Estructura Atomica

Introducción

La teoría atómica fue introducida en la química por J. Dalton a principios del siglo XIX, pero a lo largo de casi todo ese siglo los átomos fueron considerados simplemente como minúsculas esferas cuyas masas y propiedades características eran diferentes de un elemento a otro, y cuya unión daba lugar a las moléculas, modelo del todo insuficiente para explicar, por ejemplo, las regularidades que hacían posible la ordenación de los elementos en la Tabla Periódica, el fenómeno de electrolisis o la conducción eléctrica. Esta explicación del átomo fue definitivamente superada en 1897, con el descubrimiento del electrón realizado por el físico ingles J.J. Thomson, descubrimiento que puso de evidencia que el propio átomo forzosamente debía tener una estructura interna. En las primeras décadas del siglo XX, los datos experimentales se multiplicaron y el modelo atómico sufrió sucesivas modificaciones, adelantándose en muchos casos las predicciones teóricas a los resultados experimentales. Así, en el espacio de poco más de cuarto de siglo se escribieron las páginas, posiblemente, más densas de la historia de la ciencia.

Teoría Atómica: científica, año, aporte._

La teoría atómica fue introducida por John Dalton a principios del siglo XIX, en 1808 y poco después, con la hipótesis de Avogadro, se introdujo el concepto de molécula.

A lo largo del siglo, la teoría atómica fue admitida en mayor o menor grado por los hombres de ciencia, aunque no se logro asentarla sobre bases más tangibles y más firmes que las que habían servido a Dalton para formularla, lo que explica que algunos químicos de primera fila como Wilhelm F. Ostwald, negases la realidad de los átomos y que el propio Faraday desconfiase de lo que él llamaba la <<fraseología atómica>>.

El primer descubrimiento fue realizado en 1897, por el físico ingles J.J. Thomson, quien estudiando las deviaciones de los rayos catódicos mediante campos eléctricos y magnéticos, llego a la conclusión de que estos rayos, que son emitidos por el cátodo de los tubos de vacío, están constituidos por partículas dotadas de masa y carga eléctrica

Modelo atómico de Louis de Broglie

MODELO ACTUAL DEL ÁTOMO (Louis de Broglie) :

Al ser detectadas algunas inconsistencias en el modelo de Bohr, tales como cierta arbitrariedad en la regla de la cuantización, diferencias entre las longitudes de ondas calculadas y las observadas, cómo se producían las ondas electromagnéticas, etc..., se hizo palpable la necesidad de introducirle importantes y satisfactorias modificaciones originando un nuevo modelo, llamado la mecánica ondulatoria. El modelo actual del átomo fue propuesto por Erwin Schröedinger, pero resume la contribución de Broglie.

Louis de Broglie:

Louis, Príncipe de Broglie, físico francés. Premio Nobel en 1929. Ha efectuado numerosos e importantes trabajos en electricidad y mecánica ondulatoria. Presidente de la comisión de Energía Atómica Francesa. Ha publicado bastantes obras, algunas en colaboración con su hermano Maurice(1875-1960), físico eminente.

Postulados de Broglie:

Diversos experimentos de óptica aplicada llevaron a la consideración de la luz como una onda.

De otra parte el efecto fotoeléctrico demostró la naturaleza corpuscular de la luz(fotones)

En 1924 De Broglie sugirió que el comportamiento dual de la onda-partícula dado a la luz, podría extenderse con un razonamiento similar, a la materia en general. Las partículas materiales muy pequeñas (electrones, protones, átomos y moléculas) bajo ciertas circunstancias pueden comportarse como ondas. En otras palabras, las ondas tienen propiedades materiales y las partículas propiedades ondulatorias (ondas de materia)

Según la concepción de Broglie, los electrones en su movimiento deben tener una cierta longitud de onda por consiguiente debe haber una relación entre las propiedades de los electrones en movimiento y las propiedades de los fotones.

La longitud de onda asociada a un fotón puede calcularse:

• ð ð Longitud de onda en cm.

• H= Constante de Planck= 6,625 x 10-27 ergios/seg

• M= Masa

• C= Velocidad de la Luz

Esta ecuación se puede aplicar a una partícula con masa(m) y velocidad (v), cuya longitud de onda (ðð sería:

Una de las más importantes aplicaciones del carácter ondulatorio de las partículas materiales es el microscopio electrónico, en el cual en vez de rayos de luz se emplea una corriente de electrones.

Acontecimientos históricos notables de la época:

Durante la época 1875 y 1960 se dieron muchos acontecimientos en la historia mundial, siendo los tres principales:

• (1914) Primera Guerra Mundial

• (1941) Segunda Guerra Mundial

• (1929) El Colapso de Wall Street, precipita la gran depresión.

Los años entre 1850 y 1950 significó la presencia de grandes inventores científicos e inventos en el campo atómico promovido por las dos guerras mundiales y además la búsqueda de nuevos horizontes.

Modelo atómico de Schrödinger

El modelo atómico de Schrödinger (1924) es un modelo cuántico no relativista. Se basa en la solución de la ecuación de Schrödinger para un potencial electrostático con simetría esférica, llamado también átomo hidrogenoide. En este modelo los electrones se contemplaban originalmente como una onda estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio atómico.

Modelo Atómico de Werner Heisenberg

En 1925, Heisenberg inventa la mecánica cuántica matricial. Lo que subyace en su aproximación al tema es un gran pragmatismo. En vez de concentrarse en la evolución de los sistemas físicos de principio a fin, concentra sus esfuerzos en obtener información sabiendo el estado inicial y final del sistema, sin preocuparse demasiado por conocer en forma precisa lo ocurrido en el medio. Concibe la idea de agrupar la información en forma de cuadros de doble entrada. Fue Max Born quien se dio cuenta de que esa forma de trabajar ya había sido estudiada por los matemáticos y no era otra cosa que la teoría de matrices. Uno de los resultados más llamativos es que la multiplicación de matrices no es conmutativa, por lo que toda asociación de cantidades físicas con matrices tendrá que reflejar este hecho matemático. Esto lleva a Heisenberg a enunciar el Principio de indeterminación.

La teoría cuántica tiene un éxito enorme y logra explicar prácticamente todo el mundo microscópico. En 1932, poco antes de cumplir los 31 años, recibe el Premio Nobel de Física por «La creación de la mecánica cuántica, cuyo uso ha conducido, entre otras cosas, al descubrimiento de las formas alotrópicas del hidrógeno».

Modelo Atómico de Bohr

Bohr unió la idea de átomo nuclear de Rutherford con las ideas de una nueva rama de la Ciencia: la Física Cuántica. Así, en 1913 formuló una hipótesis sobre la estructura atómica en la que estableció tres postulados:

• El electrón no puede girar en cualquier órbita, sino sólo en un cierto número de órbitas estables. En el modelo de Rutherford se aceptaba un número infinito de órbitas.

• Cuando el electrón gira en estas órbitas no emite energía.

• Cuando un átomo estable sufre una interacción, como puede ser el impacto de un electrón o el choque con otro átomo, uno de sus electrones puede pasar a otra órbita estable o ser arrancado del átomo.

El átomo de hidrógeno según el modelo atómico de Bohr.

• El átomo de hidrógeno tiene un núcleo con un protón.

• El átomo de hidrógeno tiene un electrón que está girando en la primera órbita alrededor del núcleo. Esta órbita es la de menor energía.

Bohr describió el átomo de hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón.

En éste modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo; ocupando la órbita de menor energía posible, o sea la órbita más cercana posible al núcleo.

• Si se le comunica energía a este electrón, saltará desde la primera órbita a otra de mayor energía cuando regrese a la primera órbita emitirá energía en forma de radiación luminosa.

Conclusión

Todo cuanto existe en el universo está constituido por átomos. El hombre de ciencia ha demostrado siempre una sorprendente curiosidad y un gran interés por tratar de buscar explicación a todo aquello que signifique un enigma para él.

En esa constante búsqueda de explicaciones, los científicos han diseñado y propuesto modelos para explicar la estructura del átomo. Uno de los modelos de mayor utilidad ha sido el del átomo nuclear, el cual acaba para siempre con la creencia milenaria de que el átomo era la menor partícula indivisible constituyente de la materia.

Bibliografía

Freddy G Suarez

Química 9º Teoria

Editorial Romor

Biblioteca Hipermedia

Editorial Océano

...