Este documento resume la evolución de la teoría atómica desde los inicios propuestos por Dalton hasta los modelos más modernos desarrollados por Thomson, Rutherford y Bohr. Explica que Rutherford descubrió el núcleo atómico mediante experimentos de bombardeo con partículas alfa, Thomson identificó el electrón como partícula subatómica, y Bohr propuso un modelo del átomo de hidrógeno donde los electrones orbitan el núcleo en niveles de energía discretos, dando estabilidad al á
1. Materia: Ciencias II con énfasis en
física
Maestra: María Guadalupe Pinto
Escuela Secundaria Técnica N°27
Alberto. J. Pani
Grupo Y Grado: “2°A”
Integrantes:
2. Tema Pagina Tema Pagina Tema Pagina
Portada 1 Aportación
de
Rutherford.
10
Índice 2 Biografía de
Thomson
12
Introducción 3 Biografía de
Bohr
14
El Contexto
Histórico
4 Biografía de
Rutherford
15
La Magistral
ita de una
Teoría
5
Aportación
de Thomson
6
Aportación
de Bohr
8
3. • La estructura de la materia ha sido objeto de análisis y
reflexión desde los albores de la civilización moderna, la
palabra átomo viene de la palabra griega de igual sonido
y que significaba indivisible. Es decir, la unidad mínima
de la materia, masa o como lo dijeran los griegos.
• El significado actual de átomo proviene de su evolución
del siglo XIX, y en el siglo pasado se descubrió que
había partículas subatómicas y se comenzó a elaborar la
estructura del átomo actual o interrelación de los tipos de
partículas elementales más pequeñas que lo componen.
4. • Los inicios de la teoría atómica se remontan al año 1906, en la ciudad de Manchester, donde
John Dalton enunció un hecho que hoy en día se considera irrefutable: toda materia está
constituida por átomos. Para Dalton los átomos eran partículas indivisibles, por lo tanto,
era imposible, o por decir lo menos, complejo reconocer la composición interna de tales partículas.
Sin embargo, el mismo año Ernest Rutherford encontró que cuando se bombardea una lámina
metálica delgada con partículas Alfa, algunas de estas partículas sufrían una pequeña desviación
en su recorrido. Inspirado por este descubrimiento Rutherford repitió la experiencia utilizando
diversas láminas delgadas de oro, platino, cobre y plata, descubriendo que algunas de las
partículas Alfa sufrían desviaciones de hasta 90° respecto de su trayectoria original. Los datos
obtenidos permitieron entonces deducir que el átomo sí poseía una cierta estructura interna. Como
la mayoría de las partículas Alfa no sufrían desviaciones en su trayectoria, Rutherford supuso que
el átomo tenía grandes espacios abiertos o vacíos, pero como una de cada cien mil partículas Alfa
era desviada, estas debían colisionar con algo bastante más grande, tomando en consideración la
composición de las partículas Alfa. Era imposible entonces, que estas partículas fueran desviadas
por electrones o por protones individuales, por lo tanto, gran parte de la masa del átomo debía
estar concentrada en algún lugar del mismo y su carga debía ser positiva, lo que explicaría la
repulsión experimentada por las partículas Alfa. Así nacía la noción de un núcleo atómico, pero no
había consenso absoluto en cuanto a la noción de cómo podía ser concebida la estructura del
átomo. Posteriormente, en 1913 Niels Bohr, discípulo de Rutherford, da un paso gigantesco hacia
una mejor comprensión de la estructura atómica, mediante el anuncio de una teoría conocida
como la “Teoría de Bohr sobre el Átomo de Hidrógeno”. Bohr describió el átomo fundamental del
hidrógeno como un electrón moviéndose en orbitas circulares alrededor de un protón,
representando este último al núcleo del átomo, el que Bohr ubica en su parte central y dando una
explicación robusta respecto de la estabilidad de la orbita del electrón y del átomo en su conjunto
5. • Bohr estaba convencido de que las teorías clásicas de la física eran incapaces de
representar adecuadamente los movimientos orbitales de los electrones: ¿Por qué los
electrones, que se encuentran en movimiento, no pierden energía, lo que provocaría que
tales partículas cayeran entonces en trayectorias espirales sobre el núcleo?. Muchos
físicos de la época habían dado las explicaciones más fantásticas respecto de esta
estabilidad del electrón y la relación de las fuerzas entre los electrones y el núcleo del
átomo. A objeto de dar una respuesta más elaborada a esta problemática, Bohr de una
manera magistral, combinó lo que hasta ese momento era conocido respecto a la noción
del núcleo atómico de Rutherford con la revolucionaria teoría de los Quanta, o paquetes
de energía de Planck, con la cual este último científico explicaba la naturaleza de la luz.
Supuso que todos los electrones giraban en torno a su núcleo en ciertas orbitas fijas
llamadas estados estacionarios, en las cuales estas partículas y su movimiento son
perfectamente estables, donde cada una de estas orbitas representa un nivel definido pero
diferente de energía. Sólo cuando un electrón salta de una orbita externa (un estado de
energía superior) a una orbita inferior o interna, debe irradiar energía en cantidades
discretas (quantos) y características de un átomo en particular. Poniendo en práctica estas
ideas revolucionarias, Bohr aplica su teoría física y matemática mediante un sencillo
modelo del átomo de hidrógeno, donde uno de los postulados fundamentales es que la
estabilidad de la orbita del electrón se logra, en primer lugar, por el hecho de que la fuerza
que impulsa al electrón a salir de su orbita (fuerza centrifuga debida al movimiento) es
exactamente igual a la fuerza eléctrica de atracción entre el electrón y el núcleo del átomo,
representado por un protón (esto debido a la naturaleza de las cargas eléctricas de ambas
partículas).
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10. • (Cheetham Hill, Reino Unido, 1856 - Cambridge, id., 1940)
Físico británico. Hijo de un librero, Joseph John Thomson
estudió en el Owens College y más tarde en la Universidad de
Manchester y en el Trinity College de Cambridge. Se graduó
en matemáticas en 1880, ocupó la cátedra Cavendish y,
posteriormente, fue nombrado director del Laboratorio
Cavendish de la Universidad de Cambridge.
• Thomson investigó la naturaleza de los rayos catódicos y
demostró que los campos eléctricos podían provocar la
desviación de éstos. Llevó a cabo numerosos experimentos
sobre su desviación, bajo el efecto combinado de campos
eléctricos y magnéticos, buscando la relación existente entre
la carga y la masa de la partículas, proporcionalidad que se
mantenía constante aun cuando se alterase el material del
cátodo.
11. • En 1897 descubrió una nueva partícula y demostró que era
aproximadamente mil veces más ligera que el hidrógeno. Esta
partícula sería bautizada con el nombre de electrón, designación
propuesta años antes por el irlandés George Johnstone Stoney, que
había teorizado sobre su existencia. Joseph John Thomson fue, por lo
tanto, el primero que identificó partículas subatómicas, y llegó a
importantes conclusiones sobre estas partículas cargadas
negativamente: con el aparato que construyó obtuvo la relación entre
la carga eléctrica y la masa del electrón. Thomson examinó además
los rayos positivos, estudiados anteriormente por Eugen Goldstein, y
en 1912 descubrió el modo de utilizarlos en la separación de átomos
de diferente masa. El objetivo se consiguió desviando los rayos
positivos en campos eléctricos y magnéticos, método que en la
actualidad se llama espectrometría de masas. Con esta técnica
descubrió que el neón posee dos isótopos, el neón-20 y el neón-22.
Todos estos trabajos sirvieron a Thomson para establecer un nuevo
modelo de la estructura del átomo que resultó incorrecto, pues
suponía que las partículas cargadas positivamente se encontraban
mezcladas homogéneamente con las negativas. Thomson recibió el
premio Nobel de Física en 1906 por sus estudios acerca del paso de
la electricidad a través del interior de los gases. Calculó la cantidad de
electricidad transportada por cada átomo y determinó el número de
moléculas por centímetro cúbico.
12. • (Niels Henrik David Bohr; Copenhague, 1885 - 1962) Físico
danés. Considerado como una de las figuras más
deslumbrantes de la física contemporánea y, por sus
aportaciones teóricas y sus trabajos prácticos, como uno de
los padres de la bomba atómica, fue galardonado en 1922 con
el Premio Nobel de Física "por su investigación acerca de la
estructura de los átomos y la radiación que emana de ellos".
Pese a contravenir principios de la física clásica, su modelo
atómico, que incorporaba el modelo de átomo planetario de
Rutherford y la noción de cuanto de acción introducida por
Planck, permitió explicar tanto la estabilidad del átomo como
de sus propiedades de emisión y de absorción de radiación.
En esta teoría, el electrón puede ocupar algunas órbitas
estacionarias en las cuales no irradia energía, y los procesos
de emisión y de absorción son concebidos como transiciones
del electrón de una órbita estacionaria a otra.
13. • Niels Bohr cursó estudios superiores de física en la Universidad de Copenhague,
donde obtuvo el grado de doctor en 1911. Tras haberse revelado como una firme
promesa en el campo de la física nuclear, pasó a Inglaterra para ampliar sus
conocimientos en el prestigioso Cavendish Laboratory de la Universidad de
Cambridge, bajo la tutela de sir Joseph John Thomson (1856-1940), químico británico
distinguido con el Premio Nobel en 1906 por sus estudios acerca del paso de la
electricidad a través del interior de los gases, que le habían permitido descubrir el
electrón, partícula anteriormente intuida y bautizada por George Johnstone Stoney
(1826-1911). Precisamente al estudio de los electrones estaba dedicada la tesis
doctoral que acababa de leer el joven Bohr en Copenhague, y que había llevado a
territorio británico con la esperanza de verla traducida al inglés. Pero, comoquiera que
Thomson no se mostrara entusiasmado por el trabajo del científico danés, Bohr
decidió abandonar el Cavendish Laboratory y marcharse a la Universidad de
Manchester, donde aprovechó las enseñanzas de otro Premio Nobel, Ernest
Rutherford (1871-1937), para ampliar sus saberes acerca de las radiactividad y los
modelos del átomo. A partir de entonces, entre ambos científicos se estableció una
estrecha colaboración que, sostenida por firmes lazos de amistad, habría de ser tan
duradera como fecunda. Rutherford había elaborado una teoría del átomo que era
totalmente válida en un plano especulativo, pero que no podía sostenerse dentro de
las leyes de la física clásica. Bohr, en un alarde de audacia que resultaba
impredecible en su carácter tímido y retraído, se atrevió a soslayar los problemas que
obstaculizaban los progresos de Rutherford con una solución tan sencilla como
arriesgada: afirmó, simplemente, que los movimientos que se daban dentro del átomo
están gobernados por unas leyes ajenas a las de la física tradicional. En 1913, Niels
Bohr alcanzó celebridad mundial dentro del ámbito de la física al publicar una serie de
ensayos en los que revelaba su particular modelo de la estructura del átomo.
14. • (Nelson, Nueva Zelanda, 1871-Londres, 1937) Físico y químico británico.
Tras licenciarse, en 1893, en Christchurch (Nueva Zelanda), Ernst
Rutherford se trasladó a la Universidad de Cambridge (1895) para trabajar
como ayudante de JJ. Thomson. En 1898 fue nombrado catedrático de la
Universidad McGill de Montreal, en Canadá. A su regreso al Reino Unido
(1907) se incorporó a la docencia en la Universidad de Manchester, y en
1919 sucedió al propio Thomson como director del Cavendish Laboratorio
de la Universidad de Cambridge. Por sus trabajos en el campo de la física
atómica, Ernst Rutherford está considerado como uno de los padres de esta
disciplina. Investigó también sobre la detección de las radiaciones
electromagnéticas y sobre la ionización del aire producida por los rayos X.
Estudió las emisiones radioactivas descubiertas por H. Becquerel, y logró
clasificarlas en rayos alfa, beta y gamma.
15. • En 1902, en colaboración con F. Soddy, Rutherford formuló la
teoría sobre la radioactividad natural asociada a las
transformaciones espontáneas de los elementos. Colaboró
con H. Geiger en el desarrollo del contador de radiaciones
conocido como contador Geiger, y demostró (1908) que las
partículas alfa son iones de helio (más exactamente, núcleos
del átomo de helio) y, en 1911, describió un nuevo modelo
atómico (modelo atómico de Rutherford), que posteriormente
sería perfeccionado por N. Bohr.
• Según este modelo, en el átomo existía 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 (carga eléctrica negativa). Además, logró demostrar
experimentalmente la mencionada teoría a partir de las
desviaciones que se producían en la trayectoria de las
partículas emitidas por sustancias radioactivas cuando con
ellas se bombardeaban los átomos.
• Los experimentos llevados a cabo por Rutherford permitieron,
además, el establecimiento de un orden de magnitud para las
dimensiones reales del núcleo atómico. Durante la Primera
Guerra Mundial estudió la detección de submarinos mediante
ondas sonoras, de modo que fue uno de los precursores del
16. • En 1907, obtiene una plaza de profesor en la Universidad de Mánchester, en donde
trabajará junto a Hans Geiger. Junto a éste, inventará un contador que permite
detectar las partículas alfa emitidas por sustancias radiactivas (prototipo del futuro
contador Geiger), ya que ionizando el gas que se encuentra en el aparato, producen
una descarga que se puede detectar. Este dispositivo les permite estimar el número
de Avogadro de modo muy directo: averiguando el periodo de desintegración del
radio, y midiendo con su aparato el número de desintegraciones por unidad de
tiempo. De ese modo dedujeron el número de átomos de radio presente en su
muestra. Primera transmutación de la materia, de Nitrógeno a Oxígeno, efectuado por
Ernest Rutherford. En 1908, junto a uno de sus estudiantes, Thomas Royas,
demuestra de modo definitivo lo que se suponía: que las partículas alfa son núcleos
de helio. En realidad, lo que prueban es que una vez liberadas de su carga, las
partículas alfa son átomos de helio. Para demostrarlo, aisló la sustancia radiactiva en
un material suficientemente delgado para que las partículas alfa lo atravesaran
efectivamente, pero para ello bloquea cualquier tipo de "emanación" de elementos
radiactivos, es decir, cualquier producto de la desintegración. Recoge a continuación
el gas que se halla alrededor de la caja que contiene las muestras, y analiza su
espectro. Encuentra entonces gran cantidad de helio: los núcleos que constituyen las
partículas alfa han recuperado electrones disponibles. Ese mismo año gana el Premio
Nobel de Química por sus trabajos de 1908. Sufrirá sin embargo un pequeño
disgusto, pues él se considera fundamentalmente un físico. Una de sus citas más
17. • Hasta 1897, se creía que los átomos eran la división más pequeña de la
materia, cuando J.J Thomson descubrió el electrón mediante su
experimento con el tubo de rayos catódicos. El tubo de rayos catódicos
que usó Thomson era un recipiente cerrado de vidrio, en el cual los dos
electrodos estaban separados por un vacío. Cuando se aplica una
diferencia de tensión a los electrodos, se generan rayos catódicos, que
crean un resplandor fosforescente cuando chocan con el extremo
opuesto del tubo de cristal. Mediante la experimentación, Thomson
descubrió que los rayos se desviaban al aplicar un campo eléctrico
(además de desviarse con los campos magnéticos, cosa que ya se
sabía). Afirmó que estos rayos, más que ondas, estaban compuestos
por partículas cargadas negativamente a las que llamó "corpúsculos"
(más tarde, otros científicos las rebautizarían como electrones).
Thomson creía que los corpúsculos surgían de los átomos del
electrodo. De esta forma, estipuló que los átomos eran divisibles, y que
los corpúsculos eran sus componentes. Para explicar la carga neutra
del átomo, propuso que los corpúsculos se distribuían en estructuras
anilladas dentro de una nube positiva uniforme; éste era el modelo
atómico de Thomson o "modelo del pluma cake". Ya que se vio que los
átomos eran realmente divisibles, los físicos inventaron más tarde el
término "partículas elementales" para designar a las partículas
indivisibles.
18.
19. • El modelo atómico de Thomson fue refutado en 1909 por uno de sus
estudiantes, Ernesto Rutherford, quien descubrió que la mayor parte
de la masa y de la carga positiva de un átomo estaba concentrada
en una fracción muy pequeña de su volumen, que suponía que
estaba en el mismo centro. En su experimento, Hans Geiser y
Ernesto Mariden bombardearon partículas alfa a través de una fina
lámina de oro (que chocarían con una pantalla fluorescente que
habían colocado rodeando la lámina). Dada la mínima como masa
de los electrones, la elevada masa y momento de las partículas alfa
y la distribución uniforme de la carga positiva del modelo de
Thomson, estos científicos esperaban que todas las partículas alfa
atravesasen la lámina de oro sin desviarse, o por el contrario, que
fuesen absorbidas. Para su asombro, una pequeña fracción de las
partículas alfa sufrió una fuerte desviación. Esto indujo a Rutherford
a proponer el modelo planetario del átomo, en el que los electrones
orbitaban en el espacio alrededor de un gran núcleo compacto, a
semejanza de los planetas y el Sol.
20.
21. • En 1913, Thomson canalizó una corriente de iones de
neón a través de campos magnéticos y eléctricos, hasta
chocar con una placa fotográfica que había colocado al
otro lado. Observó dos zonas incandescentes en la
placa, que revelaban dos trayectorias de desviación
diferentes. Thomson concluyó que esto era porque
algunos de los iones de neón tenían diferentes masas;
así fue como descubrió la existencia de los isótopos.
22.
23. • El modelo planetario del átomo tenía sus defectos. En primer lugar, según la
fórmula de Largor del electromagnetismo clásico, una carga eléctrica en
aceleración emite ondas electromagnéticas, y una carga en órbita iría perdiendo
energía y describiría una espiral hasta acabar cayendo en el núcleo. Otro
fenómeno que el modelo no explicaba era por qué los átomos excitados sólo
emiten luz con ciertos espectros discretos. El modelo de Bohr. La teoría cuántica
revolucionó la física de comienzos del siglo XX, cuando Max Planck y Albert
Einstein postularon que se emite o absorbe una leve cantidad de energía en
cantidades fijas llamadas cuantos. En 1913, Niels Bohr incorporó esta idea a su
modelo atómico, en el que los electrones sólo podrían orbitar alrededor del
núcleo en órbitas circulares determinadas, con una energía y un momento
angular fijos, y siendo proporcionales las distancias del núcleo a los respectivos
niveles de energía.8 Según este modelo, los átomos no podrían describir
espirales hacia el núcleo porque no podrían perder energía de manera continua;
en cambio, sólo podrían realizar "saltos cuánticos" instantáneos entre los niveles
fijos de energía.9 Cuando esto ocurre, el átomo absorbe o emite luz a una
frecuencia proporcional a la diferencia de energía (y de ahí la absorción y
emisión de luz en los espectros discretos).9 Arnoldo Sommerfeld amplió el
átomo de Bohr en 1916 para incluir órbitas elípticas, utilizando una
cuantificación de momento generalizado.
24. • El modelo de Bohr-Sommerfeld ad hoc era muy difícil de utilizar, pero a cambio hacía
increíbles predicciones de acuerdo con ciertas propiedades espectrales. Sin embargo, era
incapaz de explicar los átomos multielectrónicos, predecir la tasa de transición o describir
las estructuras finas e viperinas. En 1924, Louis de Broglie propuso que todos los objetos
—particularmente las partículas subatómicas, como los electrones— podían tener
propiedades de ondas. Erwin Schrödinger, fascinado por esta idea, investigó si el
movimiento de un electrón en un átomo se podría explicar mejor como onda que como
partícula. La ecuación de Schrödinger, publicada en 1926,10 describe al electrón como una
función de onda en lugar de como una partícula, y predijo muchos de los fenómenos
espectrales que el modelo de Bohr no podía explicar. Aunque este concepto era
matemáticamente correcto, era difícil de visualizar, y tuvo sus detractores.11 Uno de sus
críticos, Max Barn, dijo que la función de onda de Schrödinger no describía el electrón,
pero sí a muchos de sus posibles estados, y de esta forma se podría usar para calcular la
probabilidad de encontrar un electrón en cualquier posición dada alrededor del núcleo.12.
En 1927, Werner Heidelberg indicó que, puesto que una función de onda está determinada
por el tiempo y la posición, es imposible obtener simultáneamente valores precisos tanto
para la posición como para el momento de la partícula para cualquier punto dado en el
tiempo.13 Este principio fue conocido como principio de incertidumbre de Heidelberg. Los
cinco orbitales atómicos de un átomo de neón, separados y ordenados en orden creciente
de energía. En cada orbital caben como máximo dos electrones, que están la mayor parte
del tiempo en las zonas delimitadas por las "burbujas". Este nuevo enfoque invalidaba por
completo el modelo de Bohr, con sus órbitas circulares claramente definidas. El modelo
moderno del átomo describe las posiciones de los electrones en un átomo en términos de
probabilidades. Un electrón se puede encontrar potencialmente a cualquier distancia del
núcleo, pero —dependiendo de su nivel de energía— tiende a estar con más frecuencia en
ciertas regiones alrededor del núcleo que en otras; estas zonas son conocidas como
orbitales atómicos.
26. Los cinco orbitales atómicos de un átomo de neón,
separados y ordenados en orden creciente de
energía. En cada orbital caben como máximo dos
electrones, que están la mayor parte del tiempo en las
zonas delimitadas por las "burbujas".
27. • En esta parte del trabajo vamos a abordar a un científico
trascendental en la Teoría Atómica, quien fue el físico danés Niels
Henryk David Bohr, cabe destacar que se cumplen cien años de su
contribución a la química; por lo cual es quien lleva como
pseudónimo de nuestra investigación. Niels Bohr nació el 7 de
Octubre de 1885 en Copenhague, Dinamarca. Él estaba destinado
para la contribución de una revolución científica. Su padre, Christian
Bohr quien fuera profesor de la Universidad de Copenhague y su
madre, Ellen Adler de una familia dedicada a la educación le dieron
apertura en desarrollarse en un abundante ambiente intelectual. En
Dinamarca hubo siempre un ambiente pacífico y tranquilo hasta el
triunfo del fascismo en Alemania con Hitler, Mussolini en Italia y
Franco en España. Rodeado de gente intelectual y el interés de los
países vecinos en la ciencia se basaban en dos términos, el cual el
primero era poner énfasis en el método experimental y la filosofía
pragmática. La segunda reafirmaba más los aspectos formales y
teóricos ( De los Ríos,2011:296)
28. • En el ámbito de su educación y formación académica de Bohr,
estudió primero en la escuela Grammelholms, posteriormente
hacemos énfasis en que debido a su gusto por la ciencia, él decidió
estudiar física en la Universidad de Copenhague. En 1909, obtuvo
su maestría, y dos años más tarde se doctoró con un trabajo sobre
la teoría electrónica de los metales. Posteriormente, gracias a una
beca, en 1911 se dirigió a Inglaterra, en donde trabajó con J.J
Thomson en Cambridge; no obstante, se tuvo que trasladar a la
Universidad de Manchester, con quien trabajaría con Rutherford.
Rutherford le mostró su modelo atómico, en donde destacaban los
electrones alrededor de un núcleo, que a la vez tenía adentro
neutrones y protones; Sin embargo, el modelo no podía explicar
cómo los electrones podían estar alrededor del núcleo; por lo cual,
Niels Bohr emprendió el camino en el desarrollo de un modelo
atómico que diera una explicación congruente. En su modelo
atómico, Bohr recurrió a los trabajos del físico alemán Max Planck,
en el que él explicaba su teoría cuántica, en que la emisión
29. • 13 de radiación no se da de forma continua, sino se da en partes; es decir,
cuantificado. Por tal motivo, a su teoría se le da el nombre de teoría
cuántica o de los quanta. Por su teoría cuántica, Planck recibe el premio
Nobel de Física en 1918 ( De los Ríos,2011:296) La teoría cuántica fue la
base angular para que Bohr diera a conocer su modelo atómico, en el
postulaba que los electrones no se encontraban en cualquier parte a fuera
del núcleo, sino se encontraban en órbitas cuantificadas de energía; es
decir, las órbitas superiores tenían mayor energía y las órbitas inferiores
tenían menor energía, por lo cual cuando un electrón pasaba de una órbita
inferior a una superior, estaba absorbiendo energía; así también, si un
electrón pasaba de una órbita superior a una inferior, se desprendía la
diferencia de energía en forma de radiación electromagnética. El resultado
de sus investigaciones sobre la estructura de los átomos, su modelo de las
capas electrónicas y las radiaciones que emiten los átomos, hizo que fuera
galardonado con el Premio Nobel de Física en 1922. Asimismo, Bohr
impulso la ciencia en su país, haciendo que se creara un Instituto de Física
Teórica, siendo director dela institución a partir de 1921. Entre sus
publicaciones de su trabajos destacan:
30. • The Thor of Secta and Atomice Constitución ( “ La teoría de los
espectros y la constitución atómica) en 1922, así también, Atomice
Thor and The descripción of natura ( “Teoría Atómica y la descripción
de la naturaleza”) en 1934 ( De los Ríos, 2011:296) Hubo mucho
interés en la comunidad científica a lo largo del tiempo en torno al
desarrollo de la teoría atómica que data desde los tiempos de
Demócrito en la antigua Grecia. En el siglo XIX, la idea de que el
átomo estuviera compuesto de partículas pequeñísimas como el
electrón, el protón, el neutrón; fue motivo de polémica entre los
científicos de diversas partes del mundo. Pero cuando J.J.
Thompson descubrió el electrón, se demostró que el átomo estaba
compuesto de partículas más pequeñas que le propio átomo. Esto
fue para Bohr de gran importancia, por lo cual su contribución fue
fundamental para entender la Teoría Atómica. Entonces la
contribución de Bohr a la química, es la introducción de la primera
formulación teórica que permitió entender la estabilidad de los
átomos y después, demostrar que las propiedades químicas de los
elementos, así también hay una enorme relación con la tabla
periódica desarrollada por Mendelevio, estaba directamente 14
asociada al número y orden de los electrones en el átomo
correspondiente
31.
32. • En 1808 Dalton formuló la teoría atómica, teoría que rompía
con todas las ideas tradicionales derivada de los antiguos
filósofos griegos (Demócrito, Leucipo). Este Introduce la idea
de la discontinuidad de la materia, es decir, es la primera
teoría científica que considera que la materia está dividida en
átomos. Los postulados básicos de esta teoría son:
La materia está dividida en unas partículas indivisibles e
inalterables llamadas átomos. Los átomos son partículas muy
pequeñas y no se pueden ver a simple vista. Todos los
átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, igual
masa e iguales propiedades. Los átomos de distintos
elementos tienen distinta masa y distintas propiedades. Los
compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí,
en una relación constante y sencilla. En las reacciones
químicas los átomos se separan o se unen; pero ningún
átomo se crea ni se destruye, y ningún átomo de un elemento
se convierte en átomo de otro elemento. Esta concepción se
mantuvo casi durante un siglo.
33.
34. • Joseph Thomson Posteriormente, en el año 1897 se descubre
el electrón, una de las partículas subatómicas que conforma el
átomo. En 1898 Thomson propuso un modelo atómico que
tomaba en cuenta la existencia de dicha partícula subatómica.
Su modelo era estático, ya que suponía que los electrones
estaban en reposo dentro del átomo, y que el conjunto era
eléctricamente neutro.
El modelo de Thomson era parecido a un pastel de frutas: los
electrones estaban incrustados en una masa esférica de
carga positiva. La carga negativa total de los electrones era la
misma que la carga total positiva de la esfera, por lo que
dedujo que el átomo era neutro.
Thomson también explicó la formación de iones, tanto
positivos como negativos.
• Cuando el átomo pierde algún electrón, la estructura queda
positiva y se forman iones positivos; pero si el átomo gana
algún electrón, la estructura queda negativa y se forman iones
negativos.
35.
36. • Es el modelo actual; fue expuesto en 1925 por Heidelberg y Schrödinger. Erwin
Schrödinger Werner HeisenbergAspectos característicos: Dualidad onda-
partícula: Broglie propuso que las partículas materiales tienen propiedades
ondulatorias, y que toda partícula en movimiento lleva una onda asociada.
Principio de indeterminación: Heidelberg dijo que era imposible situar a un
electrón en un punto exacto del espacio. Las ecuaciones del modelo mecano-
cuántico describen el comportamiento de los electrones dentro del átomo, y
recogen su carácter ondulatorio y la imposibilidad de predecir sus trayectorias
exactas. Así establecieron el concepto de orbital, región del espacio del átomo
donde la probabilidad de encontrar un electrón es muy grande. Características
de los orbitales: La energía está cuantiada. Lo que marca la diferencia con el
modelo de Bohr es que este modelo no determina la posición exacta del
electrón, sino la mayor o menor probabilidad. Dentro del átomo, el electrón se
interpreta como una nube de carga negativa, y dentro de esta nube, en el lugar
en el que la densidad sea mayor, la probabilidad de encontrar un electrón
también será mayor. El comportamiento de los electrones dentro del átomo se
describe a través de los números cuánticos Los números cuánticos se encargan
del comportamiento de los electrones, y la configuración electrónica de su
distribución. Y por último, dada la cantidad de elementos, se necesitaba una
clasificación. Hoy en día se utiliza la Tabla Periódica, aunque le precedieron
muchos otras propuestas. En la Tabla Periódica los elementos se clasifican
según el número atómico.
37.
38. • Después de lo indicado sobre el origen de la química
moderna y de la aparición de la teoría atómica nos ha
parecido conveniente colgar un vídeo encontrado en
YouTube que explica muy bien el nacimiento y desarrollo
de dicha teoría. El vídeo se debe a Jorge Díaz, un chileno
por su acento, académico probablemente, del que no
tenemos de momento más información, pero que hace
unos vídeos excelentes y los presenta en YouTube para
beneficio de todos nosotros. El vídeo no es muy largo
pero es muy ilustrativo, sobre todo en términos históricos
y en relación con los personajes clave en la formulación
de la teoría atómica. Sugiero a los seguidores de este
blog que lo visionen y lo conecten a las explicaciones
dadas en este blog hasta ahora y las que seguirán en
próximos postas
