Historia de la Teoría Atómica: De Demócrito al Modelo Mecánico-Cuántico

Modelos Atómicos y Evolución Histórica

Demócrito (300 a.C.)

Sostenía que el estado de la materia era discontinuo y que estaba constituida por átomos.

Teoría de los Cuatro Elementos

Postula que la materia está constituida por cuatro elementos fundamentales: tierra, aire, agua y fuego.

Modelo Atómico de Dalton (1803)

Dalton propuso cuatro postulados fundamentales:

• 1. Todos los elementos están formados por átomos pequeñísimos que son partículas indestructibles e indivisibles.
• 2. Todos los átomos de un elemento son exactamente iguales en masa y en las demás propiedades, y distintos de los átomos de cualquier otro elemento.
• 3. Un compuesto químico está formado por átomos de compuesto, todos iguales entre sí.
• 4. En una reacción química, los átomos se recombinan y, así, una sustancia se transforma en otra diferente.

Modelo Atómico de Thomson

Descubrió el electrón mediante experimentos eléctricos. Propone un modelo que indica que la materia está formada por átomos que consisten en una esfera positiva en la que están embebidos los electrones.

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford avanzó en la comprensión del núcleo atómico (mencionado como el quinto hito en la cronología).

Limitaciones del Modelo de Bohr

El modelo de Bohr presentaba las siguientes deficiencias:

• No explicaba por qué la energía en las órbitas estaba cuantizada.
• No justificaba por qué algunas propiedades de los elementos se repetían periódicamente.
• Al aumentar la precisión de los espectrógrafos, se observó que algunas líneas del espectro eran, en realidad, dos líneas muy juntas.
• Al efectuar el espectro al mismo tiempo que se sometía la sustancia a un intenso campo magnético, se observó que algunas líneas espectrales se desdoblaban en varias.

Modelo Mecánico-Cuántico

La ecuación de este modelo fue propuesta por Schrödinger y describe el comportamiento de los electrones dentro del átomo. Recoge, por un lado, su carácter ondulatorio y, por otro lado, la imposibilidad de predecir sus trayectorias exactas; de esta manera, establece el concepto de orbital.

El Orbital

El orbital es la región alrededor del núcleo que encierra una probabilidad del 90% de encontrar a un electrón con determinada energía.

Números Cuánticos

Son las soluciones a la ecuación de Schrödinger y describen el comportamiento de los electrones:

• a) Número cuántico principal (n): Indica el nivel de energía y el tamaño del orbital. Toma valores enteros y positivos a partir del 1.
• b) Número cuántico secundario (l): Determina la forma del orbital y las energías de los subniveles. Toma los valores desde 0 hasta n-1. Si l = 0, tiene forma esférica; si l = 1, tiene forma de ocho (lobular).