Evolución de los Modelos Atómicos: De Dalton al Modelo Mecano-Cuántico

Modelo Atómico de Dalton

El modelo atómico de Dalton sostenía que la materia es discontinua y está formada por partículas inalterables e indivisibles: los átomos. Sin embargo, Thomson descubrió posteriormente que los átomos sí se pueden dividir, refutando así el modelo de Dalton.

Modelo Atómico de Thomson

Gracias al descubrimiento de los protones por medio de los rayos catódicos y, posteriormente, de los electrones por medio de los rayos canales (E. Goldstein), Thomson propuso que el átomo estaba formado por un conjunto de electrones incrustados en una masa esférica de densidad uniforme y cargada positivamente (protones), de manera que el conjunto era neutro.

Modelo Atómico de Rutherford

Gracias a su experimento, Rutherford pudo deducir que los electrones ocupaban la mayor parte del volumen del átomo y que la carga positiva estaba concentrada en un núcleo muy pequeño y de gran masa. Más tarde, postuló la existencia de una nueva partícula eléctricamente neutra, con una masa aproximadamente igual a la del protón, situada en el núcleo. El físico inglés J. Chadwick detectó esta nueva partícula subatómica en una reacción nuclear y la llamó neutrón.

Modelo Atómico de Bohr

El modelo atómico de Bohr establece que la energía dentro del átomo está cuantificada, es decir, el electrón solo ocupa ciertas posiciones alrededor del núcleo con valores de energía determinados. El electrón se mueve en órbitas circulares alrededor del núcleo. Los niveles de energía permitidos para el electrón vienen determinados por la multiplicidad entera del momento angular del electrón y h/2π, donde h es la constante de Planck. Solo se absorbe o se emite energía cuando un electrón cambia de un nivel a otro.

Modelo Mecano-Cuántico (Actual)

A partir de 1925, el modelo atómico de Bohr fue objeto de sucesivas modificaciones hasta formular el actual modelo atómico, que es un modelo matemático que explica el comportamiento del electrón en átomos que tienen más de un electrón.

Este modelo está basado en los siguientes principios:

• En 1924, Louis de Broglie (Premio Nobel 1929) propuso que el electrón tendría propiedades ondulatorias y de partícula (al igual que la energía lumínica).
• En 1926, Werner Heisenberg (1901-1976) formuló el Principio de Incertidumbre, el cual establece que es imposible determinar simultáneamente la posición y la velocidad exacta de un electrón.
• En 1927, Erwin Schrödinger (1887-1961) propuso una ecuación matemática que da al electrón el carácter de onda y de partícula simultáneamente, ya que incluye la masa del electrón y una expresión que puede considerarse la amplitud de la onda de dicha partícula. La ecuación de Schrödinger da la posición más probable del electrón en un átomo de hidrógeno, pero también establece que se le puede encontrar en otras posiciones. En la actualidad, se emplean cálculos probabilísticos para describir la posición, la velocidad y la energía de los electrones en el átomo.