Experimento de dispersión de Rutherford
Para comprobar el modelo de Thomson, Geiger y Marsden realizaron en 1911 bajo la sugerencia de Ernest Rutherford, emplearon como sonda las partículas alfa rápidas emitidas espontáneamente por algunos elementos radiactivos. Las partículas alfa son átomos de helio que han perdido dos electrones quedando con una carga de +2e.



Usando un haz de partículas alfa y se dirige sobre una lámina de oro. Detrás de esta se coloca una pantalla móvil de sulfuro de zinc, la cuál produce luminiscencia cuando una partícula alfa choca con ella. Se esperaba que la mayoría de las partículas alfa atravesarían la lámina, mientras que el resto sufriría una ligera desviación. Si el modelo atómico de Thomson era exacto, sobre las partículas alfa que atraviesan la lámina se ejercen solamente fuerzas eléctricas débiles y sus momenta iniciales son de valor suficiente para que puedan pasar la lámina con una desviación mínima de su trayectoria original.

Lo que Geiger y Marsden realmente observaron fue que, mientras que muchas partículas alfa salieron sin desviación, otras, sin embargo, sufrieron dispersión hasta ángulos muy grandes. Algunas hasta fueron dispersadas en dirección opuesta, Las partículas alfa son relativamente pesadas (7000 veces mayor que la del electrón) y además en el experimento se usaron partículas alfa con velocidades muy altas, las fuerzas eléctricas que intervenieron tuvieron que haber sido lo bastante fuerte para desviarlas.

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Modelo atómico de Rutherford
Para explicar estos resultados, Rutherford se vio obligado a describir al átomo como compuesto por un pequeño núcleo en el que se concentra la carga positiva y la mayor parte de la masa. Los eletrones quedarían a una cierta distancia exterior (Figura 3).



Para corroborar los resultados del expermiento se calculó el valor de campo electrico empleando el modelo de Thomson (10 13 V/m) y el del modelo de Rutherford (10 21 V/m). Observando claramente la diferencia entre ellos, siendo más grande le campo eléctrico del modelo de Rutherford se justica la dispersión del experimento.

Dispersión de partículas alfa
La dispersión de las partículas alfa en el experimento fue como se muestra en la Figura 4.



Rutherford calculó la dispersión de estas partículas.

Obteniendo como resultado: math cot \frac{\theta}{2} = \frac{ 4 \pi \epsilon_o T}{Ze^2} b math

T es la energía cinética de la partícula alfa, b es el parámetro de impacto, e la carga del electrón (1.602x10 -19 C), ε o la permitidad eléctrica en el vacio (8.854x10 -12 C 2 /Nm 2 ) y Z su número atómico.

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Las órbitas electrónicas