Fundamentos de la Estructura Atómica: Descubrimientos Clave y Modelos (Thomson, Rutherford, Bohr)

Descubrimientos Históricos en la Estructura Atómica

Descubrimiento del Electrón

El científico inglés William Crookes observó que en un tubo de vidrio que contenía gas a baja presión, al introducir dos electrodos, aparecía un flujo de corriente que partía del cátodo.

Descubrimiento del Protón

Realizado por Eugen Goldstein en el año 1886. Utilizando un tubo de rayos catódicos perforados, observó que unos nuevos rayos atravesaban esos orificios, denominados rayos canales (o rayos anódicos).

Estos rayos se formaban cuando los rayos catódicos chocaban con los átomos del gas del tubo, a los que arrancaban electrones, convirtiéndolos en iones (átomos cargados eléctricamente).

Modelos Atómicos Fundamentales

Modelo Atómico de Thomson (1897)

Thomson sugirió un modelo que permitía encajar a los recién descubiertos electrones dentro de un átomo neutro. Imaginó esferas macizas y de carga positiva neutralizada por electrones (el famoso modelo del "pudín de pasas").

Modelo Atómico de Rutherford (1911)

Rutherford realizó un experimento crucial que mostraba cómo se distribuyen los electrones y los protones. Dirigiendo rayos alfa sobre una lámina de oro, observó que la mayoría de las partículas la atravesaban, pero algunas se desviaban o rebotaban, lo que demostró la existencia de un núcleo denso y positivo.

Modelo Atómico de Bohr (1913)

Niels Bohr sugirió que en el átomo los electrones giran en torno al núcleo solo en ciertas órbitas permitidas. A estas órbitas se les llamó niveles de energía y se representan con la letra N.

Cuanto más alejado esté el nivel del núcleo, mayor será la energía. Un electrón puede saltar de un nivel a otro, emitiendo ese exceso de energía en forma de radiación.

Componentes y Definiciones Atómicas Clave

Elementos del Átomo

• Núcleo: Contiene protones y neutrones.
• Corteza (o Nube Electrónica): Contiene electrones.

Número Atómico (Z)

Expresa la carga nuclear de un átomo, es decir, el número de protones que posee.

Número Másico (A)

Expresa la suma total de protones y neutrones existentes en el núcleo. Fórmula: $A = Z + ext{Neutrones}$.

Isótopo

Distintas clases de átomos que forman un elemento, caracterizados por tener el mismo número atómico ($Z$) pero diferente número másico ($A$).

Elemento Químico

Aquella sustancia pura formada por átomos que poseen igual número atómico.

Conceptos de Posición Electrónica

Órbita

Posición fija y definida, similar al movimiento de los planetas (concepto clásico del modelo de Bohr).

Orbital

Región del espacio donde existe la máxima probabilidad de encontrar un electrón (concepto cuántico).

Espectros Atómicos y la Luz

Este fenómeno fue estudiado por Isaac Newton, quien denominó espectro continuo de la luz al conjunto de los siete colores que componen la luz visible. El espectro se debe a las distintas radiaciones o colores que componen cualquier luz compleja. Hoy en día, sabemos que el espectro de la luz visible está formado por una infinidad de colores.

El Espectroscopio

Instrumento utilizado para estudiar los espectros, compuesto por cuatro elementos principales:

• Fuente de radiación
• Prisma óptico
• Anteojo
• Registrador