Modelo atomico moderno
Cronología de la teoría atómica
ÁtomosCuando uno piensa en un átomo, puede imaginarse un pequeño modelo similar a un sistema solar, con trayectorias de electrones orbitando alrededor de un núcleo centralizado. Éste es el primer modelo atómico que Niels Bohr y otros pioneros científicos imaginaron hace muchos años. Pero gracias a los avances experimentales y a algunos pensadores modernos, como Erwin Schrodinger y Werner Heisenberg, ahora creemos que los electrones se parecen más a nubes que a planetas orbitando ordenadamente. Esta nueva idea del aspecto de los átomos es la base de la teoría atómica moderna. Veamos cómo ha avanzado la ciencia desde sus primeros conocimientos sobre los átomos hasta la visión moderna de hoy.
Modelo atómico modernoEl modelo atómico moderno representa los átomos con un núcleo de protones y neutrones y un vago gradiente o nube a su alrededor que contiene los electrones; a veces se denomina modelo de la nube. La razón por la que los electrones se representan como una nube es que su comportamiento es probabilístico. Según los experimentos realizados por los físicos atómicos, los electrones se comportan de una manera que hace imposible medir simultáneamente su posición y su momento. Este comportamiento es ondulatorio.
Física atómica
El desarrollo de la mecánica cuántica sirvió de base a la teoría atómica moderna. En 1922, el físico estadounidense Arthur H. Compton (1892-1962) realizó experimentos de dispersión de rayos X que confirmaron y avanzaron la teoría de Einstein sobre la naturaleza dual de la luz. En 1923, el físico francés Louis-Victor de Broglie (1892-1987) amplió esta teoría al proponer que toda la materia, así como la radiación, se comporta a la vez como partícula y como onda. Hasta entonces, los científicos consideraban que la materia y la energía eran fenómenos distintos que obedecían a leyes diferentes.
El modelo cuántico del átomo utiliza cuatro números cuánticos para describir la disposición de los electrones en un átomo, del mismo modo que una dirección describe la ubicación de las casas en una calle. Esta disposición se conoce como configuración electrónica. Los átomos de cada elemento tienen su propia configuración electrónica. La configuración electrónica de estado básico de un átomo representa la disposición de menor energía de los electrones de un átomo. La colocación de los electrones en una configuración determinada se basa en tres principios. El primero, el principio de Aufbau, establece que un electrón ocupará el orbital de menor energía disponible. El principio de exclusión de Pauli establece que cada electrón de un átomo tiene su propio conjunto de cuatro números cuánticos. No hay dos electrones iguales en un átomo.
Teoría atómica de Dalton
Este artículo trata sobre los modelos históricos del átomo. Para conocer la historia del estudio de cómo se combinan los átomos para formar moléculas, véase historia de la teoría molecular. Para la visión moderna del átomo desarrollada a partir de la teoría atómica, véase física atómica.
La teoría atómica es la teoría científica según la cual la materia está compuesta de partículas llamadas átomos. Los orígenes de la teoría atómica se remontan a una antigua tradición filosófica conocida como atomismo. Según esta idea, si se tomara un trozo de materia y se cortara en pedazos cada vez más pequeños, se llegaría a un punto en el que los pedazos no se podrían cortar en nada más pequeño. Los antiguos filósofos griegos llamaban átomos a estas hipotéticas partículas finales de la materia, palabra que significaba "sin cortar".
A principios del siglo XIX, el científico John Dalton observó que las sustancias químicas parecían combinarse y descomponerse en otras sustancias según su peso en proporciones que sugerían que cada elemento químico está formado en última instancia por diminutas partículas indivisibles de peso constante. Poco después de 1850, algunos físicos desarrollaron la teoría cinética de los gases y del calor, que modelizaba matemáticamente el comportamiento de los gases suponiendo que estaban formados por partículas. A principios del siglo XX, Albert Einstein y Jean Perrin demostraron que el movimiento browniano (el movimiento errático de los granos de polen en el agua) está causado por la acción de las moléculas de agua; esta tercera línea de evidencia acalló las dudas que aún quedaban entre los científicos sobre si los átomos y las moléculas eran reales. A lo largo del siglo XIX, algunos científicos habían advertido que las pruebas de la existencia de átomos eran indirectas y que, por tanto, los átomos podían no ser reales, sino sólo parecerlo.
Átomo wikipedia
La pieza más pequeña de un elemento que mantiene la identidad de dicho elemento se denomina átomoLa pieza más pequeña de un elemento que mantiene la identidad de dicho elemento.. Los átomos individuales son extremadamente pequeños. Se necesitarían unos cincuenta millones de átomos en fila para formar una línea de 1 cm de longitud. El punto al final de una frase impresa contiene varios millones de átomos. Los átomos son tan pequeños que resulta difícil creer que toda la materia esté hecha de átomos, pero así es.
El concepto de que los átomos desempeñan un papel fundamental en la química se formaliza mediante la teoría atómica modernaEl concepto de que los átomos desempeñan un papel fundamental en la química, enunciado por primera vez por John Dalton, un científico inglés, en 1808. Consta de tres partes:
Aunque la palabra átomo proviene de una palabra griega que significa "indivisible", ahora entendemos que los átomos en sí están compuestos de partes más pequeñas llamadas partículas subatómicas. La primera parte que se descubrió fue el electrónUna diminuta partícula subatómica con carga negativa., una diminuta partícula subatómica con carga negativa. A menudo se representa como e-, con el superíndice a la derecha mostrando la carga negativa. Más tarde se descubrieron dos partículas mayores. El protónUna partícula subatómica con carga positiva. es una partícula subatómica más masiva (pero aún diminuta) con carga positiva, representada como p+. El neutrónPartícula subatómica sin carga. Es una partícula subatómica con aproximadamente la misma masa que el protón, pero sin carga. Se representa como n o n0. Ahora sabemos que todos los átomos de todos los elementos están compuestos de electrones, protones y (con una excepción) neutrones. La Tabla 3.1 "Propiedades de las tres partículas subatómicas" resume las propiedades de estas tres partículas subatómicas.