Evolución de los modelos atómicos: Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr (1807–1913)

Evolución de los modelos atómicos: Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr

Modelo atómico de Dalton (1807)

Contexto histórico

• Antes se creía que todos los elementos estaban formados por agua, tierra, fuego y aire.
• Nadie se había ocupado del átomo en detalle.
• Demócrito no era tomado en cuenta.

Postulados principales

• Materia: elemento (átomo) indivisible; no se puede destruir.
• Compuestos (moléculas): unión de átomos en proporciones definidas y constantes.
• Átomos de un mismo elemento son indistinguibles entre sí.
• Átomos de diferentes elementos tienen masas distintas.

Observaciones

• Consecuencia: la molécula está formada por hidrógeno y oxígeno y ello es cierto,
• pero imaginaban que había un solo átomo de cada uno y eso era un error.

Modelo atómico de Thomson (1904)

Antecedentes

• Estudio de la estructura atómica; descubrimiento del electrón (1897).
• Estudio de los rayos catódicos (1869).
• Conocimientos sobre la electricidad.

Observaciones experimentales

• Los rayos se propagan en línea recta.
• Producen efectos mecánicos, térmicos y químicos.
• Están compuestos por electrones (partículas de carga negativa).

Propuesta

• Postula: el átomo era una masa positivamente cargada y la carga positiva estaba distribuida.
• Los electrones de carga negativa quedaban incrustados en el átomo.
• Según este modelo, el átomo era una esfera maciza con carga eléctrica positiva,
• dentro de la cual estaban incrustados los electrones (carga negativa).

Modelo atómico de Rutherford (1911)

Antecedentes

• Investigaciones sobre la estructura interna del átomo.
• Cuestionamiento del modelo atómico de Thomson.
• Experimento de la lámina de oro.

Hipótesis inicial

• Se consideraba al átomo como macizo.

Propuesta

• Postula: el átomo está formado por un núcleo y una corteza.
• Núcleo: positivo, denso, con concentración de casi toda la masa.
• Corteza: formada por una nube de electrones.
• Las órbitas de los electrones no están muy bien definidas en este modelo.

Modelo atómico de Bohr (1913)

Antecedentes

• El modelo de Rutherford resultaba inestable.
• Observaciones de espectros de emisión característicos.
• Estudios centrados en el átomo de hidrógeno y en conceptos incipientes de la mecánica cuántica.

Propuesta

• Postula: los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo sin irradiar energía en esas órbitas estables.
• No todas las órbitas son permitidas, sino aquellas que fija una expresión matemática en función de un número entero (n = 1, 2, 3, ...).
• Cada órbita define un nivel de energía y solo hay emisión o absorción cuando un electrón salta de una órbita a otra (espectros de emisión).

Notas finales

Estos modelos representan etapas clave en la comprensión de la estructura atómica: desde la idea de átomos indivisibles de Dalton, pasando por la incorporación del electrón en el modelo de Thomson, la existencia de un núcleo denso según Rutherford, hasta la cuantización de niveles energéticos propuesta por Bohr.