Evolución de los modelos atómicos: de Dalton a Bohr y Heisenberg

Evolución de los Modelos Atómicos: Hitos y Descubrimientos Clave

Explora los momentos cruciales en la comprensión de la estructura atómica, desde las primeras ideas de Dalton hasta los avances cuánticos de Bohr, y descubre cómo cada científico contribuyó a nuestra visión actual del átomo.

John Dalton: El Átomo Indivisible (Siglo XIX)

Durante el siglo XVIII y principios del XIX, diversos científicos investigaron distintos aspectos de las reacciones químicas, sentando las bases de las leyes clásicas de la Química.

Modelo Atómico de Dalton

• Discontinuidad de la materia: La materia está compuesta por partículas discretas.
• Los átomos de un mismo elemento poseen igual masa y propiedades (sin considerar el concepto de isótopos).
• La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.

J.J. Thomson: El Descubrimiento del Electrón (1897)

Thomson demostró que dentro de los átomos existen unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se denominó electrones.

Modelo Atómico de Thomson (Modelo del Pudín de Pasas)

• Divisibilidad del átomo: El átomo no es la partícula más pequeña.
• El átomo se concibe como una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior están incrustados los electrones.

Ernest Rutherford: El Núcleo Atómico (1911)

Rutherford demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.

Modelo Atómico de Rutherford (Modelo Planetario)

• Conceptos de núcleo y corteza: El átomo se compone de un núcleo central y electrones que lo orbitan.
• Los electrones giran alrededor del núcleo, similar a los planetas alrededor del Sol.
• Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente.

Niels Bohr: Niveles de Energía Cuantizados (1913)

Bohr se basó en los espectros atómicos discontinuos, originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso, y en la Teoría Cuántica de Planck.

Modelo Atómico de Bohr

• Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles de energía bien definidos.
• Postulados de Bohr:
  • Los electrones solo pueden orbitar en ciertas órbitas estables sin emitir energía.
  • La energía se emite o absorbe solo cuando un electrón salta de una órbita a otra.
• Números cuánticos:
  • Corrección de Sommerfeld (órbitas elípticas).
  • Efecto Zeeman (desdoblamiento de líneas espectrales en campo magnético).
  • Espín del electrón (propiedad intrínseca del electrón).

Principio de Incertidumbre de Heisenberg (1927)

Este principio fundamental de la mecánica cuántica, enunciado por Werner Heisenberg en 1927, afirma que no se puede determinar, en términos de la física clásica, simultáneamente y con precisión arbitraria, ciertos pares de variables físicas, como son, por ejemplo, la posición y el momento lineal (cantidad de movimiento) de un objeto dado.

En otras palabras, cuanta mayor certeza se busca en determinar la posición de una partícula, menos se conoce su cantidad de movimiento lineal y, por tanto, su velocidad. Esto implica que las partículas, en su movimiento, no tienen asociada una trayectoria definida como lo tienen en la física newtoniana.