Evolución de los Modelos Atómicos: De Dalton a Rutherford y la Espectroscopía

Evolución de los Modelos Atómicos Clásicos

Modelo Atómico de Dalton

• El átomo se concibe como una esfera maciza e indivisible.
• Los átomos son partículas fundamentales sin estructura interna.
• La diferencia entre átomos de distintos elementos radica en su masa atómica.

Modelo Atómico de Thomson (El "Pudín de Pasas")

Gracias a los descubrimientos de Crookes y Goldstein sobre el paso de corriente eléctrica en un tubo de vacío y el comportamiento de los rayos catódicos, Thomson propone un nuevo modelo:

• Los átomos están formados por partículas de masa muy pequeña, responsables de la corriente eléctrica: los electrones.
• El átomo es una esfera cargada positivamente, en cuyo interior se encuentran incrustados los electrones, de tal forma que la carga total del átomo resulta neutra.

Modelo Atómico de Rutherford (El Modelo Planetario)

A partir del descubrimiento de la radioactividad y, fundamentalmente, gracias a su experimento de la lámina de oro, Rutherford propone una estructura atómica radicalmente nueva.

El Experimento de la Lámina de Oro

El experimento consistía en “bombardear” una delgada lámina de oro (Au) con partículas $\alpha$ (partículas alfa), rodeada de una pantalla de $\text{ZnS}$ (sulfuro de zinc), sustancia que emite destellos de luz cuando es impactada por dichas partículas.

Observaciones Clave:

1. A pesar de la alta densidad del oro y la poca distancia entre átomos, la mayoría de las partículas $\alpha$ atraviesan la lámina sin desviarse.
2. Muy pocas partículas $\alpha$ sufren una desviación notable.
3. Existen partículas que rebotan hacia atrás, con gran intensidad.

El Modelo Atómico de Rutherford:

• El átomo posee un núcleo central cargado positivamente.
• La masa del átomo se encuentra concentrada casi en su totalidad en este núcleo.
• Los electrones giran en una corteza exterior alrededor del núcleo.

En 1919, Rutherford descubre el protón, lo que permitió establecer que el núcleo está formado por un número de protones igual al número de electrones en la corteza, manteniendo la neutralidad eléctrica del átomo. Sin embargo, este modelo no lograba explicar la existencia de los isótopos.

Fundamentos de la Radiación y Espectroscopía

Las ondas electromagnéticas se propagan con Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU), y su velocidad ($c$) se relaciona con la longitud de onda ($\lambda$) y la frecuencia ($\nu$) mediante las siguientes ecuaciones:

$$\lambda = c \cdot T \quad \text{y} \quad \lambda = \frac{c}{\nu}$$

Espectros de Radiación

Se denomina espectro de una radiación al conjunto de radiaciones simples que componen dicha radiación compleja.

Al estudiar los espectros de emisión de diferentes sustancias en estado gaseoso al ser calentadas, se descubren fenómenos fundamentales:

• Los espectros observados son discontinuos (o lineales). Esto implica que los átomos del elemento solo emiten o absorben unos tipos de luz determinados, y no otros.
• Los espectros de absorción y emisión son complementarios.
• Cada elemento químico posee su propio espectro característico, lo cual permite identificar los componentes de una sustancia a partir de la luz que emite o absorbe.