O Modelo Atômico de Rutherford é uma forma representativa do átomo com órbitas circulares, as quais são formadas de elétrons em volta do núcleo. Essa foi a terceira teoria desenvolvida por cientistas a fim de elucidar como seria o formato e a composição do átomo.
O átomo é a unidade básica da matéria. Ele forma os elementos químicos e as diversas substâncias que conhecemos. Desde a sua descoberta, no século XVII por John Dalton, vários estudos foram realizados para compreender as suas propriedades.
O modelo atômico desenvolvido pelo cientista Ernest Rutherford, no ano de 1911, foi precedido por outras duas famosas teorias: a bola de bilhar, criada pelo percussor John Dalton (1808) e o pudim de passas, cujo autor foi John Thomson (1904).
A teoria desenvolvida por Rutherford, que leva o seu nome, também é conhecida como modelo planetário ou modelo de átomo nucleado. Ele comparou o sol ao núcleo do átomo e os elétrons aos planetas do sistema solar. Veja o modelo abaixo:
A experiência de Rutherford
A teoria atômica desenvolvida por Rutherford foi baseada em estudos sobre a trajetória de partículas e a interação entre a radiação alfa sobre materiais. Esse trabalho ficou conhecido como o “Experimento de Rutherford”.
No experimento em questão, ele colocou um bloco de chumbo com um fragmento de polônio. Na frente desse bloco, havia uma fina lâmina de ouro que estava cercada por uma placa de metal coberta de sulfeto de zinco.
O fragmento de polônio emitia uma radiação alfa que ia em direção à lâmina de ouro. A placa feita de sulfeto de zinco, ao receber radiação do polônio gerava uma luminosidade.
Três pontos se destacaram pelo brilho, com isso Rutherford fez as seguintes observações:
- A maioria das partículas seguiu a trajetória atravessando a lâmina de ouro;
- Poucas partículas atravessaram a lâmina e mudaram a trajetória;
- Poucas partículas foram refletidas quando não atravessam a lâmina.
O comportamento dos pontos levou a interpretações que embasaram um novo modelo atômico, contrapondo o de Thomson. A primeira inferência foi em relação ao fato de que a maioria das partículas alfa atravessaram a lâmina de ouro, isso indicou que o átomo tinha espaços vazios.
Já as poucas partículas que atravessaram a lâmina e sofreram desvio na trajetória, denota que elas se aproximaram de alguma região do átomo com a mesma carga elétrica. Afinal, cargas igual se repelem.
E poucas partículas foram rebatidas pela lâmina de ouro, o que indica que o átomo tinha uma região maciça que impedia a passagem em função da carga igual. Logo, as partículas refletidas bateram de frente com essa região.
Entenda o Modelo Atômico de Rutherford
Após o experimento, Rutherford concluiu que o átomo possuía um grande vazio e era formado por outras subpartículas: os prótons e os elétrons. O átomo também tinha um núcleo carregado positivamente e uma nuvem eletrônica carregada negativamente.
A nuvem eletrônica, por sua vez, era composta por elétrons que giravam em órbitas ao redor do núcleo, semelhante ao sistema solar. Algumas partículas foram repelidas, pois bateram no núcleo atômico de ouro; outras foram desviadas, pois passaram perto do núcleo do ouro, gerando uma repulsão.
Em resumo, os elementos do Modelo Atômico de Rutherford possuíam as seguintes características:
a) Região central do átomo (núcleo)
- Partículas positivas (prótons);
- Baixo volume;
- Elevada massa;
- Região de maior densidade do átomo.
b) Nuvem eletrônica (eletrosfera)
- Partículas negativas (elétrons);
- Espaços vazios entre si.
Falha no Modelo Atômico de Rutherford
Apesar de ser considerado uma grande contribuição para o estudo da física e da química na época, o Modelo Atômico de Rutherford mostrou-se falho quando observado pela ótica da teoria do eletromagnetismo.
De acordo com essa teoria, quando as partículas com carga elétrica são submetidas a uma aceleração, emitem uma onda eletromagnética. O elétron está submetido a uma aceleração centrípeta em seu movimento orbital, sendo assim emitirá ondas eletromagnéticas.
No Modelo Atômico de Rutherford, essa emissão de energia faria com que o elétron perdesse energia cinética e potencial, caindo gradativamente sobre o núcleo. Hoje sabemos de que isso não ocorre na prática.
A lacuna da teoria desenvolvida por Rutherford foi preenchida e aprimorada por Niels Bohr. O novo modelo atômico ficou conhecido como Rutherford-Bohr, o qual defende que cada órbita circular é um nível de energia ou camada de energia, com valores diferentes.