Modelos atómicos

¿Qué es modelo Atómico?

Cuando hablamos de un “modelo”, significa que es una representación de forma grafica que nos sirve como referencia para entender algo e forma mas sencilla y de “atómico” hablamos de conceptos relacionados con los átomos.

Entonces, un modelo atómico es una representación grafica de la estructura que tienen los átomos y es una explicación de cómo se comportan los átomos.

La palabra “átomo “proviene del griego “a-tomo” que significa “sin división”.

A lo largo del tiempo se han diseñado distintos modelos atómicos, el primer modelo fue postulado por Demócrito.

Demócrito

Demócrito 

Fue el primer filosofo científico que afirmo que los átomos son eternos, inmutables e indivisibles, es decir, que son eternas, que no cambian y que no pueden dividirse en partículas mas pequeñas. Para Demócrito el átomo era la partícula más pequeña que existía, una partícula homogénea, es decir, que no se puede comprimir y que no se puede ver.

Jhon Dalton

Jhon Dalton

Fue un químico y matemático británico. Jhon Dalton fue el primero en desarrollar un modelo atómico con bases científicas, basándose en la idea de Demócrito, Dalton dedujo que el átomo era algo parecido a una esfera pequeña, también indivisible e inmutable.

Dalton hizo los siguientes “postulados”:

1.- La materia esta compuesta por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles llamadas átomos.

2.- Los átomos de diferentes elementos tienen masas y

Átomo según Dalton

propiedades distintas.

3.- Los átomos de un mismo elemento son similares entre si, es decir, con igual masa y propiedades.

4.- Los átomos, al combinarse para formar compuestos (moléculas) mantienen relaciones simples.

5.- Los átomos permanecen sin división, incluso cuando se combinan en reacciones químicas.

6.- Los átomos de elementos distintos se pueden combinar en proporciones diferentes y formar más de un compuesto.

7.- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

Tanto Dalton como Demócrito estaban equivocados, ambos modelos tienen insuficiencias ya que los átomos si pueden cambiar y también pueden dividirse en partículas mas pequeñas. El átomo no es la partícula más pequeña. Existen partículas subatómicas, es decir, mas pequeñas, como por ejemplo, los “neutrinos”, entre otras.

Joseph Jhon Thomson

Joseph Jhon Thomson 

Fue un científico británico que descubrió el electrón y los isotopos. El decía que los átomos estaban compuestos por electrones de carga negativa (-) en un átomo positivo, es decir, como si tuviéramos una bola cargada positivamente rellena de electrones (carga negativa) , también conocido como el “Modelo de Budín de Pasas”.

El error de Thomson fue que hizo suposiciones

Átomo "budin de pasas"

incorrectas de cómo se distribuía la carga positiva en el interior del átomo.



Gilbert Newton Lewis

Lewis fue un físico y químico estadounidense que realizo la “estructura de Lewis”. El modelo atómico de Lewis esta basado en un cubo, donde decía que los electrones de un átomo se colocaban de forma cubica, es decir, los electrones de un átomo estaban colocados en los vértices de un cubo.

El modelo de Lewis fue un paso importante en la historia para entender el significado del átomo pero se abandono pronto esta teoría

Modelo cúbico de Lewis 

Modelo atomico de Rutherford

Su nombre era Ernest Rutherford el cual vivió hasta los 66 años, nació el 1871 y  falleció en el 1937, Ernest fue físico y químico, la gran parte de su vida se dedicó a estudiar las partículas radioactivas (gamma, alfa y beta), fue el primero en definir un modelo atómico, en el que se pudo demostrar que un átomo está compuesto de una corteza y un núcleo.

modelo de rutherford

Este átomo que fue descubierto por Ernest estaba compuesto por una especie de núcleo el cual estaba cargado positivamente y tenía una corteza en que los electrones son de carga negativa y  giran alrededor del núcleo a una gran velocidad. Para Rutherford esa masa era demasiado pequeña. Esa masa la definía como una concentración de carga positiva.

Los estudios de Rutherford demostraron que la mayor parte del átomo lo abarcaba el núcleo con casi el 100% y en su mayor parte estaba vacío.

Modelo Atómico De Bohr:

El modelo de Bohr también es llamado como de Bohr-Rutherford. su nombre original mente era Niels Henrik David Bohr, este fue un físico danés que vivió hasta los 77 años, nació en el 1885 y falleció el 1962 a lo largo de su vida siempre se basó en las teorías de Rutherford para poder explicar su modelo atómico.

modelo de Bohr

Bohr en su modelo introdujo gran parte la teoría de la mecánica cuántica en la cual explicó como los electrones giraban alrededor del núcleo. Mientras los electrones giraban en torno al núcleo definían unas órbitas circulares estables las cuales Bohr explicó como que los electrones se pasaban de unas órbitas a otras para ganar o perder energía.

Niels henrik David Bohr Demostró que cuando un electrón pasaba de una órbita más externa a otra más interna emitía una radiación electromagnética. Además dijo que cada órbita tiene un nivel diferente de energía.

Modelo Atómico De Sommerfeld

Llamado Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld fue un físico alemán que vivió hasta la edad de 83 años, nació el 1868 y fallecio en el 1951. Su aporte que tubo mas importancia de este físico fue modificar  el concepto de las órbitas circulares que determinaban los electrones en el modelo atómico de Bohr por órbitas elípticas.

Lo que el hizo fue completar el modelo de Bohr con las órbitas elípticas lo que dio lugar al reconocimiento del numero cuántico Azimutal (o secundario). Cuanto mas grande  era este número mayor era la excentricidad de la órbita elíptica que describía el electrón.

Modelo Atómico De Schrödinger

 Llamado Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger, este fue un físico austriaco que vivió hasta los 74 años, nacio en el 1887 y fallecio el 1961, su modelo cuántico explica que los electrones no están en órbitas definidas.

 Erwin describió el crecimiento del electrón alrededor del núcleo mediante ecuaciones matemáticas pero no decubrio su posición.

El decía que su posición no se podía determinar con precisión. Entonces propuso una ecuación que ayuda a adivinar las regiones donde se encontraba el electrón, esta se conoce como la “ecuación de Schrödinger”.




Aportes para el modelo mecanocuantico:

Max Planck: colaboro con la hipótesis que lleva su nombre. La hipótesis de Planck  dice que la energía emite o absorbe en forma de pequeños “cuantos” de energía.

Esto lo tomaron en cuenta para la elaboración definitiva del modelo mecano cuántico del átomo ya que puso una revolución, por lo tanto no se creía que la energía estaba cuantizada hasta ese momento, lo que resolvía muchos problemas para la elaboración de la teoría.

Albert Einstein: en 1905 logro una explicación notable del efecto fotosintético, un experimento hasta entonces preocupante que la teoría ondulatoria era incapaz de explicar. Postulo la existencia de fotones, decía que eran cuantos de luz con propiedades de partículas.

 En el efecto fotosintético se observa que si un haz de luz incidía en una placa de metal producía electricidad en el circuito presumiblemente, la luz liberaba los electrones del metal, provocando su flujo. Sin embargo, mientras que una luz azul débil era suficiente para provocar este efecto, la más fuerte e intensa luz roja no lo provocaba.

De acuerdo a la teoría ondulatoria, la fuerza o amplitud de la luz se hallaba en proporciones con su brillantez, la luz más brillante debería ser más que suficiente para crear el paso de electrones por el circuito. mientras extrañamente, no lo producía.

Einstein llego a la conclusión de que los electrones eran expelidos fuera del metal por la incidencia de fotones. Cada fotón individual acarreaba una cantidad de energía E, que se encontraba relacionada con la frecuencia V de la luz. Mediante la ecuación E= h v.     

Louis de broghie: fue quien dijo  que los electrones deberían tener ondas y partículas deeste comportamiento. En el 1927 demostro que cualquier partícula que tiene masa y que se mueve a cierta velocidad, también se comporta como onda, pero su error fue que la ecuación de De Broglie en la cual se puede aplicar a toda la materia. Los cuerpos macroscópicos, también tendían asociada una onda, pero dado que su masa es muy grande, la longitud de onda resulta tan pequeña que se hace imposible apreciar sus características ondulatorias.

Heisenberg: el planteo que el principio de incertidumbre que revela una característica distinta de la mecánica cuántica se refiere a que no existe en la mecánica newtoniana. Podemos señalar que el concepto se describe que el acto mismo de observar cambia lo que se está observando.

En 1927 werner heisenberg se dio cuenta de que las reglas de la probabilidad que gobiernan las partículas subatómicas nacen de la paradoja de que las propiedades relacionadas de una partícula no pueden ser medidas exactamente al mismo tiempo. Pero heisenberg demostró que no nos será posible idear un método para localizar la posición de la partícula subatómica mientras no estemos dispuestos a aceptar la incertidumbre absoluta respecto a su posición exacta. Es un imposible calcular ambos datos con exactitud al mismo tiempo.