Descripción de la evolución de las teorías y modelos atómicos

Introducción

La tabla periódica de los elementos clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos conforme a sus propiedades y características; su función principal es establecer un orden específico agrupando elementos.

En física y química, la configuración electrónica es la manera en la cual los electrones se estructuran o se modifican en un átomo molécula o en otra de acuerdo con el modelo de capas electrónico, en el cual las funciones de ondas del sistema se expresa como un producto de orbitales antisimetrizadas. La configuración electrónica es importante porque determina las propiedades de combinación química de los átomos y por tanto su posición en la tabla periódica.

Descripción general de lo que se va a realizar en este documento.

En este documento se hablara sobre la descripción de la evolución de las teorías y modelos atómicos que también trae con ello una línea del tiempo que va desde la teoría de Dalton hasta la actualidad.

Se hablara también sobre la descripción del modelo cuántico e incluiremos un esquema sobre ello.

Describiremos los números cuánticos llevando a cabo unos ejemplos con ellos.

También incluiremos un diagrama de la tabla periódica, la relación entre la configuración electrónica de los elementos y su posición de la misma y para finalizar incluiremos los ejercicios propuestos en los puntos 2 y 3 de la actividad de Metacognición.

También como parte esencial del documento, pondremos una conclusión sobre los aprendizajes obtenidos y una bibliografía.

Descripción de la evolución de las teorías y modelos atómicos.

(De Dalton hasta la actualidad)

Muchos de los procesos químicos que ocurren, tanto en la naturaleza v como en los laboratorios, tienen una explicación a nivel microscópico, donde átomos y moléculas participan activamente. Así, para comprender los fenómenos y dar una explicación que se aproxime a la realidad de lo que sucede, los científicos utilizan modelos. Un modelo explica el fenómeno por medio de una analogía que permite visualizar o hacer una creación mental cuando lo ocurrido no se presenta explícitamente a nuestros sentidos. Por lo general el modelo constituye una explicación sencilla, y proporciona una semejanza estructural con el fenómeno que se estudia.

Un modelo no es una estructura rígida, sino que puede perfeccionarse, cambiarse o desecharse si se vuelve obsoleto y ya no cumple la función para la cual fue propuesto. Desde que la ciencia dio sus primero pasos y los químicos iniciaron el estudio de la composición y propiedades de la materia, y se desarrolló de la teoría atómica, los científicos emplearon modelos para comprender la naturaleza del átomo.

En la actualidad se acepta que la materia está formada por átomos y se tiene un modelo atómico consistente con el cual se explica satisfactoriamente su comportamiento. Sin embargo, para llegar a este modelo, para que se llegue a concebir el átomo en su forma actual, pasó mucho tiempo y fueron muchos los científicos que investigaron; plantearon teorías y crearon modelos respecto a la estructura de la materia y del átomo en sí. A pesar de las dificultades evidentes, el concepto de que la materia es de naturaleza corpuscular (formada por partículas) ha llegado a ser uno de los postulados fundamentales y fructíferos de la Química y merece la pena revisar algunos pasos importantes dados para llegar a esta conclusión.

A continuación se presentan los modelos atómicos más importantes desde Dalton a la actualidad.

Modelo Atómico de John

A principios del siglo XIX estudió la forma en que los diversos elementos se combinan entre sí para formar compuestos químicos. Aunque muchos otros científicos, empezando por los antiguos griegos, habían afirmado ya que las unidades más pequeñas de una sustancia eran los átomos, se considera a Dalton como una de las figuras más significativas de la teoría atómica porque la convirtió en algo cuantitativo.

Dalton propuso su teoría por medio de los siguientes postulados:

1. La materia está compuesta por partículas pequeñísimas llamadas átomos.

2. Los átomos son individuales y no pueden transformarse unos en otros.

3. No pueden ser creados ni destruidos.

Modelo Atómico de John Thomson (1897):

El descubrimiento del electrón realizado por John Thomson, físico británico, así como los llamados rayos canales o rayos positivos, que pueden observarse como un fino haz de luz detrás de un tubo de descarga con el cátodo perforado, llevó a la conclusión de que el átomo no podía ser una esfera rígida de material característico para cada elemento, como había supuesto ingenuamente Dalton, sino que debía poseer una estructura.

Modelo Atómico de Ernest Rutherford (1911):

Rutherford inició una serie de experimentos cruciales de los que surgió el concepto de núcleo atómico. En estos experimentos, Rutherford y sus colaboradores H. Geiger y E. Marsden utilizaron una fuente de partículas y, mediante la interposición de planchas de plomo, colimaron el haz de partículas y lo dirigieron sobre una lámina de oro muy fina. Las partículas atravesaron la lámina e incidían sobre una superficie cubierta de sulfuro de zinc, provocando un centelleo.

Modelo Atómico de Niels Bohr (1913):

Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones.

Mecánica ondulatoria:

El físico francés Louis Victor de Broglie

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