LOS MODELOS ATÓMICOS
¿Qué son los modelos atómicos?
Se
conocen como modelos atómicos las distintas representaciones mentales de la
estructura y funcionamiento de los átomos, desarrolladas a lo largo de la
historia de la humanidad, a partir de las ideas que en cada época se manejaban
respecto a qué estaba hecha la materia. Los primeros modelos atómicos datan de
la antigüedad clásica, en Grecia, cuando los filósofos y naturalistas
comenzaron a cuestionarse y deducir la composición de las cosas que existen, y
los más recientes (y considerados actualmente como válidos) fueron
desarrollados en el siglo XX, época en que se vieron los primeros adelantos
reales en materia de manipulación atómica: las bombas nucleares y las centrales
nucleares de energía eléctrica.
Modelo atómico de Demócrito (450 a.C.)
Demócrito, bajo la tutoría de su maestro Leucipo, propuso que el mundo estaba formado por partículas mínimas e indivisibles, de existencia eterna, homogéneas e incompresibles, cuyas únicas diferencias eran de forma y tamaño, nunca de funcionamiento interno. Estas partículas se bautizaron como átomos, palabra que proviene del griego ἄτομος (átomos) y significa “indivisible”. Según Demócrito, las propiedades de la materia estaban determinadas por el modo en que los átomos se agrupaban. Filósofos posteriores como Epicuro añadieron a la teoría el movimiento azaroso de los átomos.
Modelo atómico de Dalton (1803 d.C.)
Este modelo es conocido como el modelo de átomos esféricos. Es el primer modelo atómico con bases científicas que nació en el seno de la química, propuesto por John Dalton en sus “Postulados atómicos”. Sostenía que todo estaba hecho de átomos, indivisibles e indestructibles, incluso mediante reacciones químicas. Cada elemento estaba formado por átomos con idénticas propiedades y masa entre sí, pero con un peso atómico relativo diferente al de los átomos de otros elementos; comparados con el hidrógeno, mostraban masas diferentes. Dalton dedujo que los átomos se combinan en proporciones definidas y múltiples para formar compuestos químicos.
Modelo atómico de Thomson (1904 d.C.)
Propuesto por J. J. Thomson, descubridor del electrón en 1897, este modelo es previo al descubrimiento de los protones y neutrones, por lo que asumía que los átomos consistían en una esfera de carga positiva y distintos electrones de carga negativa incrustados en ella, como las pasas en el pudín. Dicha metáfora le otorgó al modelo el epíteto de “Modelo del pastel de pasas”.
Modelo atómico de Rutherford (1911 d.C.)
Ernest Rutherford realizó una serie de experimentos en 1911 con láminas de oro y otros elementos, gracias a los cuales determinó la existencia de un núcleo atómico de carga positiva en el cual se hallaba la mayor parte de su masa. Los electrones, en cambio, giraban libres en torno a dicho núcleo o centro, tal como los planetas girando en torno al sol; por este motivo su modelo ha sido conocido como el modelo planetario.
Modelo atómico de Bohr (1913 d.C.)
Este modelo, comúnmente llamado modelo de Bohr, introdujo en la física atómica los postulados cuánticos, por lo que se considera una transición entre la mecánica clásica y la cuántica. El físico danés Niels Bohr lo propuso para explicar cómo podían los electrones tener órbitas estables rodeando el núcleo, y otros pormenores de los que el modelo previo no lograba dar cuenta. Este modelo se resume en tres postulados:
1. Los electrones trazan órbitas circulares en torno al núcleo sin irradiar energía.
Modelo atómico de Sommerfeld (1916 d.C.)
Fue propuesto por Arnold Sommerfeld para intentar llenar los vacíos que presentaba el modelo de Bohr a partir de los postulados relativistas de Albert Einstein. Entre sus modificaciones están que las órbitas de los electrones pudieran ser circulares o elípticas, que se incorporaran correcciones relativistas y que a partir del segundo nivel de energía existieran dos o más subniveles.
Modelo atómico de Demócrito (450 a.C.)
Demócrito, bajo la tutoría de su maestro Leucipo, propuso que el mundo estaba formado por partículas mínimas e indivisibles, de existencia eterna, homogéneas e incompresibles, cuyas únicas diferencias eran de forma y tamaño, nunca de funcionamiento interno. Estas partículas se bautizaron como átomos, palabra que proviene del griego ἄτομος (átomos) y significa “indivisible”. Según Demócrito, las propiedades de la materia estaban determinadas por el modo en que los átomos se agrupaban. Filósofos posteriores como Epicuro añadieron a la teoría el movimiento azaroso de los átomos.
Modelo atómico de Dalton (1803 d.C.)
Este modelo es conocido como el modelo de átomos esféricos. Es el primer modelo atómico con bases científicas que nació en el seno de la química, propuesto por John Dalton en sus “Postulados atómicos”. Sostenía que todo estaba hecho de átomos, indivisibles e indestructibles, incluso mediante reacciones químicas. Cada elemento estaba formado por átomos con idénticas propiedades y masa entre sí, pero con un peso atómico relativo diferente al de los átomos de otros elementos; comparados con el hidrógeno, mostraban masas diferentes. Dalton dedujo que los átomos se combinan en proporciones definidas y múltiples para formar compuestos químicos.
Modelo atómico de Thomson (1904 d.C.)
Propuesto por J. J. Thomson, descubridor del electrón en 1897, este modelo es previo al descubrimiento de los protones y neutrones, por lo que asumía que los átomos consistían en una esfera de carga positiva y distintos electrones de carga negativa incrustados en ella, como las pasas en el pudín. Dicha metáfora le otorgó al modelo el epíteto de “Modelo del pastel de pasas”.
Modelo atómico de Rutherford (1911 d.C.)
Ernest Rutherford realizó una serie de experimentos en 1911 con láminas de oro y otros elementos, gracias a los cuales determinó la existencia de un núcleo atómico de carga positiva en el cual se hallaba la mayor parte de su masa. Los electrones, en cambio, giraban libres en torno a dicho núcleo o centro, tal como los planetas girando en torno al sol; por este motivo su modelo ha sido conocido como el modelo planetario.
Modelo atómico de Bohr (1913 d.C.)
Este modelo, comúnmente llamado modelo de Bohr, introdujo en la física atómica los postulados cuánticos, por lo que se considera una transición entre la mecánica clásica y la cuántica. El físico danés Niels Bohr lo propuso para explicar cómo podían los electrones tener órbitas estables rodeando el núcleo, y otros pormenores de los que el modelo previo no lograba dar cuenta. Este modelo se resume en tres postulados:
1. Los electrones trazan órbitas circulares en torno al núcleo sin irradiar energía.
Modelo atómico de Sommerfeld (1916 d.C.)
Fue propuesto por Arnold Sommerfeld para intentar llenar los vacíos que presentaba el modelo de Bohr a partir de los postulados relativistas de Albert Einstein. Entre sus modificaciones están que las órbitas de los electrones pudieran ser circulares o elípticas, que se incorporaran correcciones relativistas y que a partir del segundo nivel de energía existieran dos o más subniveles.
Modelo atómico actual o cuántico-ondulatorio (vigente a inicios del siglo XXI)
El modelo atómico vigente es el modelo cuántico-ondulatorio, desarrollado a partir de los estudios de Erwin Schrödinger en 1926 y enriquecido con los aportes posteriores de Max Born, Werner Heisenberg y Paul Dirac, entre otros. En este modelo los electrones no se conciben como partículas que giran en órbitas circulares definidas, como en Bohr, sino como entidades descritas por una función de onda, de modo que solo puede hablarse de la probabilidad de encontrarlos en determinadas regiones del espacio llamadas orbitales. El átomo posee un núcleo con protones y neutrones, rodeado por una nube de probabilidad electrónica, y se rige por el principio de incertidumbre de Heisenberg, según el cual no es posible conocer simultáneamente con precisión absoluta la posición y la cantidad de movimiento de un electrón. Este modelo, con algunas adiciones posteriores, es el que se considera válido en la actualidad y se le conoce como modelo cuántico-ondulatorio.
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