Modelo Atômico de Ernest Rutherford

Ernest Rutherford nasceu na Nova Zelândia em 1871, e, tal como seus onze irmãos trabalhou cultivando as terras de seu pai. Por ser um aluno bem sucedido, ganhou uma bolsa de estudos para cursar na Universidade da Nova Zelândia. Foi lá que ele se interessou pela física. Em Cambridge, estou com J. J Thomson e teve discípulos que se tornaram famosos, tais como Moseley, Chadwick, Geiger e Bohr.

Em 1908, Rutherford, pelos seus importantes trabalhos sobre reatividade, recebeu o Prêmio Nobel da Química, e recebe também muitas condecorações, inclusive um título de nobreza em 1914 (Sir Ernest Rutherford). Mas, ficou famoso pelo seu experimento que lhe permitiu criar seu Modelo Atômico.

Rutherford demonstrou que os raios alfa são partículas de massa maior que o átomo de hidrogênio e supôs que tais partículas são núcleos de átomos de hélio, o que, aliás, foi confirmado.

Morreu em 1937 e foi sepultado na Abadia de Westminster, próximo aos túmulos de Newton e Lord Kelvin.

A experiência de Rutherford

Vamos, agora, ver a descrição de uma experiência fundamental para o desvendamento da estrutura atômica e que só foi possível graças à utilização das formas de radiação.

Em seus experimentos, os colaboradores de Rutherford, o cientista alemão Hans Geiger (1882-1945) e o inglês Ernest Marsden (1889-1970), bombardeavam lâminas metálicas com um estreito feixe de partículas alfa. Numa dessas experiências, eles usaram uma lâmina de ouro muito delgada, de quase 0,1µm (um décimo de micrômetro), ou seja, 0,0001 mm de espessura. Na época, era a lâmina metálica mais fina que se podia obter.

Através da observação, Geiger e Marsden ficaram contando as cintilações provocadas numa tela revestidas de sulfeto de zinco, eles ficaram atônitos ao notar o espalhamento das partículas alfa antes e depois da lâmina de ouro. Recorreram então a Rutherford, que ficou mais admirado ainda.

“É o acontecimento mais incrível de toda a minha vida”- comentou Rutherford-, “é tão incrível quando alvejar uma folha de papel com um projétil (de canhão) de 350 mm e este ricochetear e ferir quem o lançou”. Observe:

Essa experiência foi realizada em 1911 e a lâmina de ouro foi bombardeada por partículas alfa proveniente do elemento polônio (Po), protegido por um bloco de chumbo.

Rutherford constatou que:

·         (1) A maioria das partículas alfa atravessava livremente a lâmina de ouro;

·         (2) Poucas partículas alfa passavam e sofriam desvio;

·         (3) Muito poucas partículas alfa não atravessavam a lâmina de ouro.

Vale lembrar que:

Os resultados das experiências mostravam que a lâmina de ouro funcionava como uma “peneira”, isto é, a massa estaria distribuída de maneira não uniforme. Assim, se você atirar um punhado de grãos de arroz numa peneira de buracos grandes, conseguirá resultados análogos aos da experiência de Rutherford.

O Átomo Nuclear

Com base nos resultados da experiência de Rutherford, temos:

·         Admitindo o modelo atômico de Thomson (pudim de passas), o único efeito esperado seria o (1), isto é, o feixe de partículas atravessaria incólume a lâmina de ouro.

·         O efeito (2) mostra que um forte campo positivo repele e desvia a partícula alfa, também positiva. Isso contradiz o modelo de Thomson, que afirma a distribuição uniforme das cargas.

·         O efeito (3) mostra que a partícula alfa encontra algo maciço, capaz de fazê-lo ricochetear.

Com base nessas informações, estaria, então, destruído o modelo atômico de Thomson.

Logo, um novo modelo precisaria ser criado, e isso foi feito por Rutherford.

Em fevereiro de 1911, Rutherford defendeu uma tese intitulada Da dispersão das partículas alfa e beta pela matéria e da estrutura do átomo. Nesse brilhante trabalho, ele chega a conclusões que o levam a arquitetar um novo modelo atômico: o átomo nuclear.

A comparação do número de partículas alfa que atravessavam a lâmina com o número de partículas alfa que voltavam levou Rutherford a concluir que o raio do átomo é 10 mil vezes maior que o raio do núcleo. A partir dessas conclusões, Rutherford propôs um novo modelo atômico, semelhante ao sistema solar.

Postado por: Levy Moraes