Evolución del modelo atómico: de Demócrito a la mecánica cuántica

La Evolución de la Teoría Atómica: Pilares de la Química Moderna

La comprensión de la materia ha sido un viaje milenario. A continuación, se presenta la cronología de los científicos y filósofos que sentaron las bases de la estructura atómica actual.

Demócrito (Siglo V a. C.)

Fue el primer filósofo que postuló la existencia de los átomos. Las partículas de Demócrito diferían físicamente entre sí: así, por ejemplo, los átomos del agua eran suaves y redondos y podían fluir libremente, y los del fuego, recubiertos de espinas, provocaban dolorosas quemaduras.

John Dalton (1766-1844): El Primer Modelo Científico

Fue el primer científico moderno, de origen inglés, que introdujo el concepto de átomo basado en la experimentación. Postuló que:

1. La materia está formada por átomos, pequeñas esferas rígidas, indivisibles e indestructibles.
2. Los átomos de una misma sustancia son iguales entre sí (en masa y propiedades).
3. Los átomos de sustancias diferentes se combinan para formar compuestos.
4. Solo átomos enteros, y no fracciones de ellos, se combinan entre sí.

Joseph John Thomson (1856-1940): Descubrimiento del Electrón

Este científico británico descubrió en 1897 que los rayos catódicos no eran un fluido sin masa, sino chorros de partículas cargadas negativamente y con masa, a las que llamó electrones. Propuso que estos se encontraban en el átomo como las pasas de un pastel (Modelo del Pudín de Pasas), inmersos en una sustancia rígida y de carga positiva.

Ernest Rutherford (1871-1937): Descubrimiento del Núcleo Atómico

Rutherford postuló el concepto de protones. Realizó el famoso experimento de la lámina de oro, el cual comprobó que algunas partículas se desviaban y otras rebotaban. Este hecho contradecía el modelo de Thomson. Propuso que los electrones giraban alrededor del núcleo en órbitas, igual que lo hacen los planetas alrededor del Sol.

Aportación de Rutherford en 1912

Un año antes de la publicación del modelo de Bohr, en 1912, Rutherford había descubierto el protón o núcleo de hidrógeno.

Niels Bohr (1885-1962): Cuantización de las Órbitas

Este científico danés descubrió en 1913 que existen órbitas o niveles de energía definidos y cuantizados. Este modelo introdujo la idea de que los electrones solo pueden ocupar ciertas órbitas circulares con una energía determinada.

James Chadwick (1891-1974): Descubrimiento del Neutrón

Este físico británico descubrió la existencia del neutrón en 1932, cuando comprobó que los núcleos de berilio podían emitir partículas sin carga eléctrica, cuya masa era igual, aproximadamente, a la del protón.

El Modelo Atómico Actual (Modelo Cuántico-Ondulatorio)

El modelo atómico moderno se inspira en el modelo de Bohr, pero agrega varios elementos fundamentales de la Física Cuántica:

• La energía de los electrones solo tiene un valor determinado, denominado cuanto de energía. El cuanto se puede definir como la mínima cantidad de energía que se propaga en forma de radiación electromagnética.
• Los electrones no giran en órbitas circulares definidas, sino que se mueven en zonas o nubes que rodean al núcleo llamadas orbitales. Allí, la probabilidad de encontrar un electrón con cierta energía es muy elevada.