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MODELOS ATOMICOS
Un modelo atómico es una representación molecular de un atomo, que trata de explicar su cambio de propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un diagrama de un atomo, sino mas bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos atómicos y algunos mas elaborados que otros.
MODELO ATOMICO DE LEUCIPO Y DEMOCRITO
El atomismo mecanicista, ademas de ser uno de los principios de la química, es un popular sistema filosófico que tuvo sus orígenes en Grecia en el siglo V A.C., mientras que en la India se lo ubica entre el año 200 y 100 A.C., que sostiene que el universo se encuentra compuesto por combinaciones de pequeñas partículas indivisibles conocidas como atomos, término que en griego refiere que no se puede dividir. De acuerdo al atomismo, los atomos son unas partículas materiales e indestructibles que no poseen ningún tipo de cualidad, distinguiéndose entre sí nada mas que por la forma y la dimensión que presentan cada uno, mientras tanto, sus diversas combinaciones en el vacío son las que constituyen los diferentes cuerpos.


En el siglo V a. C., Leucipo sostenía que había un solo tipo de materia y pensaba que si dividíamos la materia en partes cada vez mas pequeñas, obtendríamos un trozo que no se podría cortar mas. Demócrito llamo a estos trozos ATOMOS (“sin división”).
La filosofía atomista de Leucipo y Demócrito podría resumirse en
1.- Los atomos son eternos, indivisibles, homogéneos e invisibles
2.- Los atomos se diferencian en suforma y tamaño
3.- Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los atomos
MODELO ATOMICO DE DALTON
Aproximadamente por el año 1808, Dalton define a los atomos como la unidad constitutiva de los elementos (retomando las ideas de los atomistas griegos). Las ideas basicas de su teoría, publicadas en 1808 y 1810 pueden resumirse en los siguientes puntos:
La materia esta formada por partículas muy pequeñas para ser vistas, llamadas atomos.
Los atomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso.
Diferentes elementos estan formados por diferentes atomos.
Los compuestos químicos se forman de la combinación de atomos de dos o mas elementos, en un atomo compuesto; o lo que es lo mismo, un compuesto químico es el resultado de la combinación de atomos de dos o mas elementos en una proporción numérica simple.
Los atomos son indivisibles y conservan sus características durante las reacciones químicas.
En cualquier reacción química, los atomos se combinan en proporciones numéricas simples.
La separación de atomos y la unión se realiza en las reacciones químicas. En estas reacciones, ningún atomo se crea o destruye y ningún atomo de un elemento se convierte en un atomo de otro elemento.
A pesar de que la teoría de Dalton era errónea en varios aspectos, significó un avance cualitativo importante en el camino de la comprensión de la estructura de la materia. Por supuesto que la aceptación del modelo de Dalton no fue inmediata, muchos científicos se resistieron durante muchos años areconocer la existencia de dichas partículas.
 Ademas de sus postulados Dalton empleó diferentes símbolos para representar los atomos y los atomos compuestos, las moléculas.
 Sin embargo, Dalton no elabora ninguna hipótesis acerca de la estructura de los atomos y habría que esperar casi un siglo para que alguien expusiera una teoría acerca de la misma.
Otras Leyes que concordaban con la teoría de Dalton
Ley de la Conservación de la Masa: La Materia no se crea ni se destruye, sólo se transforma.
Ley de las Proporciones Definidas: Un Compuesto Puro siempre contiene los mismos elementos combinados en las mismas proporciones en masa.
Ley de las Proporciones Múltiples: Cuando dos elementos A y B forman mas de un compuesto, las cantidades de A que se combinan en estos compuestos, con una cantidad fija de B, estan en relación de números pequeños enteros. 
MODELO ATOMICO DE THOMSON
 Thomson sugiere un modelo atómico que tomaba en cuenta la existencia del electrón, descubierto por él en 1897. Su modelo era estatico, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del atomo y que el conjunto era eléctricamente neutro. Con este modelo se podían explicar una gran cantidad de fenómenos atómicos conocidos hasta la fecha. Posteriormente, el descubrimiento de nuevas partículas y los experimentos llevado a cabo por Rutherford demostró la inexactitud de tales ideas.
Para explicar la formación de iones, positivos y negativos, y la presencia de los electrones dentro de la estructura atómica, Thomson ideó un atomo parecido a unpastel de frutas.
Una nube positiva que contenía las pequeñas partículas negativas (los electrones) suspendidos en ella. El número de cargas negativas era el adecuado para neutralizar la carga positiva.
 En el caso de que el atomo perdiera un electrón, la estructura quedaría positiva; y si ganaba, la carga final sería negativa. De esta forma, explicaba la formación de iones; pero dejó sin explicación la existencia de las otras radiaciones. 


MODELO ATOMICO DE RUTHERFORD
Basado en los resultados de su trabajo, que demostró la existencia del núcleo atómico, Rutherford sostiene que casi la totalidad de la masa del atomo se concentra en un núcleo central muy diminuto de carga eléctrica positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo describiendo órbitas circulares. Estos poseen una masa muy ínfima y tienen carga eléctrica negativa. La carga eléctrica del núcleo y de los electrones se neutralizan entre sí, provocando que el atomo sea eléctricamente neutro.
 El modelo de Rutherford tuvo que ser abandonado, pues el movimiento de los electrones suponía una pérdida continua de energía, por lo tanto, el electrón terminaría describiendo órbitas en espiral, precipitandose finalmente hacia el núcleo. Sin embargo, este modelo sirvió de base para el modelo propuesto por su discípulo Neils Bohr, marcando el inicio del estudio del núcleo atómico, por lo que a Rutherford se le conoce como el padre de la era nuclear.
 Ernest Rutherford estudió los componentes de la radiación que ocurre espontaneamente en la Naturaleza. Acontinuación se presenta una tabla resumiendo las características de estos componentes:
 En 1900 Rutherford, con la colaboración de Geiger Marsden, soporta y verifica su teoría con el experimento, hoy muy famoso, de la lamina de oro. El experimento era simple, bombardearon una placa de oro muy delgada con partículas (ALFA) procedentes de una fuente radioactiva. Colocaron una pantalla de Sulfuro de Zinc fluorescente por detras de la capa de oro para observar la dispersión de las partículas alfa en ellas. Según se muestra en la siguiente figura:
 Lo anterior demostró, que la dispersión de partículas alfa con carga positiva, era ocasionada por repulsión de centros con carga positiva en la placa de oro, igualmente se cumplía con placas de metales distintos, pudiéndose concluir que cada atomo contenía un centro de masa diminuto con carga positiva que denomino núcleo atómico. La mayoría de las partículas alfa atraviesan las placas metalicas sin desviarse, porque los atomos estan constituidos, en su mayoría, por espacios vacíos colonizados tan sólo por electrones muy ligeros. Las pocas partículas que se desvían son las que llegan a las cercanías de núcleos metalicos pesados con cargas altas (Figura N° 03).
 Gracias a estos desarrollos experimentales de Rutherford, éste pudo determinar las magnitudes de las cargas positivas de los núcleos atómicos. Los calculos que se basan en los resultados del experimento indican que el diametro de la 'porción desocupada' del atomo es de 10.000 a 100.000 veces mayor que el diametro del núcleo. Aspectos mas importantes del Modelo atómico de Ernest Rutherford
El atomo posee un núcleo central en el que su masa y su carga positiva.
El resto del atomo debe estar practicamente vacío, con los electrones formando una corona alrededor del núcleo.
La neutralidad del atomo se debe a que la carga positiva total presente en el núcleo, es igualada por el número de electrones de la corona.
Cuando los electrones son obligados a salir, dejan a la estructura con carga positiva (explica los diferentes rayos).
El atomo es estable, debido a que los electrones mantienen un giro alrededor del núcleo, que genera una fuerza centrífuga que es igualada por la fuerza eléctrica de atracción ejercida por el núcleo, y que permite que se mantenga en su órbita.
El valor de la cantidad de energía contenida en un fotón depende del tipo de radiación (de la longitud de onda). En la medida que la longitud de onda se hace menor, la cantidad de energía que llevan es mayor.
En la región 7.5x1014 hasta 4.3x10-14, se encuentra el espectro visible, con los colores violeta, azul, verde, amarillo y rojo.
Las regiones donde las frecuencias es mayor (longitud de onda es menor), el contenido energético de los fotones, es grande en comparación con otras zonas.
En el caso de la luz ultravioleta (U.V.) sus radiaciones no se perciben a simple vista, pero conocemos su alto contenido energético al actuar como catalizador en numerosos procesos químicos.
 = Longitud de onda: Distancia entre dos crestas en una onda (Longitud de un ciclo)
 C = Velocidad de la luz(2.998 x 108 cm/seg)
 = Frecuencia: Número de ondas que pasan por un punto en un segundo.

MODELO ATOMICO DE BOHR
El físico danés Niels Bohr (Premio Nobel de Física 1922), postula que los electrones giran a grandes velocidades alrededor del núcleo atómico. Los electrones se disponen en diversas órbitas circulares, las cuales determinan diferentes niveles de energía. El electrón puede acceder a un nivel de energía superior, para lo cual necesita 'absorber' energía. Para volver a su nivel de energía original es necesario que el electrón emita la energía absorbida (por ejemplo en forma de radiación). Este modelo, si bien se ha perfeccionado con el tiempo, ha servido de base a la moderna física nuclear. Este propuso una Teoría para describir la estructura atómica del Hidrógeno, que explicaba el espectro de líneas de este elemento. A continuación se presentan los postulados del Modelo Atómico de Bohr:
 El Atomo de Hidrógeno contiene un electrón y un núcleo que consiste de un sólo protón. · El electrón del atomo de Hidrógeno puede existir solamente en ciertas órbitas esféricas las cuales se llaman niveles o capas de energía. Estos niveles de energía se hallan dispuestos concéntricamente alrededor del núcleo. Cada nivel se designa con una letra (K, L, M, N ) o un valor de n (1, 2, 3, 4,).
El electrón posee una energía definida y característica de la órbita en la cual se mueve. Un electrón de la capa K (mas cercana al núcleo) posee la energía mas baja posible. Con el aumento de la distancia del núcleo, el radio delnivel y la energía del electrón en el nivel aumentan. El electrón no puede tener una energía que lo coloque entre los niveles permitidos.
Un electrón en la capa mas cercana al núcleo (Capa K) tiene la energía mas baja o se encuentra en estado basal. Cuando los atomos se calientan, absorben energía y pasan a niveles exteriores, los cuales son estados energéticos superiores. Se dice entonces que los atomos estan excitados.
Cuando un electrón regresa a un Nivel inferior emite una cantidad definida de energía a la forma de un cuanto de luz. El cuanto de luz tiene una longitud de onda y una frecuencia características y produce una línea espectral característica.
La longitud de onda y la frecuencia de un fotón producido por el paso de un electrón de un nivel de energía mayor a uno menor en el atomo de Hidrógeno esta dada por
Para Bohr el atomo sólo puede existir en un cierto número de estados estacionarios, cada uno con una energía determinada.
La energía sólo puede variar por saltos sucesivos, correspondiendo cada salto a una transición de un estado a otro. En cada salto el atomo emite luz de frecuencia bien definida dada por:
hv = | Ei - Ei |
De esta manera se explican los espectros atómicos, que en el caso del Hidrógeno los niveles de energía posibles estan dados por la fórmula:
E = - (h/R)/n2, (n = 1, 2, 3,. . . infinito)
h = 60625 x 10-34 Joule - seg, Const. de Plank
R = 1.10 x 107 m-1, Const. de Rydberg
El modelo de Niels Bohr, coincide con el propuesto por Rutherford, admite la presencia de un núcleo positivo quecontiene, practicamente, toda la masa del atomo, donde se encuentran presentes los protones y los neutrones.
Los electrones con carga negativa, se mueven alrededor del núcleo en determinados niveles de energía, a los que determinó estados estacionarios, y les asignó un número entero positivo. El nivel mas cercano tiene el número 1, le sigue el 2, como se citó en parrafo de éste mismo enunciado (Modelo atómico de Bohr).
Siempre que el electrón se mantenga en la órbita que le corresponde, ni gana ni pierde energía.
Si un electrón salta de una órbita a otra capta o libera energía en forma de fotones. La cantidad viene dada por la diferencia de energía entre los dos (02) niveles.
La energía de cada nivel es mayor en la medida que se aleja del núcleo; sin embargo, las diferencias entre los niveles van disminuyendo, lo que permite que las transiciones electrónicas se produzcan con facilidad.
El número de electrones de cada elemento en su estado natural es característico, puesto que depende de su número atómico. Estos electrones estaran distribuidos en diferentes niveles energéticos que pueden funcionar como estaciones de paso para aquellos que reciben suficiente energía para saltar de un nivel a otro. Al devolverse, la luz que, difractada, produce el espectro característico.


MODELO ATOMICO DE SOMMERFELD
Arnold Sommerfeld estudio el modelo de Bohr y lo modifico en 1915, agregandole lo siguiente:
-El concepto de sub-nivel de energía. Un nivel o capa de energía (Bohr) esta dividido en sub- niveles, que son las regiones oespacios alrededor del núcleo en donde se localizan realmente los electrones. El nivel es un conjunto de sub-niveles, excepto el primero que solo posee un sub-nivel (s).
-El movimiento de los electrones. Sommerfeld afirmo que los electrones se movían tanto en forma elíptica como circular alrededor del núcleo.
De esta manera, la figura del atomo va adquiriendo su forma actual, pues ahora el electrón tiene dos números quanticos: el número quantico principal o nivel de energía, y el número quantico orbital o subnivel de energía. Sin embargo, esta teoría y modelo atómico eran incompletos pues no explicaban otros aspectos importantes del electrón; así, varios personajes continuaron investigando sobre la manera en que el electrón estaba distribuido alrededor del núcleo, resultando así la teoría y modelo atómico actual o contemporaneo.
Así pues, el modelo atómico de Bohr-Sommerfeld es sencillo pero incompleto, pues el atomo sigue formado por un núcleo positivo central (aún no hay neutrón) y por los electrones, que giran alrededor del núcleo, en forma circular y elíptica. El número de protones es igual al número de electrones.


MODELO ATOMICO DE SCHRONDINGER
El modelo atómico de Schrödinger definía al principio los electrones como ondas de materia (dualidad onda-partícula), describiendo de este modo la ecuación ondulatoria que explicaba el desarrollo en el tiempo y el espacio de la onda material en cuestión. El electrón con su caracter ondulatorio venía definido por una función de ondas (Ψ), usando una ecuación de ondassencilla que no era mas que una ecuación diferencial de segundo grado, donde aparecían derivadas segundas de Ψ.

Cuando se resuelve esta ecuación, se ve que la función depende de unos parametros que son los números cuanticos, como se decía en el modelo de Bohr. De este modo, el cuadrado de la función de ondas correspondía con la probabilidad de encontrar al electrón en una región concreta, lo que nos introducía en el Principio de Heisenberg. Es por esto, que en el modelo de Schrödinger, aparece un concepto pare definir la región del espacio en la cual cabría mayor posibilidad de hallar al electrón: el orbital.

De esta manera, el modelo atómico de Schrödinger hacía una buena predicción de las líneas de emisión espectrales, ya fuera de atomos neutros o ionizados. También conseguía saber los cambios de los niveles de energía, cuando existía un campo magnético (efecto Zeeman) o eléctrico (efecto Stark). Ademas de todo esto, el modelo conseguía dar explicación al enlace químico, y a las moléculas estables.
En conclusión, el modelo de Schrödinger, nos hace abandonar por completo el concepto anterior de los electrones, que venían definidos como pequeñísimas esferas cargadas que daban vueltas en torno al núcleo, para dar paso a ver los electrones como una función de onda, y añadiéndonos un útil concepto, el de orbital.







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