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Principales Postulados
1º: La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
2º: Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa e iguales propiedades.
3º: Los átomos permanecen indivisos, incluso cuando se combinan en reacciones químicas.
4º: Los compuestos están formados por una combinación de dos o más tipos diferentes de átomos.
5º: Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y dimensiones. -
Descubrimiento: La Ley de Proporciones Múltiples
Esta ley establece que cuando se combinan átomos de dos elementos, solo se pueden combinar de acuerdo con relaciones enteras como 1: 1, 2: 1, 2: 2, etc. Por ejemplo, el agua H2O se mezcla en una proporción de 2: 1, lo que significa que tiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Entonces, ninguna otra proporción de estos elementos puede usarse para producir agua.
Años después fue demostrada por el químico y físico francés Louis Joseph Gay-Lussac. -
Modelo Atómico de Dalton
Este es el primer modelo atómico fundamentado con bases científicas.
El modelo surgió de pensar que los átomos eran las partículas más pequeñas de la materia, estos eran visualizados como esferas sólidas y duras, por lo que muchas de sus presentaciones se hicieron con modelos hechos de bolas de madera, que le dieron el nombre de modelo de "bola de billar". -
Descubrimiento e Importancia de los Rayos Catódicos
Fue llevado a cabo por J.J. Thomson en 1897.
Este experimento consiste en que si se construye un tubo de vidrio con cables insertados en ambos extremos y se bombea hacia fuera la mayor cantidad de aire posible, sucederá una carga eléctrica que pasara a través del tubo desde los cables generando un brillo fluorescente.
Gracias a este experimento conocemos que todos los átomos contienen pequeñas partículas subatómicas negativamente cargadas llamadas electrones. -
Modelo atómico de Perrin
Jean Perrin, un físico francés publicó el primer modelo basado en el sistema planetario en 1901.
La radiactividad podría explicarse como la disminución de la atracción eléctrica del sol atómico por los electrones más externos al núcleo (metafóricamente, como los neptunos del sistema, como las llamó Perrin).
No obstante, Jean se decantó por abandonar esta investigación y centrarse en otros apectos de la física. Por los que años depués ganaría el premio nobel en 1926. -
Modelo del átomo cúbico o de Lewis
Esta teoría fue publicada por Gilbert N. Lewis en 1916 en su artículo y sirvió para darse cuenta del fenómeno de la valencia.
A pesar de que el modelo del átomo cúbico se abandonó pronto en favor del modelo mecánico cuántico basado en la ecuación de Schrödinger, representó un paso importante hacia el entendimiento del enlace químico.
En su artículo, Lewis también introdujo el concepto del par de electrones en el enlace covalente, la regla del octeto, y la actualmente llamada estructura de Lewis. -
Modelo atómico de Nagaoka
El padre de la física japonesa, Hantaro Nagaoka (1865-1950), propuso un modelo atómico en 1904, en el que los electrones orbitaban alrededor de una gran masa central.
Según Nagaoka, el sistema de partículas era similar al sistema de Saturno. Esto consistió en:
- Una gran cantidad de partículas de igual masa, dispuestas en círculos que se repelen entre sí;
- Una masa central cargada positivamente que atrae a las otras partículas cargadas negativamente, formando anillos. -
Modelo Atómico de Thomson
El modelo atómico de Thomson es la teoría de la estructura atómica propuesta por Thomson en 1904. Este hombre descubrió los electrones con su experimento de la máquina de rayos catódicos en 1897 para que posteriormente se descubrirían los protones y neutrones -
Modelo "Pudin de Pasas"
Thomson postuló que los electrones estaban distribuidos uniformemente en el átomo y suspendidos en una nube de carga positiva. El átomo se consideraba una esfera cargada positivamente con electrones distribuidos como pequeños granos en un pudin.
Este innovador modelo atómico aprovechó la extensa evidencia obtenida gracias a la investigación de los rayos catódicos en la segunda mitad del siglo XIX. -
Diferencias con el Modelo de Dalton
- Aunque el modelo atómico de Dalton explicó la formación de procesos químicos y asumió átomos indivisibles, otra evidencia proporcionada por los rayos catódicos sugiere que estos átomos contienen partículas eléctricas cargadas negativamente.
- El modelo Dalton ignora la estructura interna, pero el modelo Thomson agrega las ventajas del modelo Dalton y puede explicar simultáneamente el hecho de los rayos catódicos.
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Modelo atómico de Rutherford
Ernest Rutherford propuso en 1911 su modelo atómico para explicar los resultados de su «experimento de la lámina de oro».
Propuso un nuevo modelo en el que el átomo tenía un núcleo o centro en el que se concentran la masa y la carga positiva, y que los electrones cargados negativamente están en la zona del núcleo adicional. -
Experimento de la "Lámina de oro"
En 1911, el equipo de Rutherford bombardeó una delgada lámina de oro a alta velocidad con partículas alfa procedentes de material radiactivo. El experimento derivó en los siguientes comportamientos de las partículas:
La mayor parte de ellas atravesaron la lámina sin cambiar de dirección, sin embargo, otras se desviaron considerablemente.
El modelo de Thomson no pudo explicar el comportamiento de las partículas, por lo que lo abandonó y propuso otro modelo basado en átomos nucleares. -
Importancia de este modelo y del núcleo central
La importancia del modelo de Rutherford residió en proponer por primera vez la existencia de un núcleo central en el átomo
Explicando los resultados experimentales, Ernest creía que la concentración de carga en el centro del átomo era esencial, porque sin ella, era imposible explicar el rebote tan desperdigado de algunas partículas
Este fue un paso clave para comprender la materia porque implicó la existencia de un núcleo positivamente cargado y que el 99.9% de la masa se concentran en el núcleo -
Modelo atómico de Bohr
El físico danés Niels Bohr lo propuso en 1913 para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos tienen espectros de emisión característicos (dos problemas que fueron ignorados en el predecesor de Rutherford).
Otro avance que se realizó en este modelo fue que se posicionaron los átomos en distintos niveles o capas en las que estas tienen una cantidad de energía cuantificada -
La energía en el modelo de Bohr
Niels Bohr se refirió a las orbitas de su modelo como capas o niveles de energía. Entonces, la energía de los electrones no es continua, sino "cuantitativa". Estos niveles de energía están marcados con números cuánticos n(n=1, 2, 3, etc.) que podrían ser determinados usando la fórmula de Ryberg. Con estos niveles de energía, damos a entender que los electrones solo pueden ganar o perder energía si saltan de una órbita permitida a otra. En este caso, absorben o emiten radiación electromagnética. -
Principios del modelo atómico de Bohr
1º: Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas circulares.
2º: La energía de la órbita está relacionada con su tamaño. La energía más baja se encuentra en la órbita más pequeña. Cuanto más grande sea la órbita, mayor será la energía que tiene
3º: Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.
4º: El electrón cuando salta de una órbita permitida a otra emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles. -
Postulado del modelo de Heisenberg
1º: Siguiendo el principio de incertidumbre, el electrón actúa como onda y partícula y no se puede conocer su trayectoria.
2º: Contribuyó a la creación de la configuración electrónica para obtener números cuánticos de electrones.
3º: No se toma en cuenta la órbita, lugar donde hay mayor probabilidad de encontrar al electrón.
4º La nube de electrones rodea el exterior del núcleo, que es el nombre de un electrón ampliamente extendido y en movimiento. -
Modelo atómico de Heisemberg
Este modelo atómico introdujo el principio de incertidumbre en los orbitales de electrones que rodean el núcleo atómico.
El modelo establece que no es posible conocer con certeza ni la posición ni el momento lineal de un electrón debido a la imposibilidad de determinar simultáneamente la posición y velocidad de una partícula, por lo que, no se puede conocer la trayectoria de esta. -
Modelo atómico de Schrödinger
El modelo de Erwin Schrödinger sugería que el movimiento de los electrones en el átomo correspondía a la dualidad onda-partícula, y que por ello, los electrones podían movilizarse alrededor del núcleo como ondas estacionarias.
Erwin desarrolló la ecuación homónima para calcular la probabilidad de que un electrón se encuentre en una posición específica. Como consecuencia por sus aportes a la teoría atómica, Schrödinger ganó el Premio Nobel en 1933. -
Características del modelo atómico de Schrödinger
- Este modelo no predice la ubicación del electrón, ni tampoco la ruta que realiza dentro del átomo. Tan solo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón.
- Describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias.
- Los electrones se mueven continuamente, es decir, no permanecen en una posición fija o definida dentro del átomo.
- Estas áreas de probabilidad son denominadas orbitales atómicos y describen un movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo.
