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Teorías atómicas.

La teoría atómica es una teoría de la naturaleza de la materia, que afirma que está compuesta por pequeñas partículas llamadas átomos. Como debe resultar evidente, las propiedades físicas y químicas de la materia son función de la estructura atómica.

La teoría atómica comenzó hace miles de años como un concepto filosófico y fue en el siglo XIX cuando logró una extensa aceptación científica gracias a los descubrimientos en el campo de la estequiometría. Los químicos de la época creían que las unidades básicas de los elementos también eran las partículas fundamentales de la naturaleza y las llamaron átomos (de la palabra griega átomos, que significa "indivisible").

A lo largo de la historia se desarrollaron diferentes teorías atómicas, como las que a continuación describiré:

Teoría atómica de Dalton.

La teoría atómica de Dalton nació entre 1803 y 1807. Después de analizar un gran número de observaciones, Dalton planteo los siguientes postulados:

• Cada elemento se compone de partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos.

• Todos los átomos de un elemento dado son idénticos; los átomos de elementos diferentes son diferentes y tienen propiedades distintas (incluida la masa)

• Los átomos de un elemento no se transforman en átomos diferentes durante las reacciones químicas; los átomos no se crean ni se destruyen en las reacciones químicas.

• Cuando se combinan átomos de un más de un elemento se forman compuestos; un compuesto dado siempre tiene el mismo número relativo de la misma clase de átomos.

Según la teoría atómica de Dalton, los átomos son los bloques de construcción básicos de la materia; son las partículas más pequeñas de un elemento que conservan la identidad química del elemento.

Como se señala en los postulados de la teoría de Dalton, un elemento se compone de una sola clase de átomo, en tanto que un compuesto contiene átomos de dos o más elementos.

La teoría de Dalton explica varias leyes sencillas de la combinación química que ya se conocían en su época. Una de ellas fue la ley de la composición constante. En un compuesto dado los números relativos y las clases de los átomos son constantes.

Otra ley química fundamental era la ley de la conservación de la masa o materia, la masa total de los materiales presentes después de una reacción química es la misma que la masa total antes de la reacción. Dalton propuso que los átomos conservan su identidad y que durante las reacciones químicas los átomos se reacomodan para dar nuevas combinaciones químicas.

Dalton uso su teoría para deducir la ley de las proporciones múltiples, si dos elementos A y B se combinan para formar más de un compuesto, las masas de B que se pueden combinar con una masa dada de A están en proporciones de números enteros pequeños.

Modelo atómico experimental de John J. Thomson.

La primera partícula subatómica que se descubrió, acabando así con la concepción del átomo indivisible, fue el electrón.

A partir del estudio del fenómeno de la electrolisis, reacciones químicas provocadas por electricidad, los químicos sospecharon ya que la electricidad podía consistir, como la materia, en pequeñas partículas que transportaban la carga eléctrica. Es decir, algo así como ´´ átomos de electricidad´´.

Los electrones fueron detectados, por primera vez, de forma inequívoca, por el físico Thomson en 1897, durante sus estudios sobre rayos catódicos.

Thomson estudio los rayos catódicos con un dispositivo como el que se indica en la imagen. En éste, se hacían pasar los rayos catódicos entre las placas de un condensador, sometiéndolos así a la acción de un campo eléctrico.

Thomson observó que los rayos se desviaban hacia la placa positiva del condensador, demostrando así que consistían en partículas con su masa con carga eléctrica negativa. Estas partículas son los electrones.

Además, variando el valor del campo eléctrico y midiendo las desviaciones que sufrían las partículas, Thomson pudo medir el cociente entre la masa y la carga del electrón, aunque no ambas por separado. De lo anterior, Thomson sugiere al átomo como una albóndiga, en donde la carne es la masa positiva y los granos de arroz son los electrones incrustados en ella.

Teoría atómica de Rutherford.

En 1906 Ernest Rutherford encontró que cuando se bombardea una lámina metálica delgada con partículas α (iones He ++), la mayoría de estas partículas penetraban la materia y sufrían solamente una pequeña desviación en su recorrido. Aprovechando una sugerencia de Rutherford y E. Marsden realizaron, en 1909, un experimento para ver si las partículas se desviaban en un gran ángulo mediante una lámina de oro. Descubrieron que algunas de las partículas se desviaban realmente hasta 90̊, y un corto número todavía más. Por tanto, concluyeron:

´´ Si se tiene en cuenta la elevada velocidad y la masa de la partícula, parece sorprendente que algunas de las partículas α, como muestra el experimento, puedan girar en el interior de una lámina de oro de 1x10^ -5 cm. Un ángulo igual o mayor a 90̊. Para producir el mismo efecto en un campo magnético, éste debería tener el enorme valor de 10 ^9 unidades absolutas´´

Rutherford

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