Modelo atómico

Modelo atómico

El átomo

Cada uno de los objetos que puedes ver a tu alrededor ocupa un espacio y puede medirse. Estos objetos reciben el nombre de materia, por lo tanto, podemos decir que la materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio y tiene masa.

En el siglo V a. C., Demócrito postulo que la materia estaba formada por partículas muy pequeñas e indivisibles: los átomos. Estos no se pueden dividir, por tanto el átomo es la unidad constituyente más pequeña de la materia que posee las propiedades de un elemento químico.

Teoría atómica

El átomo está formado por un núcleo con protones y neutrones y por varios electrones en sus orbitales, cuyo número varia según el elemento químico.

A principios del siglo XIX, el químico ingles J. Dalton retomo la idea de los átomos en su teoría atómica, en la que considero que estos eran esferas indivisibles y elementales constituyentes de la materia.

Teoría de Dalton

En 1808, John Dalton enuncio su célebre teoría atómica que justifica estos postulados.

• La materia está formada por pequeñas partículas, separadas e indivisibles, llamadas átomos.

• La materia que tiene todos sus átomos iguales es un elemento.

• Los átomos de los diferentes elementos se distinguen por su masa y sus propiedades.

• Los átomos de elementos distintos pueden unirse en cantidades fijas para originar compuestos.

• Los átomos de un determinado compuesto o átomos compuestos son también iguales en masa y en propiedades.

El átomo está formado por un núcleo con protones y neutrones y por varios electrones en sus orbitales, cuyo número varia según el elemento químico.

Tres años más tarde, en 1811, el químico italiano Amadeo Avogadro denomino moléculas a los átomos compuestos de Dalton.

Para resolver como se situaban las partículas dentro de los átomos, surgieron, a partir de principios del siglo XX, distintos modelos atómicos.

Un modelo es una simplificación de la realidad, utilizada para explicar los hechos experimentales. Si aparece un hecho experimental que no se explica con un modelo, este debe modificarse o rechazarse.

Teoría de Thomson

En 1904, Joseph J. Thomson propuso un modelo muy elemental: el átomo está constituido por una esfera de materia con carga positiva, en la que se encuentran encajados los electrones en número suficiente para neutralizar su carga.

La distribución de las cargas propuesta por Thomson explicaba la aparición de los rayos catódicos y los rayos canales:

• Al desprenderse los electrones de los átomos, forman los rayos catodicos, que se desplazan hacia el ánodo.

• El resto del átomo, con carga positiva, se dirige hacia el cátodo y forma los rayos canales.

El modelo de Thomson presenta una visión estática y no nuclear

del átomo.

El modelo atómico propuesto por Thomson tuvo una vida muy corta, pero fue de gran importancia, ya que constituye el inicio del estudio profundo del átomo.

El átomo está formado por protones y electrones.

El físico ingles J. J. Thomson (1856-1940) constato que los rayos catódicos estaban constituidos por partículas negativas cuya naturaleza era independiente del gas que se encerrara en el tubo. Este hecho le llevo a pensar que las partículas en cuestión debían ser partículas constituyentes fundamentales de toda la materia: los electrones.

En 1911, el físico americano R. Millikan determino experimentalmente el valor de la carga del electrón. De ese dato, y de otros anteriores, se dedujo el valor de su masa.

Carga del electrón: −e = −1,602 189 × 10−19 C Masa del electrón: me = 9,109 534 × 10−31 kg

 Las partículas de los rayos canales con menor masa correspondían al elemento más ligero, el hidrógeno. Además, la carga de estas partículas y la del electrón eran iguales en valor absoluto, aunque sus masas fuesen muy diferentes.

Por este motivo, se consideró que el núcleo de hidrogeno debía constituir otra partícula fundamental del átomo: el protón.

El protón fue observado por primera vez en 1919 por Rutherford y Chadwick, al bombardear ciertos átomos con partículas alfa.

Carga del protón: +e = +1,602 189 × 10−19 C Masa del protón: mp = 1,672 649 × 10−27 kg Su masa es unas 1840 veces la masa del electrón.

Teoría de Rutherford

En su experiencia, Rutherford dedujo que en el centro del átomo hay un diminuto corpúsculo, al que llamo núcleo, en el que se encuentran las partículas de carga positiva, los protones. Además, ya intuyo la presencia de neutrones en el núcleo.

Descubrimientos Núcleo atómico (1911) El modelo de Thomson consideraba que la carga y la masa estaban uniformemente repartidas en el átomo. Rutherford esperaba que las partículas atravesaran la lámina de oro sin sufrir grandes desviaciones. Sin embargo, los resultados experimentales obligaron a pensar en una estructura diferente. Así, en el interior del átomo debía existir una gran fuerza eléctrica ejercida por una masa considerable. De aquí dedujo que los electrones ocupaban el volumen total del átono y que la electricidad positiva estaba concentrada en un núcleo muy pequeño y muy pesado (mas del 99% de la masa del átono). Neutrón (1932) El físico ingles J. Chadwick (1891-1974) detecto una nueva partícula subatómica en una reacción nuclear. Las característica de esta coincidieron con las predichas por Rutherford, y se mantuvo el nombre que este le había dado: neutrón. Carga del neutron: 0 Masa del neutron: mn = 1,674 954 . 10-27 kg

Modelos atómicos Modelo atómico de Rutherford (1911) El descubrimiento del núcleo condujo a E. Rutherford a establecer un nuevo modelo atómico. Propuso que: —La mayor parte de la masa y toda carga Positiva del átomo se concentran en una minúscula zona central de gran densidad, el núcleo. —El átono, mucho mayor que el núcleo, incluye la corteza electrónica, que es la región donde los electrones describen Orbitas circulares alrededor del núcleo. -El átono es neutro porque el número de electrones es igual al de protones.

El Modelo de Rutherford explicaba los resultados de su experimento:

– Las partículas α que pasan lejos del núcleo no se desvían porque la corteza electrónica prácticamente no las afecta.

– Las partículas α que pasan cerca del núcleo se desvían porque este las somete a repulsión electrostática.

– Las partículas α que chocan directamente contra el núcleo rebotan y son repelidas violentamente, por tratarse de cargas del mismo signo.