Evolución de los Modelos Atómicos: De Dalton a Bohr y la Estructura de la Materia

Modelos Atómicos: Evolución Histórica y Principios Fundamentales

Modelo Atómico de Dalton (1808)

John Dalton estableció las bases de la teoría atómica moderna. Según Dalton, la materia está compuesta por unidades elementales, a las que llamó átomos. Su modelo se fundamentó en cinco principios clave:

1. Los elementos están constituidos por átomos, que son partículas materiales independientes, inalterables e indivisibles.
2. Los átomos de un mismo elemento son iguales en masa y en el resto de propiedades.
3. Los átomos de distintos elementos tienen diferentes masas y propiedades.
4. Los compuestos se forman por la unión de los átomos de los correspondientes elementos, y lo harán en una relación de números enteros sencillos.
5. En las reacciones químicas, los átomos ni se crean ni se destruyen; solo se redistribuyen para formar nuevos compuestos (Ley de Conservación de la Masa).

Modelo Atómico de Thomson (1898)

J.J. Thomson propuso que el átomo era una partícula esférica de carga positiva, con electrones (e-) incrustados en su interior, similar a un «pudín de pasas» (plum pudding). Thomson fue el descubridor del electrón.

Modelo Atómico de Rutherford (1911)

Tras el descubrimiento de la radiactividad por Becquerel, Ernest Rutherford decidió utilizar radiación para estudiar la estructura atómica, llevando a cabo el famoso Experimento de la Lámina de Oro.

El Experimento de la Lámina de Oro

Rutherford bombardeó una lámina de oro extremadamente delgada (aproximadamente 5000 Ångströms de grosor) con una fuente de partículas alfa (α). Detrás de la lámina, colocó una pantalla fluorescente para registrar los resultados. Observó lo siguiente:

• La mayor parte de las partículas α atravesaban la lámina sin desviación.
• Una pequeña fracción de partículas se desviaba significativamente.
• Una proporción muy pequeña (aproximadamente 1 de cada 8000) rebotaba.

Conclusiones del Modelo Nuclear

A partir de estos resultados, Rutherford concluyó:

1. La materia está prácticamente hueca, ya que la mayor parte de las partículas α la atravesaban sin problema.
2. Las partículas α rebotaban debido a repulsiones electrostáticas al pasar cerca de una concentración de carga positiva (el núcleo).
3. Deberían existir partículas neutras en el núcleo (más tarde descubiertas como neutrones) para evitar la inestabilidad causada por la repulsión de los protones (p+).
4. Los electrones (e-) tienen que moverse alrededor del núcleo en órbitas para que su giro compense la fuerza electrostática de atracción entre cargas contrarias (modelo planetario).

Modelo Atómico de Niels Bohr (1913)

Niels Bohr propuso que los electrones (e-) del átomo se disponen en órbitas o niveles de energía definidos. Este modelo introdujo la cuantización de la energía atómica:

• Excitación (Absorción): Para que un electrón pase de una órbita interna a una exterior (mayor energía), debe absorber un fotón. La energía de este fotón debe coincidir exactamente con la diferencia de energía entre las dos órbitas.
• Emisión: Si un electrón pasa de una órbita exterior a una interior (menor energía), emite un fotón. La energía de este fotón es igual a la diferencia de energía entre ambas órbitas.