MODELO ATÓMICO DE DALTON
Entre 1803 y 1808 Jhon Dalton enunció su teoría atómica con la cual pudo explicar entre otros hechos históricos, la ley de conservación de masa, las proporciones definidas, las proporciones múltiples y la clasificación de la materia en elementos compuestos y mezclas.
Sus postulados son:
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Toda la materia está formada de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.
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Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en forma, tamaño y masa.
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Todos los átomos de diferentes elementos son diferentes
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Los átomos de diferentes elementos se combinan químicamente para formar compuestos. Al combinarse, los átomos de un elemento no se transforman en átomos de otros elementos; tampoco se crean o se destruyen.
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En un compuesto dado, el número relativo y la clase de átomos son constantes.
A partir de esta teoría, se establecen conceptos más refinados.
UN ELEMENTO: Es un tipo particular de materia formado por una sola clase de átomos.
UN COMPUESTO: Es un tipo particular de materia formada por diferentes clases de átomos combinados químicamente en proporciones definidas.
De la misma manera que el átomo es la mínima parte de un elemento sin que se pierdan las propiedades, la molécula es la mínima parte de un compuesto en la cual aún se conservan las propiedades.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Para los científicos de 1900, al tomar como base los experimentos con rayos catódicos, era la clara la necesidad de revisar el modelo atómico propuesto por Dalton.
La investigación de Thomson arrojó que los átomos tienen electrones y son eléctricamente neutros. El modelo propuesto por Thomson consideraba al átomo como una esfera de masa cargada positivamente y sobre la cual flotan los electrones, exactamente como se encuentran las uvas pasas o ciruelas sobre un pastel.
Este modelo permitía explicar varios fenómenos experimentales como la electrización y la formación de iones.
La electrización: Es el exceso o la deficiencia de electrones que tienen un cuerpo y es la responsable de su carga eléctrica negativa o positiva.
Formación de Iones: Un ión es un átomo que ha perdido o ganado electrones.
Los planteamientos desarrollados dejan claramente una visión de un átomo divisible.
Queda aún sin resolver los interrogantes acerca de cómo están situados estas partículas en el átomo y en qué número para formar los diversos elementos.
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
Realizó un bombardeo con partículas alfa a una lámina de oro muy delgada. Su explicación con base en el modelo de Thomson planteaba inquietudes: Si las cargas positivas y negativas realmente están distribuidas uniformemente en el átomo de oro, en este caso, como lo sugirió Thomson, es de esperarse que todas las partículas alfa atraviesen los átomos de oro en línea recta. ¿Qué causa la desviación de algunas partículas alfa?
Rutherford planteó que entre el núcleo y los electrones hay espacio vacío. Concluyó que el núcleo está formado por los protones y los neutrones. Por tanto, es de naturaleza positiva y allí está concentrada la mayor parte de la masa del átomo. Por tanto, los rayos las partículas alfa se desvían de su trayectoria porque al pasar cerca del núcleo, sufren la repulsión de éste, que también es positivo.
Modelos atómicos
Línea del tiempo
MODELO ATÓMICO DE BOHR
Niels Bohr sabía que las principales objeciones al modelo atómico de Rutherford eran que, de acuerdo a las leyes electromagnéticas de Maxwell, los electrones irradiarían su energía en forma de ondas electromagnéticas y, por lo tanto, describirían órbitas espirales que los irían acercando al núcleo hasta chocar contra él. Por lo cual, no había ninguna esperanza de que los átomos de Rutherford se mantuvieran estables ni que produjeran las nítidas líneas espectrales observadas en los espectroscopios.
En 1913, Bohr postuló la idea de que el átomo es un pequeño sistema solar con un pequeño núcleo en el centro y una nube de electrones que giran alrededor del núcleo. Hasta aquí, todo es como en el modelo Rutherford.
a) Los electrones solamente pueden estar en órbitas fijas muy determinadas, negando todas las demás.
b) En cada una de estas órbitas, los electrones tienen asociada una determinada energía, que es mayor en las órbitas más externas.
c) Los electrones no irradian energía al girar en torno al núcleo.
d) El átomo emite o absorbe energía solamente cuando un electrón salta de una órbita a otra.
e) Estos saltos de órbita se producen de forma espontánea.
f) En el salto de una órbita a otra, el electrón no pasa por ninguna órbita intermedia.
MODELO ATÓMICO ACTUAL
La teoría de Bohr explicaba muy bien lo que sucedía con el átomo de hidrógeno, pero se presentó inadecuada para esclarecer los espectros atómicos de otros átomos con dos o más electrones.
Hasta 1900 se tenía la idea de que la luz poseía carácter de onda. A partir de los trabajos realizados por Planck y Einstein, este último propuso que la luz sería formada por partículas-onda, o sea, según la mecánica cuántica, las ondas electromagnéticas pueden mostrar algunas de las propiedades características de partículas y vice-versa.
La naturaleza dualistica onda-partícula pasó a ser aceptada universalmente. En 1924, Louis de Broglie sugirió que los electrones hasta entonces considerados partículas típicas, poseerían propiedades semejantes a las ondas.
Esto hace referencia a que un electrón tiene masa y ocupa un espacio definido (partícula), pero a su vez se comporta tal como lo pudiera hacer la luz o el sonido (onda).
A todo electrón en movimiento está asociada una onda característica (principio de dualidad). Entonces, ¿si un electrón se comporta como onda, como es posible especificar la posición de una onda en un instante dado?
Podemos determinar su comportamiento de onda, su energía, o mismo su amplitud, sin embargo, no hay posibilidad de decir exactamente donde está el electrón. Además de esto, considerándose al electrón una partícula, esta es tan pequeña que, si intentásemos determinar su posición y velocidad en un determinado instante, los propios instrumentos de medición irían a alterar esas determinaciones.
PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG: No es posible determinar la velocidad y la posición de un electrón, simultáneamente, en un mismo instante.
ECUACIÓN DE SCHRÖDINGER:
En 1926, Erwin Schrödinger, debido a la imposibilidad de calcular la posición exacta de un electrón en la electrósfera, desarrolló una ecuación de ondas (ecuación muy compleja, envolviendo el cálculo avanzado) que permitía determinar la probabilidad de encontrar el electrón en una región dada del espacio. Así, tenemos que la región del espacio donde es máxima la probabilidad de encontrar el electrón es llamada de Orbital.
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BIBLIOGRAFÍA
Cárdenas, F. Química y ambiente 1. Mc Graw Hill. Página 65. Bogotá, Colombia.
Cárdenas, F. Relaciones materia y energía, modelo de Bohr y mecano-cuántico. Química y ambiente 1. Mc Graw Hill. Página 69. Bogotá, Colombia.
Muñoz, J; Ramirez, L; Recio, J; Palacio, C; Grima, M; Soriano, J; Ripoll, E; Peña, J. (2018). El átomo y los modelos atómicos. RecursosTic. Recuperado de http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/impresos/quincena5.pdf
Astrojem (marzo de 2018). Modelo atómico según Niels Bohr. Recuperado de: https://astrojem.com/teorias/modelobohr.html