Fundamentos de la Estructura Atómica: De Thomson al Modelo Cuántico

Evolución Histórica de los Modelos Atómicos

El Modelo de Thomson (1898): El "Pudín de Pasas"

En 1898, J.J. Thomson propuso un modelo de átomo que consistía en una esfera maciza cargada positivamente, en la que se encontraban incrustados los electrones, de carga negativa, a modo de pastel esférico relleno de pasas (el famoso modelo del "pudín de pasas"). El número de electrones era el suficiente para neutralizar la carga positiva de la esfera, asegurando la neutralidad eléctrica del átomo.

El Experimento de Rutherford y el Modelo Nuclear

El Experimento de la Lámina de Oro

El experimento de Rutherford consistió en bombardear con partículas alfa una finísima lámina de oro. Las partículas alfa (que, aunque Rutherford no lo sabía en ese momento, no son más que núcleos de Helio, es decir, dos protones y dos neutrones unidos) atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc.

La importancia del experimento radicó en que, mientras la mayoría de partículas atravesaban la lámina sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeños ángulos, unas cuantas partículas eran dispersadas a ángulos grandes, incluso hasta 180°.

Postulados del Modelo de Rutherford

A partir de estos resultados, Rutherford dedujo las siguientes conclusiones:

• La mayoría de la masa y toda la carga positiva del átomo están concentradas en una región muy pequeña denominada núcleo.
• La mayor parte del átomo está vacía.
• Los electrones se mueven constantemente alrededor del núcleo. Su número es igual al de unidades positivas en el núcleo, con lo que queda justificada la neutralidad eléctrica del átomo.

Modificaciones al Modelo de Bohr: Sommerfeld (1916)

Pocos años más tarde, en 1916, el científico Sommerfeld (1868-1951) modificó los postulados de Bohr en los siguientes aspectos:

• Las órbitas descritas por los electrones (denominadas también niveles de energía) pueden ser circulares o elípticas.
• Ciertos niveles de energía pueden estar desdoblados en distintos subniveles energéticos, de tal forma que en el primer nivel no existe desdoblamiento, pero en el segundo nivel hay dos subniveles.

El Modelo Atómico Actual: El Concepto de Orbital

A raíz de una serie de descubrimientos posteriores, se dedujo que era imposible conocer con certeza la posición exacta del electrón en un momento determinado. Por este motivo, el modelo atómico actual, que se parece mucho al establecido por Sommerfeld, sustituye el concepto de órbita por un nuevo concepto, el de orbital.

Se define orbital como la región del espacio alrededor del núcleo donde la probabilidad de encontrar al electrón es máxima.

Conceptos Adicionales

Isótopos (Isotopes)

Isotopes are atoms of the same element with the same number of protons but with different numbers of neutrons.