MODELOS ATÓMICOS 

DALTON:

John Dalton (1766-1844), un químico inglés, propuso una nueva teoría atómica en la que dividía toda la materia en dos grupos: los elementos que estaban formados por unidades fundamentales a las que Dalton llamó “átomos”, en honor de Demócrito; y los compuestos, que se constituían por moléculas. Las moléculas están formadas por átomos unidos  en cantidades definidas y constantes.

Dalton demuestra experimentalmente que la materia está formada por la combinación de partículas muy pequeñas, cada una de ellas con una masa característica.

Los puntos principales de la teoría de Dalton son los siguientes:

·         Toda la materia está constituida por átomos.

·         Los átomos son indestructibles y no pueden dividirse en partículas más pequeñas.

·         Los átomos de un elemento son iguales entre sí, pero diferentes en masa a los átomos de otros elementos.

Para Dalton, la diferencia fundamental entre átomos de diferentes elementos radica en la masa de estos; en su libro Nuevos Sistemas de Filosofía Química, pública las masas relativas de algunos átomos. Desafortunadamente sus datos no son exactos, pero su obra es la base sobre la que se realizan nuevos descubrimientos.

Para el siglo XIX, los científicos imaginaban a los átomos como pequeñas esferas sólidas. En este siglo se incrementó la capacidad de experimentación y esto permitió deducir el número de átomos que formaban algunas moléculas. Se descubrió que el átomo de hidrógeno era el de menor masa y se tomó su masa como referencia para todos los demás. Con base en estas ideas se logró determinar el número de átomos que contenían algunas moléculas

Para tener una idea del tamaño de los átomos, diseñaron un ingenioso experimento: vertían una pequeña gota de aceite sobre una superficie de agua, que se extendía hasta tener el grosor de una molécula. Así estimaban la longitud de una molécula de aceite y, conociendo el número de átomos que contenía, podía calcularse su tamaño. El diámetro que obtuvieron del átomo era muy pequeño ¡D 0.00000001 cm = 10 8 cm! Mediciones posteriores han confirmado este dato. Para darte una idea de su pequeñez, piensa que la relación de tamaños que hay entre un átomo y una pelota de tenis, es la misma que entre la pelota y el globo terrestre. 

Propone el primer modelo atómico. La teoría dice que toda la materia esta formada por partículas indivisibles llamadas átomos y estos son iguales entres si y cuando son combinados de tipos diferentes se forman compuestos químicos., sin embargo esta teoría no era perfecta. Ya que en parte de sus ideales de alguna forma no eran del todo ciertos.

Menciona que los átomos de distintos elementos tienen distintos pesos, esta es una idea acertada

 Es imposible crear o destruir un átomo, esto es erróneo ya que se comprobó que un átomo de un elemento si se puede convertir en otro de uno elemento. La porción mas pequeña de un compuesto es la molécula  de igual manera fue una idea equivocada. Este vídeo hace referencia a las conclusiones de Dalton que con el tiempo y la investigación fueron siendo ciertas o equivocas.

THOMSON:

En 1878 Sir William Crookes construyó un tubo sellado en el que colocó dos placas metálicas, con una pequeña perforación en el centro. Usó una bomba de Rayos positivos Electrones vacío para reducir el número de átomos de gas en el tubo. Luego conectó las placas a un voltaje de 50 000 V  y obtuvo una luz en uno de los lados. Supuso que el destello se producía porque los átomos del gas ¡se rompían! y algunas partes se dirigían hacia el lado positivo, mientras que otras se iban al lado negativo. Eso significaba que ¡los átomos se podían romper y estaban  formados por partículas. A partir de este hallazgo, el físico inglés J.J. Thomson (1856-1940) y otros investigadores realizaron una serie de experimentos encaminados a descubrir las propiedades de estas misteriosas partículas. Thomson perfeccionó el tubo de Crookes y observó que las partículas atraídas por fuerzas eléctricas positivas eran mucho más pequeñas que el átomo y tenían carga negativa. Thomson las llamó electrones. Concluyó también que como el átomo entero es neutro, éste debía tener una carga positiva. Con estas ideas propuso un modelo para describir cómo estaban formados los átomos, que consistía en una carga positiva extensa, como la masa de un panqué, donde los electrones, más pequeños, se fijaban como las pasas en el panqué. Por sus des- cubrimientos, Thomson ganó el Premio Nobel en 1906.

El modelo de Thomson era  conocido como panque con pasas.

Es conocido mundialmente como el descubridor del electrón. Trabaja con el tubo de rayos catódicos
pero no observo nada al aplicar carga eléctrica, fue cuando acerco un imán y ocurrió un comportamiento magnético. A raíz de sus experimentos creo un modelo atómico mejor conocido como budín de pasas.

Thomson ideo un modelo en el que la mayor parte de la carga es positiva dado que los electrones tienen mucho menor volumen que el átomo. Entonces en esa carga positiva, incrustados iban electrones mas o menos un budín de pasas según Thomson.

RUTHERFORD Y BOHR:

Pero pocos años después su alumno, Rutherford, sugirió un modelo que se ajustaba mejor a los experimentos y desplazó la idea de su maestro. Para Rutherford el átomo estaba vacío, ya la carga positiva se encontraba concentrada en el núcleo, cuyas dimensiones, según sus propios experimentos, debían tener una diezmilésima parte del tamaño de un átomo, y los electrones se movían en órbitas alrededor del núcleo. Este modelo era semejante a nuestro Sistema Solar.

A finales del siglo XIX Becquerel, los esposos Curie y Rutherford descubrieron la radiactividad

Si bien ya eran descripciones científicas del átomo, aún no se conocía el valor de la carga eléctrica ni de la masa de los electrones.

Bohr se basó en el átomo de Rutherford, pero agregó nuevas ideas, en las que proponía que los electrones sólo podrían estar en ciertas órbitas y, además, que al saltar de una órbita a otra, absorbían o emitían luz.

También se le llama de Rutherford - Bohr, ya que Bohr colaboró con ideas para justificar el modelo. Se otorgó a ambos el Premio Nobel por sus descubrimientos en la descripción del mundo subatómico. El modelo del átomo de Rutherford y Bohr no podía explicar una serie de fenómenos, por lo que en la actualidad ya no se describe al átomo como un sistema planetario. Ahora se sabe que no es posible determinar con exactitud dónde se encuentra un electrón. Sólo se puede estimar en qué regiones alrededor del núcleo podría estar. Aún continúa la carrera por encontrar ideas para justificar el modelo. Se otorgó a las partículas más pequeñas que conforman todo lo que nos rodea. Se sabe que los protones y los neutrones están formados por partículas más pequeñas, conocidas como quarks, y son parte de la gran lista de las partículas elementales. ¡El átomo ya no es lo más pequeño que existe!

El átomo está formado por dos partes: núcleo y corteza.

El núcleo es la parte central, de tamaño muy pequeño, donde se encuentra toda la carga positiva y, prácticamente, toda la masa del átomo. Esta carga positiva del núcleo, en la experiencia de la lámina de oro, es la responsable de la desviación de las partículas alfa (también con carga positiva).

El modelo atómico de Rutherford era incapaz de explicar por qué razón cuando se comunicaba energía a los átomos, después la emitían con unas frecuencias determinadas. Según esta teoría una carga eléctrica acelerada debería de emitir ondas electromagnéticas. Un electrón al girar en círculos alrededor del núcleo debería emitir, por tanto, ondas electromagnéticas. Dicha emisión provocaría una pérdida de energía que haría  que el electrón describiera  órbitas de radio decreciente hasta caer sobre el núcleo. El  modelo atómico de Rutherford era, por tanto, inviable desde el punto de vista de la física clásica. 

Las características básicas del modelo de Bohr:

·        Dos clases de partículas unidas entre sí formando un núcleo: los protones y los neutrones.

·        Una envoltura formada por electrones.

·        Los protones tienen carga positiva (+), la carga de los neutrones es de carácter neutro (+-) y los electrones  tiene carga negativa (-).

·        En cualquier átomo el número total de electrones (-) es igual al de protones (+); de tal forma el átomo, como un todo, es eléctricamente neutro.

·       El número de protones en el átomo se llama número atómico.

·         La suma de protones y neutrones en el núcleo es el número de masa.

·     Los electrones forman la envoltura electrónica y tienen una masa pequeñísima (la masa de un electrón es 1836 veces más pequeña que la del protón y 1837 veces más pequeña que la del neutrón)

·    Como los electrones tienen una masa tan pequeña (despreciable) comparada con la del protón y la del neutrón, la casi totalidad de la masa del átomo  reside en el núcleo.

En 1913 Bohr publicó una explicación teórica para el espectro atómico del hidrógeno. Bohr establece así, que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. Estas órbitas son estacionarias, en ellas el electrón no emite energía: la energía cinética del electrón equilibra exactamente la atracción electrostática entre las cargas opuestas de núcleo y electrón.

                                                                

 

     Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.En éste modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita de menor energía posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo.

Bibliografía

Caamaño, J. A. (2007). Ciencias 3 química. Mexico: Santillana.

Sayavedra Soto, R. /. (2007). Ciencias Secundaria Ateneo. Mexico: Santillana.