Models Atòmics: Evolució Històrica i Científica

Atomistes: Leucip i Demòcrit

Leucip i Demòcrit van proposar que la matèria estava formada per partícules petites, indivisibles i invisibles anomenades àtoms. Aquests àtoms es diferenciaven per la seva forma i mida, però no tenien qualitats internes. Aquesta teoria va ser despreciada en favor de la d'Aristòtil, que era més famós en aquella època.

Continuistes: Aristòtil

Aristòtil defensava que la matèria estava formada per quatre elements: foc, aire, aigua i terra. Cadascun d'aquests elements posseïa quatre qualitats fonamentals: calent, fred, sec i humit. Segons ell, les propietats d'una substància depenien de la combinació d'aquests quatre elements i les seves quatre qualitats.

Model Atòmic de Dalton (s. XIX)

John Dalton va recuperar el pensament de Demòcrit i va proposar que l'àtom era una partícula petita, indivisible, esfèrica i immutable. Segons Dalton, tots els àtoms d'un mateix element eren idèntics, mentre que els àtoms de diferents elements eren diferents entre si. A més, va afirmar que els àtoms no canviaven les seves propietats en les reaccions químiques. Aquest model es va comprovar amb la llei de conservació de la massa i la llei de les proporcions constants. Com a curiositat, Dalton era daltònic.

Model Atòmic de Thomson o d'Elements Incrustats

J.J. Thomson va realitzar experiments amb tubs de raigs catòdics. Aquests tubs eren de vidre i contenien qualsevol gas. En fer el buit, la pressió baixava, però es mantenia la capacitat de conduir electricitat i desapareixia la llum visible. Apareixia una radiació invisible en forma de raigs catòdics. Sense camp magnètic ni elèctric, la radiació viatjava en línia recta cap al centre d'una pantalla fluorescent.

En aplicar un camp elèctric amb dues plaques metàl·liques amb càrregues oposades, la radiació es desviava cap a la càrrega positiva en forma de paràbola. Això va demostrar que el gas estava format per partícules amb càrrega negativa. Els àtoms van deixar de ser considerats indivisibles. Thomson va proposar que l'àtom era una esfera de càrrega positiva amb electrons de càrrega negativa incrustats al seu interior.

Model Atòmic de Rutherford

Ernest Rutherford va realitzar un experiment en què va bombardejar una làmina d'or fina amb partícules alfa positives procedents de materials radioactius. Va observar que només algunes partícules rebotaven o canviaven de direcció. Això succeïa perquè el nucli de l'àtom era positiu i repel·lia les partícules alfa. L'experiment va demostrar que l'àtom tenia molt d'espai buit.

Model Atòmic de Bohr

Niels Bohr va aplicar la teoria quàntica de Max Planck, segons la qual l'energia emesa o absorbida ha de tenir un mínim d'energia electromagnètica. Bohr va proposar que els electrons giren al voltant del nucli en òrbites circulars sense emetre energia. Aquestes òrbites tenien radis definits i corresponien a diferents nivells d'energia. Quan un electró guanya energia, puja a un nivell superior, i quan torna al seu nivell base, allibera l'energia sobrant en forma de llum.

Model Atòmic Actual

El model atòmic actual, proposat per Erwin Schrödinger, és un model orbital. La principal diferència amb el model de Bohr és que els electrons no es troben en nivells energètics definits, sinó en suborbitals que es defineixen per la seva forma (s, p, d i f, que corresponen als nombres quàntics). No es pot saber exactament on es troba un electró, sinó que es defineix una zona de l'espai on hi ha una alta probabilitat de trobar-lo.