Línea de Tiempo: Modelos Atómicos

González Camacho Giovanni RIcardo Estrella Sanchez Diego Raul Esquivel Gómez Jesús Ángel Gómez Barrera Neftali

Integrantes:

Colegio de Bachilleres Plantel 5 Satélite

Prof.(a): Sara Hernández Mayen

Corte I

Química III

Grupo: 425

Linea de Tiempo: Teorías Atómicas

Es considerado el precursor de la ciencia moderna y es uno de los principales sabios de Grecia. Iniciador de la Escuela de Mileto, la primera de las escuelas filosóficas de la antigua Grecia.

Se dice que predijo con precisión el eclipse solar del 28 de mayo de 585 a.C. y se lo consideraba un gran astrónomo, matemático, ingeniero, estadista y sabio.

586 a.C

Thales afirmaba que el agua era el origen de todo lo existente. Una de sus teorías sostenía que la tierra sobre la que pisamos es una especie de isla que flota sobre el agua. Utilizando esta analogía, quiso explicar por qué la tierra a veces temblaba: al no estar sostenida sobre unas bases fijas, el agua que hay debajo de la superficie terrestre hace que ésta se tambalee.

Precursor de la Ciencia Moderna

Thales de Mileto

624 a.C

Anaxímenes fue el primero en analizar el cómputo geométrico de las sombras para medir las partes y divisiones del día y el diseño de un reloj de Sol, que fue denominado sciothericon.

540 a.C

Su teoría del aire tomando en cuenta la rarefacción y la condensación se puede interpretar como un primer vistazo a el intentar establecer los diferentes estados de la materia.

Se oponía a Anaximandro y Thales de Mileto en cuanto a la determinación del primer principio o arjé, que Anaxímenes consideraba que era el aire.

Anaxímenes de Mileto fue un filósofo, meteorólogo y astrónomo griego, fue discípulo de Tales y de Anaximandro y el último representante de la escuela milesia. Se le considera como uno de los tres pilares que ayudaron el nacimiento de la filosofía en occidente.

Un acercamiento a los Estados de la Materia

Anaxímenes de Mileto

586 a.C

Heráclito era conocido por sus contemporáneos como el filósofo "oscuro", llamado así porque sus escritos eran muy difíciles de entender. Al parecer, despreciaba la comprensión común de la naturaleza de la vida y el propósito de la vida humana.

El λóγος es el "pensamiento" racional, natural y universal a través del cual el universo llegó a existir y por el que se mantiene.

Heráclito parece haber desarrollado los conceptos de Jenófanes sobre un "Dios" único y eterno que está detrás de todas las cosas y que pone todo en movimiento; a esta fuerza la llamó λóγος.

Su afirmación central se resume en la frase Πάντα ῥεῖ ("todo fluye en la vida"), que reconoce que la esencia esencial y subyacente de la vida es el cambio. Nada en la vida es permanente, ni puede serlo, porque la propia naturaleza de la existencia es el cambio. Para Heráclito, el cambio no es solo una parte de la vida, sino que es la vida misma.

Heráclito rechazaba las sugerencias de sus contemporaneos y consideraba al fuego como elemento creativo y transformador.

Πάντα ῥεῖ y λóγος(Panta Rhei y Logos)

Heráclito de Éfeso

484 a.C

540 a.C

Estos cuatro elementos y dos fuerzas que los van moviendo son asimismo la fuente del conocimiento. Así, al estar el ser humano compuesto por estos cuatro elementos es capaz de conocer aquello que es semejante a él.

La filosofía de Empédocles fue uno de los primeros intentos de tratar de concordar las dos posturas estableciendo que el arjé estaba constituido por una variedad de elementos y que, dentro de ese cambio constante, mantenía una inmutabilidad.

Empédocles postuló como principios constitutivos de todas las cosas cuatro raíces o elementos inalterables y eternos (el agua, el aire, la tierra y el fuego), que, al combinarse en distintas proporciones por efecto de dos fuerzas cósmicas (el Amor y el Odio), dan lugar a la multiplicidad de seres del mundo físico.

La Teoría de las Cuatro Raíces

Empédocles de Agrigento

424 a.C

484 a.C

De acuerdo a Leucipo, la materia estaría compuesta por una infinidad de partículas indivisibles, los átomos. Estos se mantienen en un movimiento constante dentro del vacío.

Según Demócrito, las propiedades de la materia estaban determinadas por el modo en que los átomos se agrupaban, por lo que, otros filósofos, como Epicuro, añadieron a la teoría el movimiento aleatorio de los átomos.

A Demócrito se le atribuía el atomismo a pesar de que este último era discipulo de Leucipo. Tiene a su nombre 52 libros los cuales son considerados la fuente de la teoría atomista.

Leucipo afirmaba de acuerdo a su atomismo mecanicista que:La realidad esta formada tanto por átomos como por el vacío.

El Atomismo en la Antigua Grecia

Leucipo de Mileto y Demócrito de Abdera

370 a.C

460 a.C

Dalton fue el primero en describir la ceguera para los colores, posteriormente bautisada como daltonismo, gracias a que el mismo la padecía.

En el año 1808 Dalton publica su Nuevo Sistema de Filosofía Química, en esta obra expuso sus principales ideas: 1 - Toda la materia está formada por átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles. 2 - Los átomos de diferentes elementos tienen características diferentes. 3 - Los átomos de un mismo elemento son completamente idénticos. 4 - Los compuestos químicos se forman por la combinación de distintos elementos químicos. Estas combinaciones se dan con las relaciones de números enteros más sencillas.

La mayor aportación a la ciencia de Dalton fue la primera teoría científica de la historia sobre la composición de la materia. Tras estudiar las propiedades físicas del aire atmosférico y de otros gases, recuperó y amplió el supuesto enunciado más de 2000 años antes por el griego Demócrito.

La Primera Teoría Átomica Moderna y el Daltonismo

John Dalton Greenup

1808

1766

1844

Los tubos de rayos catódicos son tubos de vidrio sellados en los que se ha extraído la mayor parte del aire. Al aplicar un alto voltaje entre los electrodos, que se encuentran uno a cada lado del tubo, un rayo de partículas fluye del cátodo al ánodo. El rayo puede ser detectado al pintar el extremo del tubo correspondiente al ánodo con fósforo. Cuando el rayo catódico lo impacta, el fósforo produce una chispa o emite luz.

En 1905 descubrió la radiactividad natural del potasio. Un año despues, en 1906, demostró que el hidrógeno tiene un único electrón. La separación de los isótopos de neón de Thomson por su masa fue el primer ejemplo de espectrometría de masas.

Thomson realizó una serie de experimentos con tubos de rayos catódicos que le llevaron a descubrir el electrón en 1897 y proponer un segundo modelo en el cual los electrones poseían cargas negativas y se encontraban en el interior del átomo, el cual poseía carga positiva.

1856

Rayos Catódicos y el Descubrimiento del Electrón

1911

Joseph John Thomson

1897

1905

1911

1905

1900

La teoría cuántica y los estudios posteriores de Albert Einstein sobre el efecto fotoeléctrico conducen al descubrimiento de la naturaleza corpuscular de la luz .

Einstein pudo explicar el efecto fotoeléctrico basándose en la hipótesis de Planck. Para esto Einstein suponía que la radiación electromagnética esta formada de paquetes de energía, y que dicha energía depende de la frecuencia de la luz. A estos paquetes de energía se les denominó posteriormente fotones.

Albert Einstein

Max Planck

La Ley de Planck describe la radiación electromagnética emitida por un cuerpo negro en equilibrio térmico en una temperatura definida. Se trata de un resultado pionero de la física moderna y la teoría cuántica.

Teoría Cuántica I

1916

1914

1911

En su famoso experimento de la lámina de oro, Rutherford disparó un rayo delgado de partículas "α" a una fina lámina de oro puro. Sin embargo, los resultados del experimento fueron sorprendentes. Mientras que la mayoría de las partículas atravesaron la lámina sin ser perturbadas, unas pocas partículas se desviaron más de 90°.

Durante la Primera Guerra Mundial estudió la detección de submarinos mediante ondas sonoras, de modo que fue uno de los precursores del sonar. Finalizada la contienda, en 1919 logró la primera transmutación artificial de elementos químicos mediante el bombardeo de un átomo de nitrógeno con partículas alfa.

En 1911 describió un nuevo modelo atómico, que posteriormente sería perfeccionado por Niels Bohr. Según este modelo, existía en el átomo un núcleo central en el que se concentraba la casi totalidad de la masa, así como las cargas eléctricas positivas, y una envoltura o corteza de electrones.

Ernest Rutherford

El Experimento de la Lamina de Oro

En 1943, bajo el pseudónimo de Nicholas Baker, empezó a colaborar activamente en el denominado «Proyecto Manhattan» con el objetivo de crear la primera arma nuclear.

1939

El 15 de enero de 1939 llevó las primeras noticias de este logro científico a los Estados Unidos de América, en donde demostró que el isótopo 235 del uranio es el responsable de la mayor parte de las fisiones.

1916

1943

Niels Bohr desarrolló su modelo de acuerdo a tres postulados fundamentales: 1- Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía. 2- Las únicas órbitas permitidas para un electrón son aquellas para las cuales el momento angular del electrón sea un determinado múltiplo entero. 3- El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra.

El modelo átomico de Borh era una modificación del modelo atómico de Rutherford en la que el átomo es como “un sistema solar microscópico” en el que los electrones están en órbita alrededor del núcleo. Bohr supuso que los electrones se movían en órbitas circulares alrededor del núcleo.

Niels Henrik David Bohr

Mejoras al Modelo de Rutherford,Fisión Nuclear y el Proyecto Manhattan

1943

A estos subniveles se les asignaron símbolos alfabéticos basados en la apariencia que presentan en el espectro: s "sharp" (nítido), p "principal", d "difuse" y f "fundamental".

1916

A partir del segundo nivel energético existe uno o más subniveles en el mismo nivel con energías un poco diferentes. La excentricidad de la órbita dio lugar a un nuevo número cuántico que determina la forma de los orbitales: el número cuántico azimutal.

Arnold Sommerfeld, en 1916, modificó el modelo atómico de Bohr admitiendo que las órbitas de los electrones, tal como había dicho Bohr, podían ser circulares, pero añadiendo que también podían ser elípticas; en tal caso, el núcleo se hallaría ubicado en uno de los focos de la elipse.

Arnold Johannes Wilhelm Sommerfeld

Mejoras al Modelo de Bohr y Número Cuántico Azimutal

1924

1925

1923

1926

En 1926 él había desarrollado una formulación de la teoría cuántica alternativa a la original de Heisenberg, que se condensa en la ecuación de ondas de Schrödinger. Con ella aportó una manera muy práctica de describir el comportamiento de sistemas cuánticos como átomos y moléculas.

Comenzó a desarrollar un sistema de mecánica cuántica, denominado mecánica matricial, en el que la formulación matemática se basaba en las frecuencias y amplitudes de las radiaciones absorbidas y emitidas por el átomo y en los niveles de energía del sistema atómico.

Presentó, en 1924, su tesis doctoral “Investigaciones sobre la teoría cuántica”, en la que aseveraba la dualidad onda-partícula de los electrones, sentando las bases de la mecánica ondulatoria.

Sus estudios de los rayos X le llevaron a descubrir el "Efecto Compton", por el que el cambio de la longitud de onda de la radiación electromagnética de alta energía al ser dispersada por los electrones. Éste confirmaba que la radiación electromagnética tiene propiedades tanto de onda como de partículas, un principio importante de la teoría cuántica.

Erwin Schrödinger

Werner Heisenberg

Arthrur Comptom

Louis de Broglie

Teoría Cuántica II

1932

1927

John von Neumann estableció un marco matemático riguroso para la mecánica cuántica en su trabajo de 1932 trabajo: Las fundamentaciones matemáticas de la mecánica cuántica.​ En él, propone una teoría de la medición, donde la idea habitual del colapso de la función de onda se describe como un proceso irreversible.

John von Neumann

En la física moderna, el experimento de la doble rendija es una demostración de que la luz y la materia pueden mostrar características tanto de ondas como de partículas definidas clásicamente; además, muestra la naturaleza fundamentalmente probabilística de los fenómenos de la mecánica cuántica. En 1927, Davisson y Germer demostraron que los electrones muestran el mismo comportamiento, lo que se extendió posteriormente a los átomos y las moléculas.

Experimento de la doble rendija

Teoria Cuántica III