Modelos Atómicos.

Comencemos por definir el concepto de Átomos. Según Demócrito:

Los átomos son indivisibles, y se distinguen por forma, tamaño, orden y posición.

Los átomos pueden ensamblarse, aunque nunca fusionarse.

Ahora, ¿que significa Modelo?:

Un modelo es una representación de una unidad u estructura, basado en el desarrollo de una investigación empírica científica (metodología científica) y, sus representaciones pueden ser esquemáticas, en base a postulados, matemáticas, etc.

Teoría o Modelo Atómico de Dalton:

John Dalton enunció unos postulados que le han valido el titulo de "padre de la teoría atómica-molecular". Dalton trató de buscar la explicación de las leyes ponderales que experimentalmente habían comprobado él y otros químicos europeos.

Los postulados básicos de esta teoría atómica son:

La materia está dividida en unas partículas indivisibles e inalterables, que se denominan átomos.
Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí (presentan igual masa e iguales propiedades).
Los átomos de distintos elementos tienen distinta masa y distintas propiedades.
Los compuestos se forman cuando los átomos se unen entre sí, en una relación constante y sencilla.

Las insuficiencias del modelo son las siguientes:

Se sabe que los átomos sí pueden dividirse y alterarse.
Las Experiencias de Thomson.

Entonces, ¿Como es el átomo según Dalton?...

El modelo atómico de Dalton se basa en una esfera, como se ve en la figura anterior. Los siguientes fueron los aportes del modelo atómico de Dalton:

Primer intento por comprender la constitución básica de la materia.
Confirma las leyes Teóricas planteadas previamente.
Nace la escala química de Masa Atómicas (ya que le asignó al átomo de hidrógeno un peso de uno; el peso atómico del oxígeno resultaría dieciséis.
Dalton permitió la creación de la química como ciencia exacta y matemática.
Supuso que la fórmula del agua era HO.

Teoría o Modelo Atómico de J.J Thomson:

Introduce la idea de que el átomo puede dividirse en las llamadas partículas fundamentales:

Electrones, con carga eléctrica negativa
Protones, con carga eléctrica positiva
Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa mucho mayor que la de electrones y protones.

Thomson considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos (de forma similar a las pepitas de una sandía).

Las insuficiencias del modelo son las siguientes:

El átomo no es macizo ni compacto como suponía Thomson, es prácticamente hueco y el núcleo es muy pequeño comparado con el tamaño del átomo, según demostró E. Rutherford en sus experiencias.

El modelo atómico de Thomson realiza los siguientes aportes:

Descubre la primera partícula sub-atómica… El Electrón.
Determina la relación carga masa del Electrón.
Intuye la presencia de otra partícula sub-atómica…El Protón.

Teoría o Modelo Atómico de Ernest Rutherford:

Físico Inglés, nació en Nueva Zelanda, profesor en Manchester y director del laboratorio Cavendish de la universidad de Cambridge. Premio Nobel de Química en 1908. Sus brillantes investigaciones sobre la estructura atómica y sobre la radioactividad iniciaron el camino a los descubrimientos más notables del siglo. Estudió experimentalmente la naturaleza de las radiaciones emitidas por los elementos radiactivos.

Tras las investigaciones de Geiger y Mardsen sobre la dispersión de partículas alfa al incidir sobre láminas metálicas, se hizo necesario la revisión del modelo atómico de Thomson, que realizo Rutherford entre 1909 - 1911.

Diseño Experimental de Rutherford: Bombardea una lámina de oro con partículas Alfa Radiactivas. Puesto que las partículas alfa y beta atraviesan el átomo, un estudio riguroso de la naturaleza de la desviación debe proporcionar cierta luz sobre la constitución de átomo, capaz de producir los efectos observados.

Las investigaciones se produjeron tras el descubrimiento de la radioactividad y la identificación de las partículas emitidas en un proceso radiactivo. El montaje experimental que utilizaron Geiger y Mardsen se puede observar en la figura.

Resultados del Diseño Experimental de Rutherford:

La mayoría de los rayos alfa atravesaba la lámina sin desviarse, porque igual que en caso de la reja, la mayor parte del espacio de un átomo es espacio vacío.
Algunos rayos se desviaban, porque pasan muy cerca de centros con carga eléctrica del mismo tipo que los rayos alfa (CARGA POSITIVA).
Muy pocos rebotan, porque chocan frontalmente contra esos centros de carga positiva.

Pero, ¿A que conclusión llega Rutherford?:

Que el átomo esta constituido por un núcleo central que posee las cargas positivas (Protones).
En el núcleo se concentra gran parte de la masa del átomo.
Los Electrones giran en torno al núcleo del átomo.
Que existe un gran espacio vacío entre el núcleo y la corteza.

Ademas de lo anterior, los aportes de Rutherford con su modelo atómico fueron:

Que la carga del núcleo era exactamente el número atómico multiplicado por la carga del electrón. Este núcleo recibió el nombre de protón y se pensó que era una partícula presente en los núcleos de todos los átomos.
Confirma la existencia del electrón y determina su ubicación en el átomo.
Intuye la presencia del neutrón en el núcleo del átomo.

Teoría o Modelo Atómico de Niels Bohr:

Basándose en las teorías de Rutherford, publicó su modelo atómico en 1913, introduciendo la teoría de las órbitas cuantificadas, que en la teoría mecánica cuántica consiste en las características que, en torno al núcleo atómico, el número de electrones en cada órbita aumenta desde el interior hacia el exterior.

Diseño Experimental: Utiliza Espectros atómicos de átomos de Hidrógeno...

Se llama espectro atómico de un elemento químico al resultado de descomponer una radiación electromagnética compleja en todas las radiaciones sencillas que la componen, caracterizadas cada una por un valor de longitud de onda λ.

El espectro consiste en un conjunto de líneas paralelas, que corresponden cada una a una longitud de onda.
Podemos analizar la radiación que absorbe un elemento (espectro de absorción) o la radiación que emite (espectro de emisión).

Características del Modelo De Niels Bohr:

Los Electrones Giran alrededor del núcleo en órbitas.
Cuando giran no emiten ni absorben energía, es decir se ubican en estados estacionarios o de energía cuantificada (por eso no se precipitan sobre el núcleo)
Cuando un electrón absorbe Energía, salta de un nivel de menor energía a otro de mayor Energía, emitiendo un espectro de Absorción.
Cuando un electrón salta de un nivel de mayor a otro de menor energía emite un fotón detectado a través de un espectro de Emisión.

Pero, ¿Cómo se puede representar el Modelo Atómico de Bohr?