Quais as conclusões do modelo de Rutherford?

Em 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford realizou um experimento em que ele bombardeou uma finíssima lâmina de ouro com partículas alfa (α) emitidas por uma amostra de polônio (material radioativo), que ficava dentro de um bloco de chumbo com um pequeno orifício pelo qual as partículas passavam.

O ouro foi escolhido por ser um material inerte, pouco reativo. Até o momento, acreditava-se que o átomo seria uma esfera carregada positivamente, com elétrons (partículas negativas) distribuídos uniformemente por todo o seu volume, conforme indicava o modelo de Thomson.

Se o átomo fosse realmente assim, as partículas alfa, que são compostas por partículas positivas, atravessariam os átomos da lâmina de ouro e, no máximo, algumas sofreriam pequenos desvios em suas trajetórias ao se aproximarem dos elétrons.

Mas não foi isso que Rutherford observou. A grande maioria das partículas atravessava a lâmina de ouro, uma quantidade pequena não atravessa a folha, mas voltava, e algumas partículas alfa sofriam desvios de suas trajetórias.

Isso comprovou que o modelo de Thomson estava incorreto. A partir das informações coletadas, Rutherford propôs o seu modelo atômico, que foi o seguinte:

• Visto que a maioria das partículas alfa atravessou os átomos da lâmina de ouro, isso significa que os átomos possuem uma grande parte vazia. Nesse espaço vazio ficam os elétrons e, por isso, esse espaço foi chamado de eletrosfera.
• Poucas partículas alfa refletiam e desviavam porque o átomo possui um núcleo bem pequeno e condensado, onde está toda a massa do átomo, não permitindo que as partículas atravessem. Esse núcleo seria positivo, pois as partículas alfa também são positivas, então, quando elas estivessem passando perto do núcleo, elas sofreriam um desvio em sua trajetória, pois cargas de mesmo sinal se repelem. Mas, se batessem de frente com o núcleo, elas seriam ricocheteadas, rebatidas na direção contrária ao choque.
• Comparando o número de partículas que atravessou a lâmina com as que foram rebatidas, conclui-se que o núcleo é de 10 000 a 100 000 vezes menor que seu tamanho total.

Resumidamente, o modelo de Rutherford era parecido com o sistema solar, em que o núcleo positivo (feito de prótons) seria o sol e os planetas que giram ao seu redor seriam os elétrons na eletrosfera:

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Em 1932, Chadwick descobriu a terceira partícula subatômica, o nêutron, e o modelo de Rutherford sofreu uma pequena alteração, em que o núcleo não era composto apenas de prótons, mas de nêutrons também. Ele continuava positivo porque os nêutrons não possuem carga alguma, apenas impediam que a repulsão entre os prótons deixasse o átomo instável.

Assim, o átomo de Rutherford ficou como o mostrado na imagem a seguir. Lembrando que o núcleo não está na proporção correta com o diâmetro do átomo.

Esse modelo é muito útil até hoje para explicar vários fenômenos físicos e químicos. No entanto, ele apresentava uma série de contradições consideráveis, como o fato de que cargas opostas se atraem e, dessa forma, se os elétrons (negativos) girassem ao redor do núcleo (positivo), eles perderiam energia gradualmente e adquiririam uma trajetória em forma de espiral até atingir o núcleo.

Assim, o modelo atômico continuou evoluindo, como mostra o texto abaixo:

·         Modelo Atômico de Rutherford-Bohr

* Créditos da imagem: rook76 / Shutterstock.com

Teoria atômica de Rutherford 

O modelo atômico de Rutherford, 1911, foi o terceiro modelo atômico e é conhecido como modelo planetário. Nesse modelo, o átomo apresenta um núcleo denso e positivo que concentra a maior parte da massa de um átomo, enquanto os elétrons giram ao seu redor na eletrosfera. 

Esse modelo se tornou a base da teoria atômica e proporcionou um importante marco para o avanço da compreensão da matéria. 

O experimento de Rutherford 

Ernest Rutherford (1871-1937) nasceu na Nova Zelândia e foi o cientista responsável por realizar um experimento em 1911 que conseguiu descartar de vez o modelo atômico de esfera rígida. 

Esse experimento era constituído de um bloco de chumbo onde foi inserido no seu interior uma pequena amostra de polônio que é um elemento radioativo emissor de partículas alfa (α).

Essa radiação emitida pelo polônio passava por um pequeno orifício presente no bloco de chumbo e ia em direção a uma fina lâmina de ouro que estava posicionada em frente ao bloco de chumbo. Ao redor da folha de ouro, foi posicionada uma tela fluorescente. 

Sendo assim, Rutherford “atirou” na folha de ouro partículas portadoras de carga elétrica positiva (partículas alfa).

Para saber se essas partículas atravessavam em linha reta ou eram desviadas, ele usou uma tela feita com material fluorescente que emite uma luminosidade instantânea quando atingido por uma das partículas. 

A experiência realizada mostrou que a maioria das partículas alfa atravessava a folha em linha reta. No entanto, algumas poucas eram desviadas da sua trajetória, enquanto outras poucas eram totalmente refletidas.

Conclusões do experimento de Rutherford

Diante desses resultados, Rutherford concluiu que o modelo atômico proposto anteriormente por Thomson (1903) estava incorreto. As principais conclusões obtidas foram:

• O átomo não é maciço e apresenta mais espaço vazio do que preenchido;
• A maior parte da massa do átomo está localizada em uma pequena região central (núcleo) que apresenta carga positiva, onde estão localizados os prótons (as partículas alfa – carga positiva – que chegassem próximo ao núcleo – também era positivo – eram desviadas pela repulsão elétrica ou refletidas totalmente caso batessem de frente);
• Na região ao redor do núcleo estão os elétrons. 

Qual a representação para o átomo de Rutherford?

Sendo assim, por meio das conclusões de seu experimento, Rutherford propôs o seu modelo atômico que era constituído por núcleo e eletrosfera.

Núcleo

O núcleo era a região central do átomo onde estavam localizadas as partículas positivas (átomos). Era denso e maciço e concentrava a maior parte da massa atômica.

Eletrosfera

São as órbitas que os elétrons (partículas negativas) percorrem e apresentam espaços vazios entre si. 

Qual é a falha no modelo atômico de Rutherford?

Segundo Rutherford, os elétrons estariam em órbitas circulares em altas velocidades ao redor do núcleo atômico para que não perdessem energia e fossem atraídos e caírem no núcleo. 

Atualmente, por meio da teoria do eletromagnetismo, sabe-se que toda partícula que apresenta carga elétrica ao ser submetida a uma aceleração é capaz de gerar uma onda eletromagnética. Ou seja, ao estar em sua órbita, o elétron é capaz de emitir energia na forma de onda eletromagnética uma vez que se encontra sob aceleração.

Quais são as conclusões de Rutherford?

Quais as 4 conclusões que Rutherford formulou sobre a estrutura do átomo?

Quais foram as três conclusões que Rutherford chegou?

Qual a afirmação feita pelo o modelo de Rutherford?