En este modelo, se sabía que los átomos consistían en electrones cargados negativamente. Aunque Thomson los llamó “corpúsculos”, se los llamó más comúnmente “electrones” como propuso GJ Stoney en 1894.
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En ese momento, se sabía que los átomos tenían carga neutra. Para explicar esto, Thomson sabía que los átomos también deben tener una fuente de carga positiva para equilibrar la carga negativa de los electrones. Consideró tres modelos plausibles que satisfarían las propiedades conocidas de los átomos en ese momento:
- En el aire, a presión normal, ¿se mueven las diferentes moléculas en el vacío? ¿Tenemos que repensar el éter?
- ¿Cuál es la estructura de Lewis de -CH2OCH3 y -Ch = CH2?
- Si pudiéramos observar una sola molécula de oxígeno en una habitación, ¿cómo sería?
- ¿Es realmente seguro que una bomba nuclear explote en las alturas, por encima de la atmósfera, como se muestra en la película Batman V Superman?
- ¿Cómo se puede transformar la energía eólica en energía química para ser almacenada?
- Cada electrón cargado negativamente se emparejó con una partícula cargada positivamente que lo siguió a todas partes dentro del átomo.
- Los electrones cargados negativamente orbitaban una región central de carga positiva que tenía la misma magnitud que todos los electrones.
- Los electrones negativos ocupaban una región del espacio que en sí era una carga positiva uniforme (a menudo considerada como una especie de “sopa” o “nube” de carga positiva).
Thomson eligió la tercera posibilidad como la estructura más probable de los átomos. Thomson publicó su modelo propuesto en la edición de marzo de 1904 de la revista Philosophical Magazine , la principal revista científica británica de la época. En opinión de Thomson:
… los átomos de los elementos consisten en una serie de corpúsculos electrificados negativamente encerrados en una esfera de electrificación positiva uniforme, …
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Con este modelo, Thomson abandonó su hipótesis anterior de “átomo nebular” en la que los átomos estaban compuestos de vórtices inmateriales. Al ser un científico astuto y práctico, Thomson basó su modelo atómico en evidencia experimental conocida de la época. Su propuesta de una carga de volumen positiva refleja la naturaleza de su enfoque científico para el descubrimiento, que consistía en proponer ideas para guiar futuros experimentos.
Las órbitas de electrones dentro del modelo se estabilizaron por el hecho de que cuando un electrón se alejó del centro de la esfera cargada positivamente, fue sometido a una mayor fuerza interna neta positiva, porque había más carga positiva dentro de su órbita (ver Ley de Gauss). Los electrones podían girar libremente en anillos que se estabilizaban aún más por las interacciones entre los electrones, y las mediciones espectroscópicas debían explicar las diferencias de energía asociadas con diferentes anillos de electrones. Thomson intentó sin éxito remodelar su modelo para tener en cuenta algunas de las principales líneas espectrales conocidas experimentalmente por varios elementos.
El modelo de pudín de ciruela guió útilmente a su alumno, Ernest Rutherford, para diseñar experimentos para explorar más a fondo la composición de los átomos. Además, el modelo de Thomson (junto con un modelo similar de anillo de Saturno para electrones atómicos presentado en 1904 por Nagaoka después del modelo de James Clerk Maxwell de los anillos de Saturno), fueron predecesores útiles del modelo más correcto del átomo, similar al sistema solar de Bohr.
El apodo coloquial “pudín de ciruela” pronto se atribuyó al modelo de Thomson, ya que la distribución de electrones dentro de su región espacial cargada positivamente les recordó a muchos científicos las “ciruelas” en el postre inglés común, el pudín de ciruela.
En 1909, Hans Geiger y Ernest Marsden realizaron experimentos con finas láminas de oro. Su profesor, Ernest Rutherford, esperaba encontrar resultados consistentes con el modelo atómico de Thomson. No fue sino hasta 1911 que Rutherford interpretó correctamente los resultados del experimento.
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lo que implicaba la presencia de un núcleo muy pequeño de carga positiva en el centro de los átomos de oro. Esto condujo al desarrollo del modelo Rutherford del átomo. Inmediatamente después de que Rutherford publicara sus resultados, Antonius Van den Broek hizo la propuesta intuitiva de que el número atómico de un átomo es el número total de unidades de carga presentes en su núcleo. Los experimentos de Henry Moseley en 1913 (ver la ley de Moseley) proporcionaron la evidencia necesaria para apoyar la propuesta de Van den Broek. Se descubrió que la carga nuclear efectiva era consistente con el número atómico (Moseley encontró solo una unidad de diferencia de carga). Este trabajo culminó en el modelo de Bohr del átomo similar al sistema solar (pero limitado cuánticamente) en el mismo año, en el que un núcleo que contiene un número atómico de cargas positivas está rodeado por un número igual de electrones en capas orbitales. Como el modelo de Thomson guió los experimentos de Rutherford, el modelo de Bohr guió la investigación de Moseley.
