Historia del átomo

430 a.C.- Teoría atomista

La teoría atómica más antigua fue desarrollada por Demócrito, un filósofo griego que propuso que la materia no es continua y que está formada por partículas sólidas a las que llamó “átomos”, qué significa indivisible.

1803- Modelo Atómico de Dalton

El primer modelo atómico fue propuesto por John Dalton. Su modelo fue resultado de las conclusiones que obtuvo de varios de sus experimentos con gases y postula lo siguiente:

1. ·         La materia está formada por átomos.
2. ·         Los átomos son indivisibles e indestructibles.
3. ·         Los átomos de un mismo elemento son idénticos
4. ·         Los átomos de distintos elementos poseen propiedades y masas diferentes.
5. ·         Los compuestos están formados por la unión de átomos en proporciones constantes.
6. ·         Una reacción química es una reorganización de átomos.

1904- Modelo Atómico de Thomson

El ganador del Premio Nobel, J. J. Thomson, descubrió el electrón en 1897 gracias a sus experimentos sobre los rayos catódicos en campos magnéticos y eléctricos.

El Modelo Atómico de Thomson postula que:

1. ·   El átomo está formado por una esfera de carga positiva que tiene incrustados electrones de carga negativa, como en un “pudín de pasas”.
2. ·    Los electrones están repartidos de manera uniforme por todo el átomo.
3. ·    La carga positiva se compensa con la negativa, por lo que el átomo es neutro.

1911- Modelo Atómico de Rutherford

Mediante un experimento en el que bombardeó con partículas alfa una fina lámina de oro, Ernest Rutherford obtuvo las siguientes conclusiones que le ayudaron a crear su modelo atómico:

• ·         La mayor parte de los rayos atravesaban la lámina, por lo que concluyó que la mayor parte del átomo está hueco.
• ·         Solo una pequeña parte de las partículas sufría desviaciones, por lo que el núcleo debía ser unas 10000 veces más pequeño que el radio atómico.

Gracias a estos experimentos, Rutherford propuso en 1911 su modelo atómico con los siguientes principios:

1. ·      El átomo posee un núcleo central pequeño con carga positiva y que contiene casi toda la masa del átomo.
2. ·      Los electrones orbitan alrededor del núcleo.
3. ·     El núcleo de carga positiva y los electrones de carga negativa se mantienen unidos por una fuerza de atracción electroestática. 

1913- Modelo Atómico de Bohr

Niels Bohr, ganador del Premio Nobel de Física, propuso un nuevo modelo atómico tomando como punto de partido el de Rutherford y explicando las insuficiencias de este modelo en cuanto a la estabilidad de las orbitas del electrón.

El Modelo Atómico de Bohr se caracteriza por tres postulados:

1. ·         Los electrones se mueven alrededor del núcleo en orbitas sin emitir energía.
2. ·    Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2p.

Donde "h" es la constante de Planck, “m” la masa del electrón, “v” su velocidad, “r” el radio de la órbita y “n” un número entero (n=1, 2, 3, ...) llamado número cuántico principal, que vale 1 para la primera órbita, 2 para la segunda, etc.

·                     3. Los electrones solo emiten o absorben energía en los saltos entre órbitas. En dichos saltos se emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles determinada por la fórmula:

Ea - Eb = h · v = h · (RM · [1/nb2 - 1/na2]

1916- Modelo Atómico de Sommerfeld

Arnold Sommerfeld mejoró el modelo de Bohr aplicando la teoría de la relatividad de Einstein para explicar las limitaciones de dicho modelo, ya que encontró que en algunos átomos los electrones alcanzan velocidades cercanas a la velocidad de la luz.

Entre las características de su modelo se encuentran las siguientes:

1. ·         Las orbitas de los electrones pueden ser circulares o elípticas, estas últimas están determinadas por el número cuántico azimutal (l) que toma valores desde 0 a n-1:

l = 0 → forma el orbital s

l = 1 → forma el orbital p

l = 2 → forma el orbital d

l = 3 → forma el orbital f

Por ejemplo, con 3 niveles de energía (n=1, 2 y 3) tenemos las siguientes órbitas posibles:

un obital s en n = 1

un orbital s y un orbital p en n = 2

un orbital s, un orbital p y un orbital d en n = 3

·                  2.  Los electrones alcanzan velocidades relativistas.

·                  3.  Dentro de un mismo nivel energético existen subniveles diferentes.

1926- El Modelo Atómico de Schrödinger

Este modelo permitió que el electrón ocupara un espacio tridimensional y sigue siendo el más aceptado hoy en día.

Sus principales características son:

1. ·         Los electrones se comportan como ondas estacionarias que se distribuyen en el espacio según la función de ondas (Ψ).
2. ·         El movimiento de los electrones es constante, lo que señala que no tienen una posición fija en el átomo.
3. ·         Este modelo no puede predecir la ubicación del electrón, pero puede establecer una zona probable donde se encuentre.
4. ·         Los electrones se desplazan dentro del átomo describiendo orbitales. Estos son zonas en donde la probabilidad de encontrar un electrón es considerablemente más alta. La referida probabilidad es proporcional al cuadrado de la función de onda Ψ2.
5. ·         Explica la estructura electrónica del átomo pero no puede describir como es el núcleo ni su estabilidad.