Modelos atómicos

MODELOS ATÓMICOS

Arahel Pérez Gallego Adrián Pérez García

Eje cronológico

Modelo atómico de Demócrito (450 a. C.)

Modelo atómico de Dalton (1808 d. C)

Modelo atómico de Thomson (1904 d. C.)

Modelo atómico de Lewis (1916 d. C.)

Modelo atómico de Rutherford (1911 d. C.)

Modelo atómico de Bohr

Modelo atómico de Sommerfeld

Modelo atómico de Heisenberg

Modelo atómico de Schrödinger

Modelo atómico de Chadwick

Modelo atómico actual.

¿Qué son los modelos atómicos?

Los modelos atómicos son la representación de la estructura de un átomo. Con esto se intenta explicar el comportamiento y las propiedades de los átomos. El primer modelo atómico que se creó fue el modelo atómico de Demócrito en el 450 a. C. Este fue el primer impulso para conseguir el modelo atómico correcto hasta la actualidad.

Modelo atómico de Demócrito

El primer modelo atómico

Este módelo atómico lo creó Democrito en el año 450 a. C.Democrito era un filósofo griego, que llegó a la conclusión de que habían partículas minúsculas, las cuales formaban la materia, que el ser humano no podía ver, a estas partículas las llamó átomos.El experimento que utilizó Democrito consistía en dirigir partículas de cierta energía contra una plancha metálica delgada, según las probabilidades de que la barrera desviara la trayectoria de las partículas , se dedujo la distribución de la carga eléctrica al interior de los átomos, y así afirmaron la existencia de los átomos y la carga eléctrica de ellos.Este descubrimieto llevó a los demás cientificos a experimentar y crear más modelos atómicos

Modelo atómico de Dalton

El primer modelo atómico aceptado

Dalton creo este modelo en el año 1808 .Este modelo atómico fue el primer modelo aceptado. Dalton, al igual que Demócrito creía que los átomos eran particulas indivisibles, es decir, que no se podían destruir o dividir. También pensaba que todos los atomos contaban con el mismo peso y tamañoDalton propuso que toda la materia estaba formada por átomos, partículas minusculas e indivisibles. Con estas dos normas Dalton ya podría explicar la ley de la conservación de la masa y la ley de proporciones constantes.Dalton llegó a su teoría atómica a través del estudio de las propiedades físicas del aire atmosférico y de otros gases.De acuerdo con ella, una sustancia se podía convertir en otra al deshacer su combinación específica de átomos y formar una nueva y distinta.Este modelo atómico permitió resolver cuestiones sobre la materia que no tenían respuesta en su época.

Modelo atómico de Thomson

El descubrimiento de los electrones

En 1904, Thomson contaba con evidencias suficientes para desarrollar el primer modelo atómico. Según él, el átomo era una esfera de masa positiva uniforme, en la que se encontraban insertas las cargas negativas, lo que explicaba la neutralidad eléctrica de la materia.En 1897 Thomson hizo uno de los mejores experimentos cientificos de la historia: descubrió el "electrón", la primera partícula elemental, y vio que tenía carga eléctrica y, asimismo, masa; determinó la relación de carga y masa.Este modelo atómico demostro la proporcionalidad entre la carga energética y la masa.

Modelo atómico de Lewis

El descubrimiento de las moleculas

En 1916, Lewis propuso su modelo atómico, llamado diagrama de punto y raya diagonal. Este modelo se basa en la idea de que los átomos tienden a adquirir una configuración electrónica similar a la de los gases nobles, que al tener la capa de valencia completa son perfectamente estables.Para representar esto, utilizó símbolos simples para los elementos y puntos o cruces alrededor de ellos para representar los electrones de valencia.El modelo atómico de Lewis nos permite comprender las interacciones químicas y la estructura de los compuestos químicos.

Modelo atómico de Rutherford

La posición del electrón en los átomos

Rutherford publicó su hipótesis del átomo nuclear en el 1911, por primera vez, en la revista Philosophical Magazine, en mayo de 1911.El Modelo de Rutherford establecía: El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y prácticamente toda la masa. La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo.Rutherford utilizó el famoso experimento de la lámina de oro. Esta consistía en acribillar una lamina de oro con un rayo de partículas alfa. Descubrió que la mayoría de las partículas alfa pasaban a través de la lámina de oro, pero algunas se desviaban mucho. Esto llevó a la conclusión de que los átomos tienen un núcleo pequeño y denso cargado positivamente en el centro, con electrones girando alrededor de él, como planetas alrededor del sol.Este modelo ayudó a explicar las líneas espectrales observadas en los espectros de emisión de los elementos.

Modelo atómico de Bohr

Orbitación del electrón en los átomos

Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr,​ para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford).Niels Bohr desarrolló su modelo de acuerdo a tres postulados fundamentales: Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.Las únicas órbitas permitidas para un electrón son aquellas para las cuales el momento angular del electrón sea un determinado múltiplo entero. El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra.

Modelo atómico de Sommerfeld

Orbitación circular o elpiptica

Fue propuesto por Arnold Sommerfield para intentar cubrir las deficiencias que presentaba el modelo de Bohr. Por lo tanto, es una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr y se basó, en parte, en los postulados relativistas de Albert Einstein. El modelo atómico de Bohr no tenía fisuras cuando se trataba del átomo de hidrógeno. Sin embargo, cuando se trataba de átomos de otros elementos químicos, los electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía.Los electrones se mueven alrededor del núcleo del átomo, en órbitas circulares o elípticas. 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. Los electrones tienen corrientes eléctricas minúsculas.

Modelo atómico de Heinsenberg

Principio de la incertidumbre

Según el modelo de Werner Heisenberg, el momento lineal y la posición de un electrón u otra partícula subatómica no es posible predecir simultáneamente el valor de ambas variables. De esta forma, introduce el principio de incertidumbre en los orbitales de electrones que rodean el núcleo atómico.La relación entre ambas variables viene dada por una inecuación. Según Heisenberg, el producto de las variaciones del momento lineal y de la posición de la partícula siempre es mayor o igual que el cociente entre la constante de Plank (h = 6,62606957 x 10-34 Jules x segundos) entre 4π. Teniendo en cuenta esta relación, si una de las magnitudes tiene a cero, la otra debe aumentar en la misma proporción. En consecuencia, el modelo de Heisenberg se fundamenta en formulaciones probabilísticas, debido a la aleatoriedad que existe entre las variables a niveles subatómicos.

Modelo atómico de Schrödinger

La onda-particula

Schrödinger sugirió que el movimiento de los electrones en el átomo correspondía a la dualidad onda-partícula y, en consecuencia, los electrones podían moverse alrededor del núcleo como ondas estacionarias. las características de su modelo son: Describe el movimiento de los electrones como ondas estacionarias. Los electrones se mueven constantemente, es decir, no tienen una posición fija o definida dentro del átomo. No predice la ubicación del electrón, ni describe la ruta que realiza dentro del átomo. Solo establece una zona de probabilidad para ubicar al electrón. Estas áreas de probabilidad se denominan orbitales atómicos. Los orbitales describen un movimiento de traslación alrededor del núcleo del átomo. Estos orbitales atómicos tienen diferentes niveles y sub-niveles de energía, y pueden definirse entre nubes de electrones. El modelo no contempla la estabilidad del núcleo, solo se remite a explicar la mecánica cuántica asociada al movimiento de los electrones dentro del átomo.

Modelo atómico de Chadwick

Neutrón

A partir de su descubrimiento del neutrón, en 1932 (por el que recibió el Premio Nobel en 1935), Chadwick concibió que el modelo inicialmente considerado que el neutrón era un arreglo constituido por un protón y un electrón, lo cual generaba la carga neutra.El hallazgo del neutrón y su modelo atómico revolucionó la visión tradicional de la ciencia, dados los choques de los neutrones con los núcleos atómicos y la expulsión de los protones fuera del átomo. La descomposición beta es un proceso a través del cual se emiten partículas beta (electrón o positrón) desde el núcleo del átomo, para equilibrar la presencia de protones y neutrones en el núcleo atómico.Debido a este proceso, se realizaron infinidad de experimentos a nivel mundial, motivados por el descubrimiento de Chadwick, para inducir la conversión de algunos neutrones en protones. A causa de que cada elemento químico está identificado según el número de protones que tiene, desde Chadwick, se abrieron las puertas para la creación y/o descubrimiento de nuevos elementos.

Modelo atómico actual.

Neutrón

En la visión del átomo actual, basado en la mecánica cuántica no-relativista, no cabe el concepto de órbitas electrónicas al estilo de sistemas planetarios. Sin embargo, la imagen más difundida del átomo sigue siendo la de un núcleo central positivo y unos puntitos de carga eléctrica negativa (los electrones), girando en órbitas perfectamente definidas en torno al núcleo central. Sin embargo, a pesar de su arraigo, ya no se corresponde con el modelo atómico actual.el núcleo es 1/100000 veces el tamaño del átomo, pero es allí donde se concentra la masa atómica.Algunos postulados:El electrón se caracteriza por su masa m, por su espín s y por ser la partícula portadora de carga negativa elemental (-e).Los electrones tienen comportamiento dual, de onda-partícula simultáneo, pero dependiendo de su energía y de la escala del fenómeno puede ser más preponderante uno que el otro. Los electrones rodean al núcleo atómico positivo, de forma tal que garantizan la neutralidad eléctrica del átomo. Por lo tanto la cantidad de electrones es igual a la de protones; este es el número atómico, que le confiere las características químicas y físicas de cada elementos