Rutherford era el deixeble de Thomson. Aquest admirava el treball del seu mestre i per això va idear un experiment per tal de comprovar experimentalment la validesa del model atòmic de Thomson. En 1911, Rutherford i els seus col·laboradors van portar a terme el conegut “Experiment de la làmina d’or”. En aquest es posaven a bombardejar amb partícules α (nuclis d’He, +) una làmina d’or. L’objectiu era contar quantes d’aquestes partícules aconseguien travessar la làmina i comprovar si aquestes segueixen una trajectòria rectilínia tal i com s’esperava d’acord amb el model de Thomson.
Ara bé, encara que la majoria d’elles travessaren la làmina sense canviar de direcció, algunes d’elles es desviaven considerablement. De fet, hi havia que inclús rebotaven cap a la font d’emissió. Açò, d’acord amb el model establert no era possible pel que Rutherford va arribar a la conclusió que el model no era correcte i va crear un de nou.
L’àtom té un nucli central menut, amb càrrega elèctrica positiva que conté quasi tota la massa de l’àtom. Els electrons giren a grans distàncies al voltant d’un nucli en òrbites circulars en allò que anomenem escorça. La suma de les càrregues elèctriques negatives dels electrons ha de ser igual a la càrrega positiva del nucli, ja que l’àtom és elèctricament neutre.
Com ja hem vist, en aquest model la càrrega positiva es concentra tota en el nucli de manera que quan una partícula α s’apropa a ell, la seua trajectòria es desvia perquè, al ser partícules carregades positivament, es repelen. D’altra banda, si es topa amb ell, com que es troba concentrada ací tota la massa, xoca tot rebotant.
Aquest experiment, a més, demostrava que l’àtom estava pràcticament buit el que justificava el fet que la majoria de les partícules travessaren sense desviar-se. Finalment, Rutherford va calcular el tamany de l’àtom (un diàmetre de l’ordre de 10-10m) i el del seu nucli (un diàmetre de l’ordre de 10-14m). El fet que el nucli tinga un diàmetre unes 10.000 voltes menor que el de l’àtom suposa una gran quantitat d’espai buit en l’organització atòmica de la matèria.
D’altra banda, Rutherford va observar que la suma de la massa dels protons i electrons no coincideix amb la massa total de l’àtom pel que va suposar que en el nucli tenia que existir altre tipus de partícules. Posteriorment, James Chadwick va descobrir aquestes partícules sense càrrega, i massa similar a la del protó, que reberen el nom de neutrons.
Limitacions
Com sabem, d’acord amb el model de Rutherford, els electrons es troben girant al voltant del nucli en òrbites circulars. Ara bé, segons l’electrodinàmica clàssica, una càrrega en moviment accelerat emet energia. Per tant, l’electró acabaria descrivint òrbites en espiral passant per totes les òrbites possibles fins xocar contra el nucli. Aquest fet produiria que l’àtom es destruiria en un temps molt breu. A més, açò suposaria una pèrdua continua d’energia que faria que l’àtom fora molt inestable, cosa que en la realitat no passa. De fet, s’observa que les emissions d’energia produïdes quan un electró canvia d’òrbita no són continues pel que és clar que aquest model falla estrepitosament en la seua explicació.
