LOS MODELOS ATOMICOS, Diapositivas de Química

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Reflexión

¿Qué son los Modelos Atómicos?

Se conoce como modelos atómicos a las distintas representaciones

gráficas de la estructura y funcionamiento de los átomos. Los modelos

atómicos han sido desarrollados a lo largo de la historia de la humanidad

a partir de las ideas que en cada época se manejaban respecto a la

composición de la materia.

Los primeros modelos atómicos datan de la antigüedad clásica, cuando

los filósofos y naturalistas se aventuraron a pensar y a deducir la

composición de las cosas que existen, es decir, de la materia

.

Modelo atómico de Dalton

El primer modelo atómico con bases científicas 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. Dalton proponía que los átomos de un mismo elemento químico eran iguales entre sí y tenían la misma masa e iguales propiedades. Por otro lado, propuso el concepto de peso atómico relativo (el peso de cada elemento respecto al peso del hidrógeno), comparando las masas de cada elemento con la masa del hidrógeno. También propuso que los átomos pueden combinarse entre sí para formar compuestos químicos.

Modelo de Rutherford

• (^) Ernest Rutherford realizó una serie de experimentos en 1911 a partir de láminas de oro. En estos experimentos determinó que el átomo está compuesto por un núcleo atómico de carga positiva (donde se concentra la mayor parte de su masa) y los electrones, que giran libremente alrededor de este núcleo. En este modelo se propone por primera la existencia del núcleo atómico.

Modelo de Bohr

Este modelo da inicio en el mundo de la física a los postulados

cuánticos, por lo que se considera una transición entre la

mecánica clásica y la cuántica. El físico danés Niels Bohr

propuso este modelo para explicar cómo podían los electrones

tener órbitas estables (o niveles energéticos estables) rodeando

el núcleo. Además explica por qué los átomos tienen espectros

de emisión característicos.

En los espectros realizados para muchos átomos se observaba

que los electrones de un mismo nivel energético tenían energías

diferentes. Esto demostró que había errores en el modelo y que

debían existir subniveles de energía en cada nivel energético.

Modelo de Sommerfeld

Este modelo fue propuesto por Arnold

Sommerfield para intentar cubrir las

deficiencias que presentaba el modelo de

Bohr.

Se basó en parte de los postulados

relativistas de Albert Einstein. Entre sus

modificaciones está la afirmación de

que las órbitas de los electrones fueran

circulares o elípticas, que los electrones

tuvieran corrientes eléctricas minúsculas y

que a partir del segundo nivel de energía

existieran dos o más subniveles.

Modelo de Schrodinger

Se le conoce como “Modelo Cuántico-Ondulatorio” y fue propuesto por Erwin Schrödinger, en 1926, a partir de los estudios de De Broglie, Bohr y Sommerfeld. Su modelo concibe los electrones como ondulaciones de la materia, es decir, describe el comportamiento ondulatorio del electrón. Schrödinger sugirió que el movimiento de los electrones en el átomo correspondía a la dualidad onda-partícula y, en consecuencia, los electrones podían moverse alrededor del núcleo como ondas estacionarias.

TEORÍAS DE LA LUZ

Las teorías propuestas por los científicos para explicar la naturaleza de

la luz han ido cambiando a lo largo de la historia de la ciencia, a

medida que se van descubriendo nuevas evidencias que permiten

interpretar su comportamiento, como corpúsculo, onda, radiación

electromagnética, cuanto o como la mecánica cuántica.

Teoría Corpuscular

Esta teoría fue planteada en el siglo XVII por el físico inglés Isaac Newton, quien señalaba que la luz consistía en un flujo de pequeñísimas partículas o corpúsculos sin masa, emitidos por las fuentes luminosas, que se movía en línea recta a gran rapidez. Gracias a estos fotones eran capaces de atravesar los cuerpos transparentes, lo que nos permitía ver a través de ellos. En cambio, en los cuerpos opacos, los corpúsculos rebotan por lo cual no podemos observar los que habría detrás de ellos. Esta teoría explicaba con éxito la propagación rectilínea de la luz, la refracción y la reflexión, pero no los anillos de Newton, las interferencias y la difracción. Además, experiencias realizadas posteriormente permitieron demostrar que esta teoría no aclaraba en su totalidad la naturaleza de la luz

Teoría Electromagnética

En el siglo XIX, se agregan a las teorías existentes de la época las ideas del físico

James Clerk Maxwell, quien explica notablemente que los fenómenos eléctricos

están relacionados con los fenómenos magnéticos. Al respecto, señala que cada

variación en el campo eléctrico origina un cambio en la proximidad del campo

magnético e, inversamente. Por lo tanto, la luz es una onda electromagnética

trasversal que se propaga perpendicular entre sí. Este hecho permitió descartar

que existiera un medio de propagación insustancial e invisible, el éter, lo que fue

comprobado por el experimento de Michelson y Morley.

Sin embargo esta teoría deja sin explicación fenómenos relacionados con el

comportamiento de la luz en cuanto a la absorción y la emisión: el efecto

fotoeléctrico y la emisión de luz por cuerpos incandescentes. Lo anterior da pie

a la aparición de nuevas explicaciones sobre la naturaleza de la luz.

Teoría de los Cuantos

Esta teoría propuesta por el físico alemán Max Planck establece que los intercambios de energía entre la materia y la luz solo son posibles por cantidades finitas o cuantos de luz, que posteriormente se denominan fotones. La teoría tropieza con el inconveniente de no poder explicar los fenómenos de tipo ondulatorio, como son las interferencias, las difracciones, entre otros. Nos encontramos nuevamente con dos hipótesis contradictorias, la teoría de los cuantos y la electromagnética. Posteriormente, basándose en la teoría cuántica de Planck, en 1905 el físico de origen alemán Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico por medio de los corpúsculos de luz, a los que llamó fotones. Con esto propuso que la luz se comporta como onda en determinadas condiciones.

DUALIDAD DE LA LUZ

Uno de los descubrimientos fundamentales de la física del siglo XX fue que la luz tiene una naturaleza dual: a veces se comporta como ondas y a veces como partículas, llamadas fotones. Algunos fenómenos pueden interpretarse en base al modelo ondulatorio de la luz, y en otras situaciones debe enfocarse el problema pensando en la luz como un conjunto de fotones. Una propiedad básica de la luz es su longitud de onda, que se define como la distancia entre crestas o depresiones consecutivas de las ondas. La luz visible representa apenas una pequeña porción del espectro electromagnético, que se extiende desde los rayos gamma hasta longitudes de onda de radio. Aunque en realidad ambos extremos del espectro electromagnético se extienden desde cero hasta el infinito

ESPECTRO ELECTROMAGNETICO

El espectro electromagnético es el conjunto de longitudes de onda de todas las radiaciones electromagnéticas. Incluye:

• (^) Los rayos gamma tienen las longitudes de onda más cortas y las frecuencias más altas conocidas. Son ondas de alta energía capaces de viajar a larga distancia a través del aire y son las más penetrantes.
• (^) Los rayos X tienen longitudes de onda más largas que los rayos gamma, pero menores que la radiación ultravioleta y por lo tanto su energía es mayor que la de estos últimos. Se utilizan en diversas aplicaciones científicas e industriales, pero principalmente utilizan en la medicina como la radiografía. Consisten en una forma de radiación ionizante y como tal pueden ser peligrosos. Los rayos X son emitidos por electrones del exterior del núcleo, mientras que los rayos gamma son emitidos por el núcleo.