IX. EL �TOMO TIENE ESTRUCTURA

EN 1895 Roentgen descubri� los rayos X. Cuando se conectan dos electrodos a una fuente de voltaje y se rodean con un tubo de vidrio al vac�o, es decir, se construye un tubo de Crookes, se generan los rayos llamados cat�dicos. �stos, al chocar contra una superficie cualquiera, producen una radiaci�n muy penetrante. Aunque fueron descubiertos por accidente, y al principio se consideraron de naturaleza diferente a la luz, no pasaron sino unos cuantos meses para que ya los m�dicos emplearan sus penetrantes radiaciones para obtener radiograf�as del esqueleto humano. El descubrimiento de los rayos X -X por misteriosos- encendi� el entusiasmo de los f�sicos y en un tiempo no hab�a investigador experimental que no tuviera un tubo de Crookes para experimentar con �l.

Habr�a que entender, primero, la naturaleza de los rayos cat�dicos. Algunos cient�ficos los supon�an un nuevo estado de materia, hasta que Thomson descubri� que eran en realidad peque�os corp�sculos materiales, con carga el�ctrica negativa y una masa cerca de 2 000 veces menor que la del �tomo de hidr�geno, el m�s ligero de todos. Thomson descubri�, por lo tanto, el electr�n. Con ello ya pod�amos explicarnos el origen de los rayos X. Podr�an surgir al frenar r�pidamente los electrones, cuando �stos chocan contra una superficie. Seg�n la teor�a electromagn�tica de Maxwell, toda carga el�ctrica que se acelera genera radiaci�n. Mientras mayor sea esa aceleraci�n, mayor es la frecuencia de la radiaci�n emitida y de ah� su gran energ�a y poder de penetraci�n. Aunque como veremos m�s adelante, �sta no es la historia completa, en esencia es la explicaci�n correcta.

El haber encontrado el electr�n, part�cula de carga negativa, sugiri� a Thomson que el �tomo podr�a no ser indivisible. Por primera vez surgi� la posibilidad de que pudiera tener estructura y Thomson plante� su modelo del pud�n de pasas: los electrones se hallar�an embebidos en una zona de carga positiva como las pasas en un pastel. Con ello se aseguraba la neutralidad el�ctrica del �tomo. Este modelo de Thomson fue deshecho por los descubrimientos de un discípulo suyo, el f�sico neozeland�s Ernest Rutherford, como ahora veremos.

Todav�a en el siglo XIX, un a�o despu�s del descubrimiento de Roentgen, Henri Becquerel encontr� otro tipo de rayos misteriosos. A �l se sumaron los esposos Pierre y Marie Curie, uniendo esfuerzos para entender a las reci�n llegadas radiaciones. Fue Rutherford quien las clasific� en tres clases: alfa, beta y gamma. La primera, de carga positiva, consiste en part�culas cuya masa es muy semejante a la del �tomo del helio, el segundo elemento de la tabla de Mendeleiev. Se demostr� tambi�n que los rayos beta eran electrones y que los gamma ten�an caracter�sticas semejantes a las de los rayos X, aunque con un poder de penetraci�n todav�a mayor.

Usando los rayos alfa, Rutherford se construy� su propia espectroscopia. Decidi� que las part�culas alfa ser�an �tiles para obtener informaci�n sobre el �tomo, ya que son tan peque�as y veloces. En particular, si el modelo de pud�n de pasas era el correcto, se esperaba que las part�culas alfa no rebotaran contra el �tomo. Los electrones, tan ligeros, no podr�an desviarlas. Adem�s, la carga positiva, el pud�n, ver�a su carga apantallada por la de los electrones. Cu�l no ser�a su sorpresa, cuando encontr� que al bombardear laminillas de oro con part�culas alfa, algunas de ellas rebotaban como si golpeasen contra alg�n objeto impenetrable. La �nica salida era desechar el modelo de Thomson y suponer que el �tomo semejaba a un peque�o sistema planetario, con una regi�n peque��sima y muy masiva con carga positiva, en el papel del Sol, y un conjunto de electrones orbitando a su alrededor, como si fueran planetas. Al descubrir esa zona tan masiva y positiva, Rutherford encontr� el n�cleo at�mico y puso las bases para entender la estructura at�mica, los rayos X y tantas otras cosas.