III. LOS ÁTOMOS QUÍMICOS DEJAN DE SERLO

LLEGAMOS así a las postrimerías del diecinueve, cuando en 1895 el físico alemán Roentgen descubre una misteriosa y penetrante radiación, que él llamó X. Roentgen produjo los rayos X jugando con un tubo de rayos catódicos —o tubo de Crookes, como entonces se le conocía—. En 1897, J. J. Thomson, científico inglés, esclarece la naturaleza de los rayos catódicos y demuestra que son partículas con una carga negativa -e y una masa igual a una pequeña fracción (que ahora sabemos que vale 1/1837) de la masa del átomo más ligero, el de hidrógeno. Así, Thomson descubre el electrón, partícula ubicua en la materia, y abre el camino de la física moderna, pues sugiere que el átomo de los químicos no es indivisible. En vez de ello, insinúa el físico inglés, el átomo es una esfera de carga eléctrica positiva en donde los electrones se encuentran dispuestos como las pasas en un pudín. Entre paréntesis, al demostrarse que los rayos catódicos son partículas cargadas, quedó claro también lo que origina los rayos X: éstos no son otra cosa que radiación electromagnética producida al frenar bruscamente los electrones cuando chocan con la pantalla del tubo de Crookes. Por este mismo fenómeno se producen rayos X en las pantallas de televisión o en los monitores de las microcomputadoras.

Contemporáneos a Roentgen y a Thomson fueron Becquerel y los Curie. Un año después de Roentgen, Henri Becquerel descubrió otro tipo de rayos misteriosos, que estudiaban también los esposos Curie. Ernest Rutherford, físico neozelandés discípulo de Thomson, clasificó las recién llegadas radiaciones en tres tipos: a, b y g. La primera consiste de partículas con carga positiva y masa casi igual a la del átomo de helio, el segundo elemento de la tabla de Mendeleyev. Hoy sabemos que el segundo tipo de rayos, los b, son iguales a los electrones de Thomson; y la tercera radiación, la g, es de la misma naturaleza que los rayos X —o sea, radiación electromagnética, como la luz— aunque con un poder de penetración y una energía mucho mayores.

Así como Bunsen y Kirchhoff usaron la luz como elemento de análisis químico en su espectroscopio, Rutherford ideó usar las partículas de la radiación a para analizar el átomo. Al lanzar esas partículas contra laminillas de oro encontró, para su gran sorpresa, que algunas de ellas rebotaban cual si chocaran contra un objeto casi puntual, muy masivo, de carga positiva, que se encontrara en el centro de los átomos. Un modelo de cargas dispersas, como el propuesto por su maestro Thomson, no podría dar cuenta cabal de las observaciones de Rutherford. Por ello, el gran experimentador neozelandés propuso un nuevo modelo atómico, que recuerda a un sistema solar en miniatura: el átomo está formado por electrones que dan vuelta alrededor de un núcleo cargado positivamente, que los atrae con la fuerza eléctrica de Coulomb. El núcleo masivo juega el papel del Sol, los electrones actúan como si fueran los planetas, y la fuerza eléctrica entre cargas opuestas reemplaza la atracción gravitacional que introdujo Newton varios siglos antes.

Con esta serie de brillantes descubrimientos, quedaba expuesto claramente el problema de la espectroscopía atómica, la primera espectroscopía. ¿Por qué existen los espectros ópticos de los átomos? ¿Por qué constituyen una huella digital de cada elemento químico? La respuesta sólo podría encontrarse luego de la revisión más profunda hecha hasta entonces sobre la naturaleza de las cosas materiales: la revolución cuántica.