Los modelos atómicos

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Cada sustancia del universo, las piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y hasta las estrellas más lejanas, están enteramente formada por pequeñas partículas llamadas átomos. Son tan pequeñas que no son posible fotografiarlas. Para hacernos una idea de su tamaño, un punto de esta línea puede contener dos mil millones de átomos. Estas pequeñas partículas son estudiadas por la química, ciencia que surgió en la edad media y que estudia la materia.

Pero si nos adentramos en la materia nos damos cuenta de que está formada por átomos. Para comprender estos átomos a lo largo de la historia diferentes científicos han enunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender la complejidad de estas partículas. Estas teorías significan el asentamiento de la química moderna.

Como ya hemos dicho antes la química surgió en la edad media, lo que quiere decir que ya se conocía el átomo pero no del todo, así durante el XVIII esta ciencia evoluciona.

Posteriormente a fines de este siglo se descubren un gran número de elementos, pero este no es el avance más notable ya que este reside cuando Lavoisier da una interpretación correcta al fenómeno de la combustión.

Ya en el siglo XIX se establecen diferentes leyes de la combinación y con la clasificación periódica de los elementos (1871) se potencia el estudio de la constitución de los átomos.

Los modelos atómicos básicamente son las formas en las que se interpreta o representa el comportamiento del átomo.
El primer concepto de átomo fue del griego
Democrito que acuño la palabra átomo  -a quiere decir "no", y tomos "división", o sea, creían que eran indivisibles, la ultima partícula-.
Para los griegos era como una pelotita maciza, por dar un ejemplo torpe. Luego Dalton resucito la idea de átomos en el siglo XIX, mas adelante surgieron descubrimientos como la periodicidad por
Mendeleiev, la radiación y las partículas subatómicas que fueron favoreciendo la aparición de modelos diferentes.
Con la aparición del electrón y el protón también apareció el primer modelo atómico que los contemplaba, que fue el "modelo del budín de pasas" de Thompson.
Ese modelo era bastante inconsistente, y se descarto rápidamente. Consideraba que cargas positivas y negativas estaban todas aglomeradas.

Seguidamente vino el modelo de Rutherford (o Lord Kelvin). El modelo de Rutherford es muy parecido a la noción que se tiene actualmente del átomo. Rutherford hizo una experiencia en el que irradio una placa de oro con radiación alfa (de carga positiva y masa considerable). Rutherford observo dos cosas:
a) Algunas partículas rebotaban.
b) Algunas se desviaban.
c) Casi todas pasaban.
De este modo,
Rutherford concluyo que había un núcleo muy concentrado que era positivo, y las partículas que rebotaban o se desviaban era porque el núcleo era de igual carga que las partículas alfa. Pero como casi todas pasaban, Rutherford concluyo que el atomo era esencialmente vacio.

modelo modelos atom Rutherford_atom.svg

Un discípulo de Rutherford, Niels Bohr elaboró un modelo que explico algunos aspectos de la mecánica cuántica, básicamente la predictibilidad de los espectros de emisión o absorción de la materia (lo que sucedía era que, cuando se excitaba un átomo, este emitía una frecuencia de luz que siempre era la misma cuando el átomo era el mismo, es decir… si se excitaba sodio, la luz siempre era amarilla y siempre era el mismo amarillo y no otro amarillo).

Pero Bohr fallaba cuando los átomos eran grandes y solo funcionaba para el hidrogeno.
Luego aparecieron diversos estudios fortalecidos por el crecimiento en el área de la mecánica cuántica, se comenzó a hablar de probabilidades y no necesariamente de orbitas estrictamente permitidas. Apareció la ecuación de
Schroedinger y finalmente teorias mas elaboradas como la de De Broglie y la de la Escuela de Copenhague (liderada por Niels Bohr).
El modelo que se considera actualmente es próximo al de estas escuelas y se postula que no hay necesariamente zonas permitidas o prohibidas, sino que el electrón orbita en un espacio en torno al núcleo de modo tal que en el hay una gran probabilidad de que el electrón se encuentre, y un poco mas cerca y un poco mas lejos la probabilidad va disminuyendo.

Actualmente su objetivo es cooperar a la interpretación de la composición, propiedades, estructura y transformaciones del universo, pero para hacer todo esto hemos de empezar de lo más simple y eso son los átomos, que hoy conocemos gracias a esas teorías enunciadas a lo largo de la historia. Estas teorías que tanto significan para la química es lo que vamos a estudiar  y para ello nos vamos a valer de diferentes portales que contienen simulaciones de como se podría comportar un átomo.

Para entender un poco más estos modelos atómicos vamos a valernos de una serie de recursos que se encontramos en la web que nos dan ilustración sobre este interesante tema:

Simulación de isotopos de hidrogeno

 

atomodehidrogeno

-Modelos atómicos de Democrito a Bohr: http://web.educastur.princast.es/proyectos/fisquiweb/ayuda.htm

- Teoría atómica.  La primera época

- Historia: modelos atómicos. Excelente página de recursos educativos del Ministerio de Educación de España

- Materia Átomos. De Demócrito a Dalton

- Iones, Isótopos y Envoltura de Electrones 

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