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HISTORIA DE LOS MODELOS ATÓMICOS
La historia del modelo atómico comienza muchos siglos atrás, incluso antes de Cristo. En el siglo V ac, los filósofos griegos se preguntaban si la materia podía ser dividida en tantas partículas hasta llegar a un punto en que ya no se pudiera dividir mas, es decir que fuera indivisible. Es así como Democrito hace una teoría en la que afirma que la materia está compuesta de partículas indivisibles, a estas partículas las llamo átomos. La palabra átomo en griego significa indivisible.
Empédocles, otro filósofo griego, que no creía en dicha teoría y postulaba la idea de que la
materia estaba constituida por 4 elementos que se combinaban entre sí: el agua, la tierra, el aire
y el fuego.
Posteriormente transcurre un período en la historia de la Química, donde la principal
preocupación es tratar de convertir los metales conocidos en oro. A los científicos encargados de
estos procesos se les llamaba alquimistas. Nunca se pudo lograr el objetivo de estos científicos.
Con la llegada de la ciencia experimental en los siglos XVI y XVII, los avances en todos los
campo propician los estudios en química.
Hacia finales del siglo XIX se descubrió que el átomo si es una partícula divisible, ya que
consta de tres partículas elementales, protones, neutrones y electrones.
- Los primeros en ser descubiertos fueron los electrones en el año 1897 por el investigador Sir Joseph Thomson.
- Los protones fueron descubiertos al igual que el núcleo del átomo en 1911 por Ernest Rutherford.
- Los últimos en ser descubiertos fueron los neutrones en 1933 por James Chadwick (Gran Bretaña).
MODELOS ATOMICOS
* DEMÓCRITO:
El concepto de átomo es muy antiguo. El filósofo griego Demócrito (460 a 370 aC) pensaba
que el Universo se componía de vacío y átomos. Para él la materia estaba constituida por
partículas pequeñísimas e indivisibles a las que llamó “átomos” (del griego átomos = sin división).
Sin embargo admitía la teoría de los cuatro elementos que componían la materia (aire, agua, fuego
y tierra).
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| Demócrito |
* DALTON: (modelo de esferas macizas)
La teoría átomica moderna fué enunciada por el científico inglés John Daltón (1808) por
medio de sus postulados:
1.- Los elementos simples están constituidos por átomos.
2.- Los átomos de un mismo elemento químico son idénticos.
3.- Los átomos de elementos químicos diferentes tienen distinta masa y propiedades.
4.- Combinando átomos diferentes en proporciones numéricas sencillas, se forman
las moléculas (H2O, CO2).
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| Modelo atómico de Dalton |
El inglés J. J. Thomson fue el primero en proponer un modelo para el átomo. En 1904 tras el descubrimiento del electrón el profesor Thomson de la Universidad de Cambridge, imaginó que si el átomo tenía cargas eléctricas negativas (electrones), debería poseer en algún punto la suficiente carga positiva para neutralizarlas. Entonces imaginó un átomo formado por una esfera de carga positiva que llevaba “incrustados” en su superficie los electrones de carga negativa.
Ernest Rutherford, discípulo y sucesor del profesor Thomson en la cátedra de la Universidad
de Cambridge, trató de confirmar experimentalmente la teoría de su maestro bombardeando
laminillas muy finas de oro con partículas alfa (α ) procedentes de material radiactivo.
(las partículas alfa son átomos de helio que han perdido sus dos electrones, o sea que solo portan
cargas positivas).
Obtuvo los siguientes resultados:
- gran parte de las partículas alfa seguían su camino sin desviarse
- algunas partículas sufrían grandes desviaciones
- una pequeña cantidad salía rebotada en la misma dirección de incidencia
El hecho de que la mayoría de las partículas alfa atravesaran la lámina sin desviarse indicaba que el átomo tenía que ser, en su mayor parte, un espacio vacío. Pero el hecho tambien de que algunas partículas alfa positivas se desviaran o retrocedieran, indicaban el encuentro directo con una zona del átomo fuertemente positiva, y a la vez muy densa de masa.
Era obligado introducir un modelo atómico nuevo. En 1911 Rutherford presentó su “modelo
nuclear” basado en:
1) Todo átomo está formado por núcleo y corteza.
2) En el núcleo están reunidas las cargas positivas y casi toda la masa
3) Alrededor del núcleo giran los electrones, de carga negativa, describiendo órbitas
circulares y elípticas
4) Entre núcleo y electrones del mismo átomo existe fuerte atracción eléctrica.
* CHADWICK: el neutrón
En 1932 Chadwick identificó una partícula nuclear de masa aproximadamente igual a la del protón, pero sin carga eléctrica, a la que le dio el nombre de “neutrón”.
Este descubrimiento modifica el modelo de Rutherford ya que ahora el núcleo contiene protones y neutrones.
Si se hace pasar la luz del Sol a través de una estrecha rendija y luego a través de un prisma, aquélla se descompone en sus colores integrantes, que abarcan desde el rojo hasta el violeta. Se trata del “espectro continuo” de luz solar.
Si lo que se hace pasar por el prisma es la luz proveniente de un elemento incandescente, obtendremos una serie de líneas brillantes sobre fondo oscuro. Estas líneas son características de
cada elemento y reciben el nombre de “espectro de rayas”. El espectro es como la “huella dactilar”
del elemento, de tal modo que puede utilizarse para identificarlo.
alrededor del núcleo, deberían radiar energía constantemente y ésta variaría en forma continua.
Pero como acabamos de ver, los espectros característicos de cada átomo no son continuos, sino
de rayas, lo que supone “saltos” de energías.
Se necesita superar el modelo de Rutherford con otro que permita explicar las variaciones
de energía en el átomo.
*BOHR: Modelo cuántico.
El científico danés Niels Bohr propuso en 1913 como consecuencia de la investigación de los espectros, aplicar al modelo de Rutherford la teoría cuántica de Planck.
Max Planck, estudiando la luz emitida por la materia al calentarse, llegó a la conclusión de que la energía no es divisible indefinidamente, sino que existen últimas porciones de energía a las que llamó “cuantos”. La radiación emitida (o absorbida) por un cuerpo sólo puede ser un número
entero de cuantos.
Bohr propuso que el átomo estaba cuantizado, es decir, que sólo podía tener ciertas cantidades de energía permitidas. Esto implicaba que el electrón no podía girar a cualquier distancia alrededor del núcleo, sino en ciertas órbitas solamente (a diferencia del modelo de Rutherford), todas las demás órbitas le estaban prohibidas.
Bohr desarrolló su modelo en tres postulados:
1º: Los electrones al girar en su propia orbita no absorben ni emiten energía.
2º: Cada órbita tiene una energía característica. Solo pueden existir ciertas órbitas
estacionales permitidas.
3º: La energía liberada por el electón al pasar a una órbita interior la emite en
forma de radiación electromagnética.
Por lo tanto, y como explicación al estudio de los espectros, toda raya en un espectro supone un salto de un electrón entre dos niveles de energía diferentes.
El número n es el que define el nivel energético de los electrones que se sitúan en su capa correspondiente. Por eso, este número recibe el nombre de número cuántico principal.
Bohr calculó las capas o niveles electrónicos (K, L, M, N, O, P, Q) y el número máximo de electrones contenidos en cada una de ellas. Este número viene dado por la ecuación: 2n2 siendo n
el número cuántico principal).
*TEORÍA DE SOMMERFELD
En 1915 amplió el modelo atómico de Bohr aplicándolo a posibles órbitas elíptica.
* MODELO DE SCHRODINGER
Es el creador de la mecáncia cuántica.Establece que los átomos tienen diferentes niveles de energía. Cada nivel tiene orbitales donde existe la probabilidad de encontrar un máximo de dos electrones.Propuso una ecuación de onda que describe la forma en la cual las ondas de materia cambian en el espacio y el tiempo.
Describe y establece el orbital como la región del espacio caracterizada por una determinada
energía donde la probabilidad de encontrar un electrón es superior al 99%”.
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| EVOLUCIÓN DE LOS MODELOS ATÓMICOS
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