Jabarkan Pemodelan atom dari Model Rutherford

Rutherford mempresentasikan model fisik struktur subatomiknya, sebagai interpretasi atas hasil percobaan yang tak diduga tersebut. Ia membangun model atom yang mirip dengan sistem tata surya. Dalam presentasinya tersebut, atom disusun dari suatu pusat massa (kemudian disebut sebagai nukleus, walaupun Rutherford tidak menggunakan istilah "nukleus" dalam makalahnya) yang dikelilingi oleh awan (yang diduga) merupakan elektron yang berputar.

Terdapat beberapa indikator kunci dalam hipotesis model atom Rutherford, diantaranya:

Awan elektron tidak mempengaruhi hamburan partikel alfa.

Banyak dari muatan positif atom terkonsentrasi pada volume yang kecil di pusat atom, yang kemudian dikenal sebagai nukleus. Besarnya muatan ini sebanding dengan massa atom tersebut—massa sisanya kemudian diketahui banyak dipengaruhi oleh neutron. Pusat massa dan muatan terkonsentrasi ini berpengaruh dalam memantulnya baik partikel alfa maupun beta.

Massa atom-atom berat seperti emas kebanyakan terkonsentrasi pada wilayah pusat muatan, karena perhitungan menunjukkan bahwa kawasan ini tidak dipantulkan atau bergerak oleh adanya partikel alfa berkecepatan tinggi, yang memiliki momentum yang sangat tinggi dibandingkan dengan elektron, tetapi tidak mewakili keseluruhan atom berat tersebut.

Atom itu sendiri memiliki diameter 100.000 (105) kali lebih besar dari diameter nukleus. Penggambaran tersebut dapat diandaikan seperti ketika meletakkan sebutir pasir di tengah lapangan sepak bola.

Dalam makalahnya pada bulan Mei 1911, Rutherford hanya berfokus pada wilayah pusat muatan positif atau negatif yang sangat tinggi dalam atom tersebut.

Untuk konkretnya, anggap bahwasannya lintasan partikel α yang berkecepatan tinggi melalui atom yang memiliki muatan pusat positif N e, serta dikelilingi oleh suatu muatan elektron N.

Model Rutherford terkonsentrasi pada muatan dan massa atom pada suatu inti yang sangat kecil, tetapi tidak menjelaskan struktur lain dari elektron yang tersisa dan massa atom yang lain. Rutherford menyebut model atom Hantaro Nagaoka, di mana elektron tersusun dalam satu atau lebih cincin, dengan struktur menyerupai cincin Planet Saturnus yang stabil. Model puding prem dari J. J. Thomson juga memiliki cincin orbit elektron. Jean Baptiste Perrin mengklaim dalam kuliah Nobelnya bahwa ia adalah yang pertama mengusulkan model tersebut dalam makalahnya tahun 1901.

Makalah Rutherford menyarankan bahwa muatan pusat dari suatu atom mungkin "sebanding" dengan massa atomnya dalam satuan massa hidrogen u (secara kasar 1/2 darinya, dalam model Rutherford). Untuk emas, nomor massanya adalah 197 (tidak benar-benar akurat) dan karenanya dalam pemodelan Rutherford memiliki massa atom 196 u. Namun, Rutherford tidak mencoba membuat hubungan langsung antara muatan pusat dengan nomor atom, karena "nomor atom" emas (pada saat itu adalah nomor penempatannya dalam tabel periodik) adalah 79, dan Rutherford memodelkan muatan pada sekitar +100 satuan (ia sebenarnya menyarankan 98 satuan muatan positif, setengah dari 196). Karenanya, Rutherford tidak secara formal menyarankan dua angka (posisi dalam tabel periodik, 79, dan muatan inti, 98 atau 100) dapat benar-benar sama.

Satu bulan setelah makalah Rutherford diterbitkan, usulan mengenai identitas pasti dari nomor atom dan muatan inti dibuat oleh Antonius van den Broek, dan kemudian dikonfirmasi secara eksperimen dalam kurun waktu dua tahun, oleh Henry Moseley.