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Com o advento da radioatividade, questionamentos surgiram aos cientistas do início do século XX. A radioatividade não parecia obedecer aos pressupostos do modelo atômico de Thomson, pois aparentemente ela conseguia desintegrar o núcleo atômico, emitir radiações de vários tipos com a capacidade de atravessarem objetos. E foram estas radiações, mais especificamente a radiação alfa (que se assemelha a um átomo de hélio), que permitiu a Ernest Rutherford (1871 - 1937) realizar, juntamente com seus colaboradores, descobertas relativas ao átomo.

No ano de 1911, o físico neozelandês Ernest Rutherford conduziu um experimento muito importante que mudou o modo como o átomo era visto pelos cientistas da época. Até o momento, o modelo atômico aceito era o de Thomson, que dizia que o átomo seria uma esfera positiva, não maciça, incrustada de elétrons e com carga elétrica total nula.

Ernest Rutherford realizou um experimento que ficou conhecido na história da ciência como experimento de Rutherford. Ele já sabia da existência das partículas de carga positiva, denominadas partículas alfa. Em seu experimento, Rutherford colocou no interior de um bloco de chumbo uma substância emissora de partículas (um pedaço do metal polônio (Po) ) , de forma que elas fossem orientadas, por meio de um orifício em uma placa de chumbo, a colidir contra uma fina lâmina de ouro.

Rutherford adaptou um anteparo móvel com sulfeto de zinco (fluorescente) para registrar o caminho percorrido pelas partículas.

O físico observou que a maioria das partículas alfa atravessava a lâmina de ouro e apenas algumas desviavam até mesmo retrocediam.

A partir destes resultados, concluiu que o átomo não era uma esfera positiva com elétrons mergulhados nesta esfera. Concluiu que:

- o átomo é um enorme vazio;

- o átomo tem um núcleo muito pequeno;

- o átomo tem núcleo positivo (+), já que partículas alfa desviavam algumas vezes;

- os elétrons estão ao redor do núcleo (na eletrosfera) para equilibrar as cargas positivas.

O modelo atômico de Rutherford sugeriu então, um átomo com órbitas circulares dos elétrons em volta do núcleo. Comparou o átomo com o Sistema Solar, onde os elétrons seriam os planetas e o núcleo seria o Sol. De acordo com esse modelo apresentado em 1911, os elétrons giram em torno do núcleo (formado por prótons e nêutrons), de forma semelhante aos planetas que giram à volta do Sol.

Hoje, sabe-se que o átomo é 10.000 a 100.000 vezes maior que seu núcleo. Numa escala macroscópica, pode-se comparar um átomo com um estádio de futebol. Se o átomo fosse o estádio do Maracanã, o seu núcleo seria uma formiga no centro do campo. Então o átomo é enorme em relação ao seu núcleo.

Porém, o átomo de Rutherford tem algumas falhas. Se o núcleo atômico é formado por partículas positivas, por que essas partículas não se repelem e o núcleo não desmorona? Se as partículas são de cargas opostas, por que elas não se atraem? Os elétrons iriam perder energia gradualmente percorrendo uma espiral em direção ao núcleo, e à medida que isso acontecesse, emitiriam energia na forma de luz. Mas como os elétrons ficam em movimento ao redor do núcleo sem que os átomos entrem em colapso?

Porém, algumas questões que contrariaram o experimento surgiram. Mas, essas questões foram respondidas em 1932 por James Chadwick. Ele observou que o núcleo do berílio (Be) radioativo emitia partículas sem carga elétrica e com massa igual à dos prótons (+). Chamou esta partícula de nêutrons. Surgia então, a terceira partícula subatômica.

Agora sabemos que no núcleo do átomo há prótons e nêutrons e na eletrosfera há elétrons.

Então estabeleceu-se esta relação:

PARTÍCULA

MASSA

CARGA ELÉTRICA

p

1

+1

n

1

0

é

1/1836

-1

Na tabela acima, pode-se verificar que o elétron é 1.836 vezes menor que a massa de um próton.

O Modelo Atômico de Rutherford sugere que o átomo apresenta o aspecto de um sistema planetário. Por esse motivo ele é chamado de modelo planetário ou de modelo de átomo nucleado.