MODELOS ATÓMICOS




La crisis del modelo de Rutherford
El modelo de atomo planetario propuesto por Rutherford mostró pronto algunos inconvenientes teóricos que lo hacían inviable:

Contradecía la teoría electromagnética de Maxwell. Según esta teoría una carga eléctrica acelerada debería de emitir ondas electromagnéticas.
Un electrón al girar en círculos alrededor del núcleo debería emitir, por tanto, ondas electromagnéticas. Dicha emisión provocaría una pérdida de energía que haría que el electrón describiera órbitas de radio decreciente hasta caer sobre el núcleo. El modelo atómico de Rutherford era, por tanto, inviable desde el punto de vista de la física clasica.

No daba una explicación satisfactoria a los espectros atómicos. Si encerramos en un tubo hidrógeno o helio y sometemos el gas a voltajes elevados, el gas emite luz. Si hacemos pasar esa luz a través de un prisma, los colores que la constituyen se separan dandonos el espectro de la luz analizada.
Pronto se concluyó que la emisión de luz podríadeberse a que los electrones absorbían energía de la corriente eléctrica y saltaban a órbitas superiores para, a continuación, volver a caer a las órbitas mas próximas al núcleo emitiendo el exceso de energía en forma de energía luminosa.
Esta interpretación conducía, sin embargo, a afirmar que los espectros deberían de ser continuos, ya que al existir órbitas de cualquier radio (y energía) todos los saltos son posibles. La experiencia, por el contrario, mostraba que los espectros de los atomos son discontinuos. Constan de rayas de diversos colores sobre un fondo negro (ver imagen).









El inicio de la Física Cuantica. Modelo atómico de Bohr (1913)


Con el fin de resolver los problemas acumulados sobre el modelo de atomo planetario, y para explicar el espectro del atomo de hidrógeno, Niels Bohr propone en 1913 un nuevo modelo atómico sustentado en tres postulados:
1. Cualquiera que sea la órbita descrita por un electrón, éste no emite energía. Las órbitas son consideradas como estados estacionarios de energía. A cada una de ellas le corresponde una energía, tanto mayor, cuanto mas alejada se encuentredel núcleo.
La tolerancia se desarrolla hacia los efectos subjetivos de la nicotina y al sentimiento de euforia del consumidor, tal como ocurre con los estimulantes y opiaceos. Cuando las personas dejan de fumar, los niveles sanguíneos de monóxido de carbono y nicotina descienden rapidamente. También la frecuencia cardíaca baja un promedio de 5 latidos por minuto bajo la basal, en el primer día de abstinencia, y sigue bajando hasta estabilizarse mientras no se vuelva consumir.

ADICCION A LA NICOTINA
Fumar cigarrillos constituyela forma predominante de adicción a la nicotina en todo el mundo. Actualmente la mayoría de los cigarrillos en el mercado mundial contienen entre 1 y 2 miligramos (mg) o mas de nicotina. Al inhalar el humo, el fumador promedio ingiere 0 mg de nicotina por cigarrillo. Asimismo, las ventas y el consumo de productos de tabaco sin humo han aumentado substancialmente. La molécula alcanza pronto el cerebro del fumador. Al inhalar, el humo hace llegar la nicotina a los pulmones, con las partículas de alquitran asociadas; de ahí, pasa a la sangre. De entre diez a sesenta segundos después, la nicotina atraviesa la barrera hematoencefalica y penetra en el cerebro.
Cuando no se inhala el humo, la nicotina se absorbe mas lentamente a través de las membranas mucosas de la boca.
De las aproximadamente 3000 sustancias que contiene el cigarrillo, solo la nicotina crea dependencia. Su efecto es funesto en el segmento ventral del mesencéfalo y en el nucleus accumbens del pros encéfalo, en las areas que forman parte del sistema de recompensa. La nicotina se vincula aquí a los receptores nicotínicos de la acetilcolina (nAChR) de las neuronas. Imita al neurotransmisor acetilcolina, que suele acoplarse a esas proteínas canaliculares y, de ese modo, cuida de que las neuronas liberen abundante dopamina.[1]
El influjo de la nicotina en las sinapsis dura varios minutos promoviendo una excitación persistente de las neuronas involucradas, efecto que se debilitara cuando la sensibilidad por exceso haga actode presencia.
La causa de que la nicotina cree adicción esta en que, aunque inicialmente las neuronas gabaérgicas a las que se acopla liberan el neurotransmisor acido gammaaminobutírico (GABA) que controla la liberación de dopamina en las neuronas vecinas, si aquellas son sobre-nicotinizadas, entonces la secreción del neurotransmisor se limita, con lo que la excitación dopamínica de estas otras neuronas aumenta.
La consecuencia de lo anterior a largo plazo es que las células adaptan su bioquímica, y esto ocurre en dos fases: primero crecen los receptores de nicotina, por lo que aumenta la secreción de dopamina; sin embargo, con el tiempo las neuronas reaccionan de forma menos inmediata a la nicotina, por lo que las necesidades de ingerir mas cantidad aumentan.

EL TABAQUISMO
El tabaquismo es la adicción al tabaco provocado, principalmente, por uno de sus componentes activos, la nicotina; la acción de dicha sustancia acaba condicionando el abuso de su consumo. Según la Organización Mundial de la Salud el tabaco es la primera causa de invalidez y muerte prematura del mundo ] En Europa el tabaquismo provoca cada año 1,2 millones de muertes. Esta directamente relacionado con la aparición de 29 enfermedades, de las cuales 10 son diferentes tipos de cancer, y es la principal causa del 95% de los canceres de pulmón, del 90% de las bronquitis y de mas del 50% de las enfermedades cardiovasculares. En España cada año mueren mas de 50.000 personas debido al consumo de tabaco, mas que porlos accidentes de trafico y el consumo de todas las drogas ilegales juntas.
El tabaco tiene poder adictivo [] debido principalmente a su componente activo, la nicotina, que actúa sobre el sistema nervioso central.< 2. No todas las órbitas son posibles. Sólo pueden existir aquellas órbitas que tengan ciertos valores de energía, dados por el número cuantico principal, n. Solamente son posibles las órbitas para las cuales el número cuantico principal (n) toma valores enteros: n = 1, 2, 3, 4…. Las órbitas que se correspondan con valores no enteros del número cuantico principal, no existen.
3. La energía liberada al caer un electrón desde una órbita superior, de energía E2, a otra inferior, de energía E1, se emite en forma de luz. La frecuencia (f ) de la luz viene dada por la expresión:




























El atomo de Bohr era, simplemente, un síntoma de que la física clasica, que tanto éxito había tenido en la explicación del mundo macroscópico, no servía para describir el mundo de lo muy pequeño, el dominio de los atomos.
Posteriormente, en la década de 1920, una nueva generación de físicos (Schrödinger, Heisenberg, Dirac…) elaboraran una nueva física, la Física Cuantica, destinada a la descripción de los atomos, que supuso una ruptura con la física existente hasta entonces.