HISTORIA DEL ÁTOMO Y MODELOS ATÓMICOS

Regina Ramírez Ruíz

PROYECTO SEGUNDO PARCIAL UNIVERSIDAD FRANCO MEXICANA LA SALLE Grupo 141

Contenido

HISTORIA DEL ÁTOMO 2

Modelo Atómico de Demócrito........................................................................................................... 5

Modelo Atómico de Dalton................................................................................................................. 6

Los Experimentos de Dalton 7

Modelo Atómico de Thomson 8

Modelo Atómico de Rutherford.......................................................................................................... 9

El Experimento de la Hoja de Oro. ............................................................................................ 9

Modelo Atómico de Niels Bohr 10

Modelo Atómico de Schrödinger 13 CONCLUSIÓN E IMPORTANCIA:......................................................................................................... 14

FORMATO APA: ................................................................................................................................. 16

HISTORIA DEL ÁTOMO

La historia del átomo inicia 450 años antes de Cristo con las afirmaciones postuladas por el filósofo griego Demócrito de Abdera. Demócrito marcó una distinción entre los pensadores anteriores, que nombraron elementos átomos a elementos como el agua, el aire y el fuego. Demócrito afirmó, que estos no eran átomos en sí mismo, sino que estaban compuestos por miles de ellos.

En 1803 John Dalton aseguró que la materia se constituye de átomos indivisibles, dicha afirmación no tenía mucho de novedoso. Pero, además agregó que los átomos tienen un carácter inmutable, ósea nunca pueden transformarse unos en otros, lo que tiene valor mutable son las combinaciones químicas porque están conformadas por moléculas idénticas y estas a su vez por átomos.

En 1883 Michael Faraday descubrió que el flujo de la corriente eléctrica de una sustancia a otra produce ciertos cambios químicos, los átomos debían tener una estructura eléctrica que suministra la cantidad de corriente eléctrica adecuada al peso de la sustancia química descompuesta. Se empieza a pensar que el átomo ya no es indivisible.

En el año de 1906 sale a la luz el Modelo Atómico de Thomson, que claramente invalidaba el anterior Modelo Atómico de Dalton ya que este no reflexionaba sobre la estructura interna del átomo. Thomson postula que: el átomo en su interior posee electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva, dichos electrones se encuentran de manera uniforme por todo el átomo.

En 1911 Ernest Rutherford, modificó el modelo de Thomson ya que consideró que en el núcleo central del átomo se encuentra la carga positiva y la masa; mientras que alrededor se encuentran los electrones girando a gran velocidad. El átomo posee una corteza y un núcleo, los electrones que giran lo hacen en la corteza del átomo alrededor del núcleo; esta región es pequeña y se ubica en el centro del átomo que posee la carga positiva. Niels Bohr, en 1911, estudiando disciplinadamente el modelo de Rutherford, profundizó la manera en que los electrones se mantenían bajo una órbita estable alrededor del núcleo sin radiar energía, además gracias al número cuántico n, pudo asegurar que primero: existe una distancia entre la órbita y el núcleo; segundo que no todos los electrones circulan por todas las orbitas y tercero calculó el radio de la órbita.

En 1916, vino el modelo de Sommerfeld que basado en el de Bohr, formula aportes a la mecánica relativista indicando que los electrones recorren velocidades cercanas a las de la luz. También se puede destacar que para Sommerfeld, el electrón es básicamente una corriente eléctrica.

En 1924, sale a la luz el Modelo de Schrödinger, que como innovación tiene en cuenta los cuatro números cuánticos: n, i, m, s. para afirmar que en un átomo no hay electrones con los cuatro números cuánticos iguales.

En los años 60 los físicos estadounidenses Murray Gell-Mann y Georg Zweig, detectaron una partícula subatómica denominada quark. En el siglo XXI un equipo de científicos realizó experimentos en el Gran Colisionador de Hadrones encontrado el pentaquarks. Este descubrimiento de la partícula subatómica sirve para comprender mejor la constitución de la materia ordinaria, los neutrones y los protones.

Modelo Atómico de Demócrito

Demócrito de Abdera fue un filósofo griego que vivió entre los años 470 a 360 a.C. Introdujo un nuevo pensamiento filosófico científico refutando las ideas de Parménides que oponía el ser a la no existencia del mismo, es decir, que si existía el ser lo demás era ilógico e inviable.

Demócrito demostró que “el no ser y el ser existen”, en el que un lugar no ocupado por el cuerpo era denominado vacío y la totalidad del cuerpo o la materia estaba conformada por minúsculas partículas llamadas átomos.

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La materia está formada por partículas diminutas e indivisibles

Las características internas de los átomos son constantes, pero difieren en forma y tamaño.

La agrupación y separación de los átomos es posible gracias al vacío envolvente que permite su desplazamiento sin otro obstáculo que el que ellos mismos puedan oponer en caso de encuentro, lo que origina el cambio y la diversidad de materia en la naturaleza.

El átomo es el elemento físico integrante de cualquier tipo de realidad.

El átomo es homogéneo, simple e indivisible que forma estructuras complejas, heterogéneas y discontinuas.

Modelo Atómico de Dalton

La idea del filósofo griego Demócrito no tuvo gran aceptación e incluso a muchos científicos les pareció hasta ridícula. Sin embargo, en 1804, John Dalton, basado en las ideas de los Atomistas, presentó un modelo atómico que finalmente tuvo resonancia en los físicos de la época.

Dalton era un científico y su modelo fue el resultado de las conclusiones de varios experimentos que realizó con gases. Con base en los resultados de sus investigaciones, Dalton pudo demostrar que los átomos realmente existen, algo que Demócrito solo había inferido, creando una de las teorías más importantes en la historia de la física moderna.

1- Toda la materia está hecha de átomos. Absolutamente todo lo que conocemos está hecho de átomos tanto en la tierra como en el universo conocido.

2- Los átomos son indivisibles e indestructibles. Dalton pensaba que los átomos eran las partículas más pequeñas de la materia y eran químicamente indestructibles.

3- Todos los átomos de un elemento dado son idénticos. Para un elemento determinado, todos sus átomos tienen la misma masa y las mismas características.

4- Los átomos de diferentes elementos varían en masa y propiedades. Cada elemento tiene átomos de características y masa diferentes.

5- Los compuestos están formados por una combinación de dos o más tipos diferentes de átomos. Un compuesto determinado siempre tiene los mismos tipos de átomos combinados y en las mismas proporciones.

6- Una reacción química es una reorganización de átomos.

Las reacciones químicas son el resultado de una separación, unión o reorganización de átomos. Sin embargo, los átomos de un elemento nunca cambian a átomos de otro elemento como resultado de una reacción química.

Los Experimentos de Dalton

A diferencia de los Atomistas que solo usaron la lógica para definir al átomo, Dalton respaldó sus afirmaciones con una gran cantidad de experimentos que demostraron la existencia de los átomos, todos desde el punto de vista de la química.

Realizó experimentos con gases, estudiando las características de la presión de este estado de la materia, concluyendo que los átomos de los gases deben estar en constante movimiento aleatorio.

Otros experimentos consistieron en la combinación de elementos para crear moléculas de compuestos, lo que le permitió afirmar que un compuesto determinado siempre está formado por los mismos elementos en las mismas proporciones y siguiendo su “Ley de las Proporciones Múltiples”.

Modelo Atómico de Thomson

También conocido como el modelo Pudín con pasas. Desarrollado en 1904.

Joseph John Thomson fue un científico británico que descubrió la primera partícula subatómica, el electrón. J.J. Thomson descubrió partículas cargadas negativamente mediante un experimento de tubo de rayos catódicos en el año 1897.

Como consecuencia de este descubrimiento, y considerando que aún no se tenía evidencia del núcleo de átomo, 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. Algo semejante a tener una gelatina con pasas flotando adentro. Por este motivo a su modelo atómico se le conoció como el modelo del pudín con pasas.

En este modelo, Thompson aún llamaba a los electrones corpúsculos y consideraba que estaban dispuesto en forma no aleatoria, en anillos giratorios, sin embargo la parte positiva permanecía en forma indefinida.

1. Un átomo se asemeja a una esfera con materia de carga positiva y con electrones (partículas cargadas negativamente) 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. Modelo Atómico de Rutherford

También llamado el modelo planetario. Desarrollado 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 una estructura con una fuerte carga positiva. Este experimento, diseñado y supervisado por Rutherford, condujo a conclusiones que terminaron en el modelo atómico de Rutherford presentado en 1911.

El Experimento de la Hoja de Oro. Esta serie de experimentos fueron realizados entre 1909 y 1913 en los laboratorios de física de la Universidad de Manchester por un par de científicos, Hans Geiger y Ernest Marsden, colaboradores de Ernest Rutherford y bajo la supervisión del mismo.

La importancia de estos experimentos radica en el hecho que sus resultados y conclusiones condujeron a un nuevo y revolucionario modelo atómico. Los modelos atómicos anteriores consideraban que la carga positiva estaba distribuida uniformemente en el átomo, lo cual haría fácil atravesarla dado que su carga no sería tan fuerte en un punto determinado.

Los resultados inesperados del experimento, hicieron concluir a Rutherford que el átomo tenía un centro con una fuerte carga positiva que cuando una partícula alfa intentaba pasar era rechazada por esta estructura central.

Modelo Atómico de Niels Bohr

También llamado el modelo Rutherford-Bohr.

Desarrollado

en 1913.

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.

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.

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.

Modelo Atómico de Schrödinger

El modelo atómico de Schrödinger fue diseñado en el año 1926 por Erwin Schrödinger; mejor conocido como el “modelo cuántico de átomo” encargado de describir el comportamiento de los electrones que componen dicho átomo.

Para desarrollar dicho modelo el físico Schrödinger se fundamentó en la hipótesis de Broglie, la cual establece que las partículas se relacionan con una onda y además pueden comportarse al igual que estas. Igualmente sugirió que los electrones ejercían su movimiento debido a la dualidad de las ondas del átomo. El modelo atómico de Schrödinger describe el movimiento de electrones y ondas estacionarias. Este modelo describe que los electrones se encuentran en constante movimiento, por lo que no se encuentran en una posición estable dentro del átomo.

El modelo atómico Schrödinger no predice la ubicación de cada uno de los electrones, además no describe la ruta del mismo cuando se encuentra dentro del átomo. Este modelo permite conocer la zona probable donde debe ubicarse el electrón.

Las zonas probables se denominan “orbitales atómicos”, estos describen el movimiento y traslación de los electrones cerca del núcleo del átomo, además los orbitales atómicos poseen diferentes niveles y subniveles de energía los cuales se encuentran en una nube llena de electrones.

Sin embargo, el modelo no contempla la estabilidad, ya que solo se encarga de describir y explicar la mecánica cuántica relacionada al movimiento de electrones cerca de los átomos.

CONCLUSIÓN E IMPORTANCIA:

Proceso que demuestra de forma gráfica la estructura de un átomo mediante diagramas, y fórmulas, así como la experimentación para fijar los resultados de las reacciones orgánicas de las partículas, esto es el modelo atómico.

La evolución de los modelos atómicos indica que la ciencia siempre está en constante avance y que cada día se conoce algo nuevo, el átomo inició como una partícula indivisible y posteriormente se logró dividir, es decir, que la materia es divisible y además que es discontinua.

Como te habrás dado cuenta, cada uno de los modelos atómicos ayudaron a entender algunos fenómenos, pero lo más importante es que se siguen usando para dar explicación al comportamiento de la materia.

Un modelo atómico, por lo tanto, consiste en representar, de manera gráfica, la materia en su dimensión atómica. La importancia de estos modelos es que el estudio de este nivel material resulte más sencillo gracias a abstraer la lógica del átomo y trasladarla a un esquema

Para los científicos, el modelo atómico es de suma importancia para el análisis correcto de los átomos. Este modelo además permite el estudio de un átomo por individual o en la maleabilidad adquirida para la creación de nuevos elementos.

Sin el modelo atómico no se tuviese la certeza de saber que el átomo es la mínima parte de todo elemento químico existente. Este tipo de fundamentos se deben examinar en un periodo que integra pruebas científicas, experimenta

FORMATO APA:

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