PRESENTACIÓN MODELOS ATÓMICOS

Presentación Modelos Atómicos

Álvaro Reyes Callejas 3º B

Índice

Modelo Atómico de Thomson

Modelo Atómico de Rutherford

Modelo Atómico de Bohr

Modelo Atómico de Thomson

JOSEP JOHN THOMSON 18 Diciembre 1856 - 27 Julio 1940 Desarrolló el Modelo Atómico de Thomson en 1904 Fue Premio Nobel de Física en 1906

Qué es el modelo atómico de Thomson:Thomson pensó que los electrones se encontraban inmersos en una sustancia de carga positiva que contrarrestaba la carga negativa de los electrones, ya que los átomos tienen carga neutral. Thomson aún llamaba a los electrones corpúsculos y consideraba que estaban dispuestos en forma no aleatoria, en anillos giratorios. Sin embargo, la parte positiva permanecía en forma indefinida. Este modelo creado en 1904, fue rápidamente descartado cuando en 1909 Geiger y Marsden hicieron el experimento de la lámina de oro. En el modelo atómico de Thomson, la carga positiva estaba distribuida en la “gelatina” que contenía los electrones, por lo que un haz de iones debería pasar a través del átomo en ese modelo. El descubrimiento del electrón también contravenía a una parte del modelo atómico de Dalton que consideraba que el átomo era indivisible, lo que impulsó a Thomson en pensar en el modelo del “pudín de ciruelas”.

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Limitaciones y errores del modelo atómico de Thomson: El modelo atómico de Thomson no pudo explicar cómo se mantiene la carga en los electrones dentro del átomo. Tampoco pudo explicar la estabilidad de un átomo. La teoría no mencionó nada sobre el núcleo del átomo. Los protones y los neutrones aún no eran descubiertos y Thomson un científico serio se basó principalmente en crear una explicación con los elementos científicamente probados en la época. Fue rápidamente descartado por los experimentos de la lámina de oro. En este experimento se demostró que debería existir algo dentro del átomo con una fuerte carga positiva y mayor masa, el núcleo

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Principios básicos del modelo atómico de Thomson: 1. Un átomo se asemeja a una esfera con materia de carga positiva y con electrones presentes dentro de la esfera. 2. La carga positiva y negativa es igual en magnitud y, por lo tanto, un átomo no tiene carga en su conjunto y es eléctricamente neutro . 3. Para tener átomos con carga neutra, los electrones deberían estar inmersos en una sustancia con carga positiva. 4. Aunque no era parte explícita del modelo, este modelo no tenía núcleo atómico. Al crear este modelo, Thomson abandonó su hipótesis anterior de "átomo nebular" en la que los átomos estaban compuestos de vórtices inmateriales. Thomson creó su modelo atómico basado en las evidencias experimentales conocidas en su tiempo. A pesar de que el modelo atómico de Thomson era inexacto, sentó las bases para los modelos posteriores más exitosos. Incluso, condujo a experimentos que pese a que demostraron su inexactitud, llevaron a nuevas conclusiones.

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Modelo Atómico de Rutherford

ERNEST RUTHERFORD 20 Agosto 1871 - 19 Octubre 1937 Desarrolló el Modelo Atómico de Rutherford en 1911 Se le considera el padre de la Ciencia Física Nuclear

Qué es el modelo atómico de Rutherford: Fue creado por Ernest Rutherford en 1911. Después del modelo de Thomson que consideraba que los electrones se encontraban en un medio de carga positiva, dos ayudantes de Rutherford, Geiger y Marsden, realizaron en 1909 un estudio conocido como “el experimento de la hoja de oro”, el cual demostró que el modelo del “pudín con pasas” de Thomson estaba equivocado, ya que mostraron que el átomo tenía un ford, condujo a conclusiones que terminaron en el modelo atómico de Rutherford presentado en 1911.

Principios básicos del modelo atómico de Rutherford: 1. Las partículas con carga positiva e encuentran en un volumen muy pequeño comparado con el tamaño del átomo. 2. La mayor parte de la masa del átomo se encuentra en ese pequeño volumen central. Rutherford no lo llamó “núcleo” en sus papales iniciales, pero lo hizo a partir de 1912. 3. Los electrones con carga eléctrica negativa giran alrededor del núcleo. 4. Los electrones giran a altas velocidades alrededor del núcleo y en trayectorias circulares a las que llamó órbitas. 5. Tanto los electrones cargados negativamente como el núcleo con carga positiva se mantienen unidos por una fuerza de atracción electrostática.

Limitaciones y errores en el modelo de Rutherford: El modelo atómico de Rutherford no era perfecto ni completo, de hecho de acuerdo a las leyes de Newton era algo imposible y tampoco explicaba un aspecto importante de las leyes de Maxwell. Este modelo no pudo explicar ciertas cosas como: No tenía una explicación de cómo se mantenían unidas un grupo de cargas positivas en el núcleo. Según la teoría eléctrica, las cargas positivas se deberían repeler. Sin embargo, el núcleo era la unión de varios protones. Otra contradicción de este modelo fue hacia las leyes fundamentales de la electrodinámica, ya que al considerar que los electrones con carga negativa giran alrededor del núcleo, según las leyes de Maxwell, deberían emitir radiación electromagnética. Esta radiación consumiría energía que haría que los electrones colapsaran con el núcleo. Por lo tanto, no podía explicar la estabilidad del átomo.

NIELS BOHR 7 Octubre 1885 - 18 Noviembre 1962 Desarrolló el Modelo Atómico de Bohr en 1913 Fue Premio Nobel de Física en 1922

Modelo Atómico de Bohr

Qué es el modelo atómico de Bohr: Aunque el modelo de Rutherford fue exitoso y revolucionario, tenía algunos conflictos con las leyes de Maxwell y con las leyes de Newton lo que implicaría que todos los átomos fueran inestables. En el modelo de Rutherford, lo electrones en movimiento con carga eléctrica negativa deberían emitir radiación electromagnética de acuerdo a las leyes de Electromagnetismo, lo que haría que esa pérdida de energía hiciera que los electrones redujeran su órbita moviéndose en espiral hacia el centro hasta colapsar con el núcleo. El modelo de Bohr resolvió esta problemática indicando que los electrones orbitan alrededor del núcleo pero en ciertas orbitas permitidas con una energía específica proporcional a la constante de Planck. Estas órbitas definidas se les refirió como capas de energía o niveles de energía. En otras palabras, la energía de un electrón dentro de un átomo no es continua, sino "cuantificada". Estos niveles están etiquetados con el número cuántico n que según él podría determinarse usando la fórmula de Ryberg, una regla formulada en 1888 por el físico sueco Johannes Ryberg para describir las longitudes de onda de las líneas espectrales de muchos elementos químicos. Este modelo de niveles de energía, significaba que los electrones solo pueden ganar o perder energía saltando de una órbita permitida a otra y al ocurrir esto, absorbería o emitiría radiación electromagnética en el proceso. El modelo de Bohr era una modificación al modelo Rutherford, por lo que las características de un núcleo central pequeño y con la mayoría de la masa se mantenía. De la misma forma, los electrones orbitaban alrededor del núcleo similar a los planetas alrededor del Sol, aunque sus órbitas no son planas.

Principios básicos del modelo atómico de Bohr: 1. Las partículas con carga positiva se encuentran en un volumen muy pequeño comparado con el tamaño del átomo y contienen la mayor parte de la masa del átomo. 2. Los electrones con carga eléctrica negativa, giran alrededor del núcleo en órbitas circulares. 3. Los electrones orbitan el núcleo en órbitas que tienen un tamaño y energía establecidos. Por lo tanto, no existen en un estado intermedio entre las órbitas. 4. La energía de la órbita está relacionada con su tamaño. La energía más baja se encuentra en la órbita más pequeña. Cuanto más lejos esté el nivel de energía del núcleo, mayor será la energía que tiene. 5. Los niveles de energía tienen diferentes números de electrones. Cuanto menor sea el nivel de energía, menor será la cantidad de electrones que contenga, por ejemplo, el nivel 1 contiene hasta 2 electrones, el nivel 2 contiene hasta 8 electrones, y así sucesivamente. 6. La energía se absorbe o se emite cuando un electrón se mueve de una órbita a otra.

Limitaciones y errores en el modelo de Bohr: El modelo no da ninguna razón por la cual los electrones se limitan únicamente a órbitas específicas. Asumió que los electrones tienen un radio y una órbita conocidos, algo que el Principio de Incertidumbre de Werner Heisenberg desmentiría una década más tarde. El modelo atómico de Bohr era capaz de modelar el comportamiento de los electrones en átomos de hidrógeno, pero no era tan exacto cuando se trataba de elementos con mayor cantidad de electrones. Este modelo también tenía conflictos para explicar el efecto Zeeman. Este efecto que se observa cuando las líneas espectrales se dividen en dos o más en presencia de un campo magnético externo y estático. De la misma forma, este modelo proporciona un valor incorrecto para el momento angular orbital del estado fundamental. Esto llevaría al modelo de Bohr a ser reemplazado por la teoría cuántica años más tarde, como consecuencia del trabajo de Heisenberg y Schrödinger

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