Modelo Atómico Actual

El modelo atómico actual se fundamenta en cálculos matemáticos complejos que Erwin Schrödinger y sus colaboradores expresaron en una ecuación.

¿CÓMO SURGIÓ?

Entre 1920 y 1030 en un grupo de investigadores, elaboró un nuevo método.
El "método de Schrödinger", basado en complejos cálculos que se expresan en una ecuación matemática.

Ecuación de Schrödinger:

En esta ecuación se encuentra a los electrones en un doble comportamiento: como partícula o como onda.

Cuando esta ecuación se resuelve, el resultado se pone en función de tres variables: números cuánticos (representados en las letras n, l y m)

Uno de estos números llamados “número cuántico principal”, representado con la letra" a" es el que determina casi exclusivamente la energía de los electrones y resuelve la ecuación cuando tiene los valores  de 1, 2, 3, 4 etc. hasta infinito.

Como resultado se llega a determinar la posibilidad de encontrar al electrón en una zona determinada.

Surge así el concepto de orbital.

·         Orbital es una zona del espacio alrededor del núcleo donde es mayor la posibilidad de encontrar a los electrones.

En esa zona la posibilidad de encontrar al electrón es de 95%.

A partir de este modelo se realiza la idea de los electrones girando en órbitas alrededor del núcleo.

·         Se continúa considerando que la energía de los electrones está cuantizada.

·         La energía aumenta a medida que se incrementa el valor de n siendo n=1 el nivel de menor energía.

Estructura atómica: en lo átomos se diferencian dos zonas o regiones

• Núcleo
• Periferia

El diámetro del núcleo se aproximadamente 100.000 veces menor al de la periferia.

Se conocen tres partículas sub atómicas fundamentales: el protón, el neutrón y el electrón.

Estas partículas están presentes en todos los átomos a excepción de algunos átomos de hidrógenos que no cuentan con neutrones.

En resumen:

·         La más del átomo esta concentrada prácticamente en el núcleo, que esta formado por protones y neutrones (las partículas que tienen mayor masa).

·         como el volumen del núcleo es extremadamente pequeño repecto al volumen de la periferia, ye en el se concentra la masa del átomo, se deduce que es muy denso.

·         En el núcleo esta la carga positiva del átomo.

·         La carga negativa s encuentra en la periferia.

·         Lo átomos son eléctricamente neutros, es decir que tienen igual números de protones (positivos) que electrones (negativos)

1913 – Modelo atómico de Bohr

Niels Bohr retomó la idea de la existencia del núcleo con carga positiva, zona central muy pequeña con respecto al volumen total del átomo donde se concentra la masa del átomo.

Para explicar porqué los electrones no caen al núcleo mientras se mueven y van perdiendo energía, Bohr usó el concepto de energía cuantizada (la energía puede ser liberada solo en forma de “paquetes” a los que denominó cuantos)

Niels estableció una serie de características, exclusivamente para el átomo de hidrogeno.

·         El átomo de hidrogeno está formado por un núcleo central constituido por un protón y alrededor de el gira el electrón en ciertas orbitas circulares “perimetradas”.

·         El electrón tiene valores definidos de energía (energía cuantisada)

·         Si el electrón gira en la órbita de menor energía, el electrón está en “estado fundamental”

·         Si el electrón gira en la órbitas de mayor energía, el electrón está en “estado excitado”

·         Si el electrón vuelve desde un estado excitado al estado fundamental emite en forma de vibración la diferencia de energía entre ambas órbitas

·         A cada órbita corresponde un número que se relaciona con el valor de energía (nivel genético). Este número puede tener los valor neutrales de 1 al infinito, correspondiendo n=1 a la órbita de menor energía y más cercana al núcleo.

Con esto Bohr lógro ecuaciones matemáticas que le permitieron realizar con éxito cálculos relacionados con el átomo de hidrogeno.

De a poco este modelo fue perdiendo validez por no dar restuestas a interrogantes y asimilar su carácter productivo.

Se descartó además el concepto de órbital como trayectoria realizada por el electrón alrededor del núcleo.

1911 – Modelo atómico de Rutherford

 A partir de sus estudios sobre la radiactividad Rutherford realizó un experimento:

Colocó una sustancia radiactiva en una caja de plomo con un orificio, atreves de él salían las partículas alfas que bombardean una lamina muy delgada de oro.

Las observaciones fueron sorprendentes y no pudieron ser inmediatamente explicadas.

Años después Rutherford logró una buena interpretación. Para esto, debió re hacer el modelo atómico de Thomsom que al no poder explicarlo observando perdió validez.

Surgió así en el 1911 un nuevo modelo atómico, el primer modelo atómico nuclear.

Rutherford explicó lo observado de la siguiente manera:

•        Aquellas partículas alfa que se desvían lo hacen porque en el átomo habría una zona central maciza y positiva que los repelerán.
•        Los átomos de oro no serían macizos, serían prácticamente huecos por eso la mayoría de las partículas alfas atraviesan laminas metálicas sin desviarse.
•        Características del modelo: el átomo tiene: una zona central con carga positiva muy pequeña y maciza donde se concentra la masa del átomo (núcleo). Una zona mucho mayor y prácticamente vacía que rodea al núcleo llamada periferia, en esa zona, los electrones quedan en órbitas alrededor del núcleo, como planetas alrededor del sol.

      Este modelo fue perdiendo valides porque según la física básica, todos los átomos se habrían destruido. 

1904 – Modelo atómico de Thomsom

El modelo atómico de Thomsom sugería que los átomos estaban formados por partículas más pequeñas.

Al principo del siglo XX se sabía que:

·         La masa del electrón es menor a la masa de los átomos.

·         Los electrones tienen carga negativa.

·         La materia es eléctricamente neutra basado en lo anterior.

Thomsom construyó el primer modelo atómico llamado budín.

•          El átomo está formado por una masa positiva y en ella se encuentran incrustados los electrones negativos como “pasas en un budín”, de manera que resulta eléctricamente neutro.

Este modelo pudo explicar los conocimientos físicos y químicos del momento. 

John Thomson

1896 – Henri Becquerel

En 1896  Henri Becquerel descubrió la emisión espontanea de las radiaciones de las sales de uranio.

Este descubrimiento manifestó la existencia de la materia de partículas más chicas que el átomo, el electrón.


Henri Becquerel

1803 – Teoría atómica de Dalton:

Teoría atómica de Dalton decía que:

•       La materia está formada por partículas invisibles llamadas átomos.
•          Los átomos de un elemento son todos iguales.
•          Los átomos de diferentes elementos son diferentes.
•          Es imposible crear o destruir átomos. Estos se conservan aunque la materia experimente transformaciones físicas o químicas.
•          Cuando se forma un determinado compuesto, los átomos de los diferentes elementos se unen manteniendo siempre la misma proporción entre ellos. 

Fue necesario postular la existencia de estas partículas invisibles para interpretar y explicar lo conocido hasta ese momento y predecir otros hechos.

John Dalton 

LOS ATOMISTAS

La primera vez que se habló de los átomos fue en Grecia en el 500 antes de Cristo por los llamados “Atomistas” como Leucipio y Demócrito.

Decían que todo lo que se percibía por los sentidos estaba formado por pequeñas partículas, macizas, con diferentes formas y texturas a las que llamaron átomos.

Su teoría decía que:

• Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, incompresibles e invisibles.

• Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas

• Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

Esta teoría contradecía a la de Aristóteles, que afirmaba que la materia estaba compuesta por cuatro elementos: tierra, fuego, agua y aire. Y negaba la existencia del vacío. Como estas ideas parecían ser más realistas que las atomistas perduraron por casi 23 siglos.