Estructura Atómica: De Dalton al Modelo de Bohr

1. Introducción a los Átomos y Moléculas

1.a) ¿Qué son los átomos?

Los átomos son las partículas más pequeñas que forman la materia. Los átomos de un mismo elemento químico son todos iguales.

1.b) ¿Cómo se llaman las uniones de átomos?

Las uniones de los átomos se llaman moléculas.

2. El Modelo Atómico de Dalton

Según Dalton, el átomo era una partícula diminuta, esférica, compacta e indivisible.

3. El Modelo Atómico de Thomson

Thomson propuso que el átomo era una esfera uniforme y difusa, con carga eléctrica positiva. Los electrones, con carga eléctrica negativa, se encontraban repartidos por su interior en posiciones fijas.

4. El Experimento de Rutherford

4.a) ¿Qué utilizó Rutherford para su experimento?

Rutherford utilizó partículas alfa (núcleos de helio con carga positiva) para bombardear una lámina muy delgada de oro. Esta lámina estaba rodeada por una pantalla fosforescente, lo que le permitía observar dónde llegaban las partículas alfa después de atravesarla.

4.b) ¿Qué observó con su experimento?

• La mayoría de las partículas alfa atravesaban la lámina de oro sin alterar su trayectoria, o con ángulos muy pequeños (entre 1º y 2º).
• Unas pocas partículas (alrededor del 1%) se desviaban mucho de su trayectoria, con un ángulo considerable.
• En algunos casos (1 de cada 20000 aproximadamente) las partículas alfa se desviaban 180 grados, rebotando hacia atrás contra la lámina de oro.

5. El Modelo Atómico de Rutherford

Basándose en sus observaciones, Rutherford concluyó que:

• El átomo debe estar en su mayor parte vacío, ya que casi todas las partículas alfa lo atraviesan sin apenas desviarse.
• El átomo tiene concentrada toda la carga positiva en un pequeño punto muy denso (el núcleo), cerca del cual las partículas alfa se desvían mucho.
• Cuando las partículas alfa impactan contra el núcleo, la repulsión electrostática entre cargas del mismo signo hace que reboten hacia atrás.

6. El Modelo Atómico de Bohr

Bohr complementó el modelo de Rutherford con las siguientes ideas:

• Niveles de energía: Un electrón solo puede girar a determinadas distancias del núcleo, en ciertas órbitas permitidas llamadas niveles de energía. Estos niveles se caracterizan por un número entero n = 1, 2, 3,..., y en cada uno de ellos el electrón mantiene una energía constante (E₁, E₂, E₃,...).
• Transición entre niveles: Un electrón puede pasar de un nivel de energía n a otro nivel m mediante la emisión o absorción de una cantidad de energía (ΔE_n→m) igual a la diferencia de energía entre dichos niveles: ΔE_n→m = E_m - E_n.
• Ocupación de niveles: El número máximo de electrones que puede haber en cada nivel es igual a 2n².

7. Partículas Subatómicas

El átomo está compuesto por las siguientes partículas:

• Protones: Tienen carga eléctrica positiva y se encuentran en el núcleo del átomo.
• Neutrones: No tienen carga eléctrica y también se encuentran en el núcleo.
• Electrones: Tienen carga eléctrica negativa y giran alrededor del núcleo del átomo en los niveles de energía descritos por Bohr.