III. LOS �TOMOS QU�MICOS DEJAN DE SERLO

LLEGAMOS as� a las postrimer�as del diecinueve, cuando en 1895 el f�sico alem�n Roentgen descubre una misteriosa y penetrante radiaci�n, que �l llam� X. Roentgen produjo los rayos X jugando con un tubo de rayos cat�dicos —o tubo de Crookes, como entonces se le conoc�a—. En 1897, J. J. Thomson, cient�fico ingl�s, esclarece la naturaleza de los rayos cat�dicos y demuestra que son part�culas con una carga negativa -e y una masa igual a una peque�a fracci�n (que ahora sabemos que vale 1/1837) de la masa del �tomo m�s ligero, el de hidr�geno. As�, Thomson descubre el electr�n, part�cula ubicua en la materia, y abre el camino de la f�sica moderna, pues sugiere que el átomo de los qu�micos no es indivisible. En vez de ello, insin�a el f�sico ingl�s, el �tomo es una esfera de carga el�ctrica positiva en donde los electrones se encuentran dispuestos como las pasas en un pud�n. Entre par�ntesis, al demostrarse que los rayos cat�dicos son part�culas cargadas, qued� claro tambi�n lo que origina los rayos X: �stos no son otra cosa que radiaci�n electromagn�tica producida al frenar bruscamente los electrones cuando chocan con la pantalla del tubo de Crookes. Por este mismo fen�meno se producen rayos X en las pantallas de televisi�n o en los monitores de las microcomputadoras.

Contempor�neos a Roentgen y a Thomson fueron Becquerel y los Curie. Un a�o despu�s de Roentgen, Henri Becquerel descubri� otro tipo de rayos misteriosos, que estudiaban tambi�n los esposos Curie. Ernest Rutherford, f�sico neozeland�s disc�pulo de Thomson, clasific� las reci�n llegadas radiaciones en tres tipos: a, b y g. La primera consiste de part�culas con carga positiva y masa casi igual a la del �tomo 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 radiaci�n, la g, es de la misma naturaleza que los rayos X —o sea, radiaci�n electromagn�tica, como la luz— aunque con un poder de penetraci�n y una energ�a mucho mayores.

As� como Bunsen y Kirchhoff usaron la luz como elemento de an�lisis qu�mico en su espectroscopio, Rutherford ide� usar las part�culas de la radiaci�n a para analizar el �tomo. Al lanzar esas part�culas contra laminillas de oro encontr�, 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 �tomos. Un modelo de cargas dispersas, como el propuesto por su maestro Thomson, no podr�a dar cuenta cabal de las observaciones de Rutherford. Por ello, el gran experimentador neozeland�s propuso un nuevo modelo at�mico, que recuerda a un sistema solar en miniatura: el �tomo est� formado por electrones que dan vuelta alrededor de un n�cleo cargado positivamente, que los atrae con la fuerza el�ctrica de Coulomb. El n�cleo masivo juega el papel del Sol, los electrones act�an como si fueran los planetas, y la fuerza el�ctrica entre cargas opuestas reemplaza la atracci�n gravitacional que introdujo Newton varios siglos antes.

Con esta serie de brillantes descubrimientos, quedaba expuesto claramente el problema de la espectroscop�a at�mica, la primera espectroscop�a. �Por qu� existen los espectros �pticos de los �tomos? �Por qu� constituyen una huella digital de cada elemento qu�mico? La respuesta s�lo podr�a encontrarse luego de la revisi�n m�s profunda hecha hasta entonces sobre la naturaleza de las cosas materiales: la revoluci�n cu�ntica.