Constitucion De Un Atomo

CONSTITUCION DEL ATOMO: INCIDENCIA DE LOS MODELOS ATÓMICOS EN EL AVANCE DE LA QUÍMICA

Extracto elaborado con material de las editoriales: Elzervir, McGraw Hill y Santillana

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o Experiencias que ponen de manifiesto la no indivisivilidad del átomo

• Experiencias relacionadas con fenómenos eléctricos

• Periodicidad en las propiedades de las sustancias simples

• Experiencias en tubos de descarga con gases a baja presión

• Descubrimiento de los rayos catódicos

• El descubrimiento de la radiactividad

o

Algunos modelos atómicos

• Modelo atómico de Dalton

• Modelo atómico de Thomson

• Modelo atómico de Rutherford

• La tercera partícula fundamental: el neutrón

• Modelo atómico de Bohr para el átomo de hidrogeno

• Insuficiencias de los modelos propuestos

 Cuantización de la energía

 Espectros atómicos

 Efecto fotoeléctrico

o El nacimiento de una nueva Teoría

• La mecánica cuántica moderna

• Hipótesis de De Broglie

• Principio de incertidumbre

• Descripción del modelo mecánico cuántico

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Experiencias que ponen de manifiesto la no indivisivilidad del átomo

A. Experiencias relacionadas con fenómenos eléctricos, fundamentalmente a partir del 1.830

A raíz de las experiencias de Faraday, sobre todo las relacionadas con la electrólisis que se hizo en torno a 1.830, se empezó a pensar seriamente en la posible divisibilidad de los átomos y en la naturaleza eléctrica de la materia, de los propios átomos, que deberían ser algo complejo de lo imaginado por Dalton..

B. Investigaciones sobre la periodicidad en las propiedades de las sustancias simples, iniciadas a partir del 1.870.

La observación de ciertas regularidades en el comportamiento de las sustancias, que hacían pensar en buscar algo que tuvieran en común los átomos de las sustancias simples con propiedades semejantes.

C. Experiencias en tubos de descarga con gases a baja presión, iniciadas en el 1.870

Iniciadas por Crookes a partir de 1.870, en tales condiciones cada gas emite un resplandor de color característico. Analizando la luz con espectroscopios se pudo ver que cada gas daba en el mismo un espectro propio, lo que hacía pensar que ese espectro fuese consecuencia de una cierta organización interior en el átomo (con lo que se afianzaba también la idea de que el átomo no era indivisible).

D. Descubrimiento de los rayos catódicos, publicada en

Una vez descubiertos, se empezó a estudiar su comportamiento tratando de identificar su naturaleza y procedencia. En experiencias diversas se pudo comprobar que los rayos catódicos:

1. No dependen del tipo de gas encerrado en el tubo

2. Se desvían hacía el polo positivo cuando se someten a la acción de un campo eléctrico.

3. Pueden desviarse por la acción de un campo magnético

4. Provocan la aparición de sombras

5. Pueden poner al rojo una barra de mica que se interponga en su camino

6. La relación carga/masa es independiente de la naturaleza del gas

De estas y otras experiencias se llegó a la conclusión de que los rayos catódicos estaban constituidos por partículas cargadas negativamente y que todas esas partículas eran idénticas, independientemente del gas que hubiera en el tubo o del material que estuvieran hechos los electrodos.

A estas partículas se les llamo electrones y fueron identificados por Joseph Thomson (1.856-1.940), posteriormente se pudo determinar la carga y la masa del electrón.

E. El descubrimiento de la radiactividad en 1.896

Fue descubierta por Henry Becquerel (1.852-1.908) en 1.986. El fenómeno consiste en la emisión espontanea de radiaciones por los elementos más pesados como el uranio o el torio. Pudo comprobarse que las radiaciones emitidas eran capaces de atravesar cuerpos opacos, impresionando placas fotográficas incluso aunque estuvieran envueltas en un grueso papel negro.Además parecía que su flujo era continuo, aparentemente inagotable (al menos en un intervalo amplio de tiempo) e independientemente del estado físico en que se encontrase la sustancia.

El hecho de que dichas radiaciones apareciesen tanto cuando se tenía el elemento aislado como cuando entraba a formar parte de un compuesto hizo pensar que procedían "del interior del átomo" más que de su parte externa, lo que se veía reforzado por la imposibilidad de "quitarle" las propiedades radiactivas a cualquier elemento mediante ninguna reacción química.

Algunos modelos atómicos

Introducción.

Cada sustancia del universo, las piedras, el mar, nosotros mismos, los planetas y hasta las estrellas más lejanas, están enteramente formada por pequeñas partículas llamadas átomos.

Son tan pequeñas que no son posible fotografiarlas. Para hacernos una idea de su tamaño, un punto de esta línea puede contener dos mil millones de átomos.

Estas pequeñas partículas son estudiadas por la química, ciencia que surgió en la edad media y que estudia la materia.

Pero si nos adentramos en la materia nos damos cuenta de que está formada por átomos. Para comprender estos átomos a lo largo de la historia diferentes científicos han enunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender la complejidad de estas partículas. Estas teorías significan el asentamiento de la química moderna.

Como ya hemos dicho antes la química surgió en la edad media, lo que quiere decir que ya se conocía el átomo pero no del todo, así durante el renacimiento esta ciencia evoluciona.

Posteriormente a fines del siglo XVIII se descubren un gran número de elementos, pero este no es el avance más notable ya que este reside cuando Lavoisier da una interpretación correcta al fenómeno de la combustión.

Ya en el siglo XIX se establecen diferentes leyes de la combinación y con la clasificación periódica de los elementos (1871) se potencia el estudio de la constitución de los átomos.

Actualmente su objetivo es cooperar a la interpretación de la composición, propiedades, estructura y transformaciones del universo, pero para hacer todo esto hemos de empezar de lo más simple y eso son los átomos, que hoy conocemos gracias a esas teorías enunciadas a lo largo de la historia. Estas teorías que tanto significan para la química es lo que vamos a estudiar en las próximas hojas de este trabajo.

A. Modelo atómico de John Dalton, publicada entre los años 1.808 y 1.810

John Dalton (1766-1844). Químico y físico británico. Creó una importante teoría atómica de la materia. En 1803 formuló la ley que lleva su nombre y que resume las leyes cuantitativas de la química (ley de la conservación de la masa, realizada por Lavoisier; ley de las proporciones definidas, realizada por Louis Proust; ley de las proporciones múltiples, realizada por él mismo). Su teoría se puede resumir en:

1.- Los elementos químicos están formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.

2.- Todos los átomos de un elemento químico dado son idénticos en su masa y demás propiedades.

3.- Los átomos de diferentes elementos químicos son distintos, en particular sus masas son diferentes.

4.- Los átomos son indestructibles y retienen su identidad en los cambios químicos.

5.- Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan entre sí, en una relación de números enteros sencilla, formando entidades definidas (hoy llamadas moléculas).

Para Dalton los átomos eran esferas macizas. representación de distintos átomos según Dalton:

 Oxígeno

 Hidrógeno

 Azufre

 Cobre

 Carbono

Representación de un cambio químico, según Dalton:

 +    

Esto quería decir que un átomo de oxígeno más un átomo de hidrógeno daba un átomo o molécula de agua.

La formación de agua a partir de oxígeno e hidrógeno supone la combinación de átomos de estos elementos para formar "moléculas" de agua. Dalton, equivocadamente, supuso que la molécula de agua contenía un átomo de oxígeno y otro de hidrógeno.

Dalton, además de esta teoría creó la ley de las proporciones múltiples. Cuando los elementos se combinan en más de una proporción, y aunque los resultados de estas combinaciones son compuestos diferentes, existe una relación entre esas proporciones.

Cuando dos elementos se combinan para formar más de un compuesto, las cantidades de uno de ellos que se combina con una cantidad fija del otro están relacionadas entre sí por números enteros sencillos.

A mediados del siglo XIX, unos años después de que Dalton enunciara se teoría, se desencadenó una serie de acontecimientos que fueron introduciendo modificaciones al modelo atómico inicial.

De hecho, el mundo atómico es tan infinitamente pequeño para nosotros que resulta muy difícil su conocimiento. Nos hallamos frente a él como si estuviésemos delante de una caja cerrada que no se pudiese abrir. Para conocer su contenido solamente podríamos proceder a manipular la caja (moverla en distintas direcciones, escuchar el ruido, pesarla...) y formular un modelo de acuerdo con nuestra experiencia. Este modelo sería válido hasta que nuevas experiencias nos indujeran a cambiarlo por otro. De la misma manera se ha ido construyendo el modelo

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