Modelos atómicos


Año Científico Descubrimientos experimentales Modelo atómico
1808
John Dalton Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadas leyes clasicas de la Química.

La imagen del atomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables,
iguales entre sí en cada elemento químico.

1897
J.J. Thomson Demostró que dentro de los atomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.

De este descubrimiento dedujo que el atomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones.
(Modelo atómico de Thomson.)

1911
E. Rutherford Demostró que los atomos no eran macizos, como se creía, sino que estan vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.

Dedujo que el atomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.
(Modelo atómico de Rutherford.)

1913
Niels Bohr Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los atomos excitados de los elementosen estado gaseoso.

Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos.
(Modelo atómico de Bohr.)




Descubrimiento del protón
Generalmente se le acredita a Ernest Rutherford el descubrimiento del protón. En el año 1918 Rutherford encontró que cuando se disparan partículas alfa contra un gas de nitrógeno, sus detectores de centelleo muestran los signos de núcleos de hidrógeno. Rutherford determinó que el único sitio del cual podían provenir estos núcleos era del nitrógeno y que por tanto el nitrógeno debía contener núcleos de hidrógeno. Por estas razones Rutherford sugirió que el núcleo de hidrógeno, que en la época se sabía que su número atómico era 1, debía ser una partícula fundamental.
Modelo atómico de Bohr
La estructura electrónica de un atomo describe las energías y la disposición de los electrones alrededor del atomo. Gran parte de lo que se conoce acerca de la estructura electrónica de los atomos se averiguó observando la interacción de la radiación electromagnética con la materia.
El origen de los espectros era desconocido hasta que la teoría atómica asoció la emisión de radiación por parte de los atomos con el comportamiento de los electrones, en concreto con la distancia a la que éstos se encuentran del núcleo.
El físico danés Niels Bohr, propuso unnuevo modelo atómico que se basa en tres postulados
Primer Postulado:

Los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas estacionarias sin emitir energía

Segundo Postulado:

Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo en aquellas órbitas para las cuales el momento angular del electrón es un múltiplo entero de h/2p.

siendo 'h' la constante de Planck, m la masa del electrón, v su velocidad, r el radio de la órbita y n un número entero (n=1, 2, 3, ) llamado número cuantico principal, que vale 1 para la primera órbita, 2 para la segunda, etc.

Tercer postulado

Cuando un electrón pasa de una órbita externa a una mas interna, la diferencia de energía entre ambas órbitas se emite en forma de radiación electromagnética.

Mientras el electrón se mueve en cualquiera de esas órbitas no radia energía, sólo lo hace cuando cambia de órbita. Si pasa de una órbita externa (de mayor energía) a otra mas interna (de menor energía) emite energía, y la absorbe cuando pasa de una órbita interna a otra mas externa. Por tanto, la energía absorbida o emitida sera

En resumen podemos decir que los electrones se disponen en diversas órbitas circulares que determinan diferentes niveles de energía.
Relaciones entre
Materia es todo aquello que ocupa un lugar en el espacio, tiene una energía medible y esta sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones conaparatos de medida. En física y filosofía, materia es el término para referirse a los constituyentes de la realidad material objetiva, entendiendo por objetiva que pueda ser percibida de la misma forma por diversos sujetos.
Energía en concreto, és uno de los aspectos de la energía interna de un cuerpo y, aunque se encuentra siempre en la materia, sólo se nos muestra cuando se produce una alteración íntima de ésta.

Absorción es la operación unitaria que consiste en la separación de uno o mas componentes de una mezcla gaseosa con la ayuda de un solvente líquido con el, cual forma solución Al proceso inverso de la absorción se le llama empobrecimiento o desabsorción; cuando el gas es aire puro y el líquido es agua pura, el proceso se llama deshumidificación, la deshumidificación significa extracción de vapor de agua del aire.
Para otros usos de este término, véase Luz (desambiguación).

Emisión de la Luz a la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano.
El estudio de la luz revela una serie de características y efectos al interactuar con la materia, que nos permiten desarrollar algunas teorías sobre su naturaleza.

Modelo atómico de la mecanica cuantica

En el modelo atómico anterior, Bohr establece que los electrones giran en órbitas esféricas y que dependiendo de su posición era su energía. Cuandodecide comprobar la forma de los orbitales, la posición y velocidad de los electrones de un atomo, descubre que el modelo de Bohr era insuficiente.
Heisemberg postuló, lo que se conoce como el principio de incertidumbre, que consiste en que no se puede conocer la velocidad del electrón y su posición al mismo tiempo. De ahí nace lo que se conoce como rempee que significa la región en el espacio mas probable de encontrar al electrón, lo que dio lugar a lo que conocemos como órbita u orbital.
Cuando descubren la dualidad del electrón (que se comporta como onda y como partícula) Schrodinger establece una ecuación para explicar los niveles energéticos, la forma y el tipo de orbitales. la ecuación se conoce como ecuación de onda .
  La gran aportación del modelo de Schrodinger fue la creación de la configuración electrónica de donde se obtienen los números cuanticos de los electrones de un atomo. La configuración electrónica indica el nivel de energía del electrón, el orbital y el tipo específico de orbital en el que se encuentra y el giro que tiene sobre su propio eje. En pocas palabras este modelo define las características particulares de un electrón, que lo hacen diferente de cualquier otro electrón del mismo atomo.
De esta manera resuelve que hay cuatro tipos de orbitales (s , p , d y f ) y la capacidad de electrones de cada uno de ellos (2,6,10 y 14), ademas dela orientación de cada uno de los tipos de orbitales.
Cada uno de los orbitales tiene la capacidad de 2 electrones, si un orbital tiene varios tipos, entonces la capacidad del orbital se incrementa. Por ejemplo el orbital p tiene 3 tipos y cada uno con capacidad de 2 electrones, por lo que la capacidad del orbital p es de 6 electrones.
Naturaleza ondulatoria del electrón
George Paget Thomson, hijo de J. J. Thomson, demostró la naturaleza ondulatoria de los electrones logrando observar su difracción al atravesar una lamina de metal. El experimento condujo a la aparición de un patrón de interferencia como el que se obtiene en la difracción de otras ondas, como la luz, probando la dualidad onda corpúsculo postulada por la mecanica cuantica en 1926 por De Broglie. Este descubrimiento le valió a G. P. Thomson el Premio Nobel de Física de 1937.
El espín del electrón se observó por vez primera en el experimento de Stern y Gerlach. Su carga eléctrica puede medirse directamente con un electrómetro y la corriente generada por su movimiento, con un galvanómetro. Seis años antes de los descubrimientos de Thomson, Stoney había propuesto la existencia de estas partículas y, asumiendo que tenían cargas eléctricas, las denominó electrones. Posteriormente, otros científicos demostraron experimentalmente que el electrón tiene una masa 2000 veces menor que el atomo de hidrógeno.