Teorias Atomicas

Introducción.

La materia se presenta ante nuestros ojos en diferentes formas, y muestra propiedades que siempre han llamado la atención del ser humano. Algunas preguntas concernientes a la naturaleza de la materia han sido abordadas desde tiempos antiguos por grandes filósofos griegos de la antigüedad.

Descubrir la esencia de la materia requiere penetrar el mundo microscópico que escapa de la vida común, a lo visible. Muchas veces la esencia no se ve sino que se interpreta de un complejo cuerpo teórico que le da sentido y que es válido hasta tanto no se demuestre lo contrario. El ser humano ha recurrido a modelos mentales simples para explicar la estructura interna de la materia y poder hacer predicciones sobre su funcionamiento.

Los modelos mentales se han concretado en modelos científicos que constituyen representaciones que intentan explicar los fenómenos observados. Los modelos científicos sufren transformaciones con el tiempo en la medida que se logran nuevos descubrimientos.

Asi se llega al propósito principal de este trabajo indagar en los distintos años de la historia y asi conocer los descubrimientos y la su evolución que ha llegado al entendimiento de la actualidad.

1) Modelo atómico.

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento.

2) Teoría y modelo atómico de Demócrito.

Demócrito desarrolló la “teoría atómica del universo”, concebida por su mentor, el filósofo Leucipo. Esta teoría, al igual que todas las teorías filosóficas griegas, no apoya sus postulados mediante experimentos, sino que se explica mediante razonamientos lógicos. La teoría atomista de Demócrito y Leucipo se puede esquematizar así:

• Los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos, incompresibles e invisibles.

• Los átomos se diferencian solo en forma y tamaño, pero no por cualidades internas.

• Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

Defiende que toda la materia no es más que una mezcla de elementos originarios que poseen las características de inmutabilidad y eternidad, concebidos como entidades infinitamente pequeñas y, por tanto, imperceptibles para los sentidos, a las que Demócrito llamó átomos, término griego que significa "que no puede cortarse".

Epicuro, filósofo posterior que retomó esta teoría, modifica la filosofía de Demócrito al no aceptar el determinismo que el atomismo conllevaba en su forma original. Por ello, introduce un elemento de azar en el movimiento de los átomos, una desviación ('clinamen') de la cadena de las causas y efectos, con lo que la libertad queda asegurada.

Los atomistas (sistema filosófico) pensaban distinto a los eleatas (tendencia idealista), pues mientras los eleatas no aceptaban el movimiento como realidad, sino como fenómeno, Leucipo y Demócrito parten de que el movimiento existe en sí. Habla por primera vez de la fuerza de la inercia(propiedad que tienen los cuerpos de permanecer en su estado de reposo o movimiento) Demócrito pone como realidades primordiales a los átomos y al vacío, o, como dirían los eleatas, al ser y al no ser.

Demócrito pensaba y postulaba que los átomos son indivisibles, y se distinguen por forma, tamaño, orden y posición. Se cree que la distinción por peso, fue introducida por Epicuro años más tarde o que Demócrito mencionó esta cualidad sin desarrollarla demasiado. Gracias a la forma que tiene cada átomo es que pueden ensamblarse aunque nunca fusionarse (siempre subsiste una cantidad mínima de vacío entre ellos que permite su diferenciación) y formar cuerpos, que volverán a separarse, quedando libres los átomos de nuevo hasta que se junten con otros. Los átomos de un cuerpo se separan cuando colisionan con otro conjunto de átomos; los átomos que quedan libres chocan con otros y se ensamblan o siguen desplazándose hasta volver a encontrar otro cuerpo.

Los átomos estuvieron y estarán siempre en movimiento y son eternos. El movimiento de los átomos en el vacío es un rasgo inherente a ellos, un hecho irreductible a su existencia, infinito, eterno e indestructible.

3) Átomos y moléculas.

El átomo se entiende como la unidad estructural y reactiva de la materia que puede sufrir cambios químicos. Los átomos se combinan para formar moléculas, que son las unidades estructurales básicas de las sustancias compuestas.

Los elementos están formados por átomos y las sustancias compuestas por moléculas. Los átomos y moléculas son partículas en constante movimiento y se puede representar con un modelo de partículas, denominado también modelo crepuscular.

4) Teoría y modelo atómico de Dalton.

El modelo atómico de Dalton surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, formulado en 1808 por John Dalton.

Dalton logro concretar una serie de postulados sobre el átomo, basados en experimentaciones relacionadas con las leyes de la combinación química. Algunos de sus postulados principales son los siguientes:

• Los elementos están constituidos por átomos consistentes en partículas materiales, rígidas, esféricas, indivisibles, separadas e indestructibles.

• Los átomos de un elemento son iguales entre ellos, pero diferentes de los otros elementos en forma, tamaño masa y propiedades.

• Los átomos no se crean ni se destruyen ni se transforman en otros tipos de átomos durante las reacciones químicas.

• Los átomos se pueden combinar según las leyes específicas para formar moléculas.

La mayoría de estos postulados se han aceptado hasta hoy; otros, como la indivisibilidad del átomo, se han refutado. Esta teoría permite explicar la ley de la conservación de la masa y la ley de proporciones definidas.

Hasta la segunda mitad del siglo XIX no aparecieron evidencias de que los átomos fueran divisibles o estuvieran a su vez constituidos por partes más elementales. Por esa razón el modelo de Dalton no fue cuestionado durante décadas, ya que explicaba adecuadamente los hechos. Si bien el modelo usualmente nacido para explicar los compuestos químicos y las regularidades estequiometrias, no podía explicar las regularidades periódicas en las propiedades de los elementos químicos tal como aparecieron en la tabla periódica de los elementos de Mendeleiev (esto sólo sería explicado por los modelos que suponían el átomo estaba formado por electrones dispuestos en capas). El modelo de Dalton tampoco podía dar cuenta de las investigaciones realizadas sobre rayos catódicos que sugirieron que los átomos no eran indivisibles sino que contenían partículas más pequeñas cargadas eléctricamente.

5) Investigaciones de Sir William Crookes.

Sir William Crookes (17 de junio de 1832- 4 de abril de 1919) fue un químico inglés, uno de los científicos más importantes en Europa del Siglo XIX, tanto en el campo de la física como en el de la química. Su trabajo más importante fue la investigación sobre la conducción de la electricidad en los gases. Inventó el tubo de Crookes, para el estudio de las propiedades de los rayos catódicos; y también inventó el radiómetro, y el espintariscopio, un detector de partícula, investigaciones que posteriormente ayudarían a formar el modelo atómico de Thomson.

6) Teoría y modelo atómico de Thomson.

En 1897, Joseph Thomson (1856 1940) descubrió que el átomo poseía unas partículas de carga negativa a las que llamo electrones el cual fue descubierto mucho antes del protón y del neutrón; describió que el átomo era indivisible, contrario a lo que Dalton había propuesto. Formulo asi su teoría atómica: el átomo está compuesto por una esfera cargada positivamente en cuya masa se mueve y están incrustado los electrones, en forma parecida a un “pudin con pasas”, por lo que asi fue llamado su modelo atómico, que fue el primero en explicar la naturaleza eléctrica de la materia.

El modelo atómico de Thomson, aunque explicaba la naturaleza eléctrica de la materia, no logro explicar algunos resultados experimentales del científico Rutherford por lo que fue posteriormente sustituido por el modelo atómico de este científico. En la misma época de Thomson, Eugen Goldstein (1850-1930) descubrió otras partículas subatómicas, en este caso las partículas tenían carga positiva y se les denomino protones.

Otro hecho que el modelo de Thomson había dejado por explicar era la regularidad de la tabla periódica de Mendeleiev. Los modelos de Bohr, Sommerfeld y Schrödinger finalmente explicarían las regularidades periódicas en las propiedades de los elementos químicos de la tabla, como resultado de una disposición más estructurada de los electrones en el átomo, que ni el modelo de Thomson ni el modelo de Rutherford habían considerado.

7) Investigaciones de Perrin

Jean Baptiste Perrin (n. Lille, 30 de septiembre de 1870 - † Nueva York, 17 de abril de 1942) fue un físico-químico francés galardonado con el Premio Nobel de Física en 1926.

En 1895 demostró que los rayos catódicos tenían naturaleza de carga eléctrica negativa. En 1908 calculó de forma exacta el número de Avogadro (número de moléculas contenidas en un mol de gas en condiciones normales). También explicó la energía solar como consecuencia de las reacciones termonucleares del hidrógeno.

Modificó el modelo atómico de Thomson, sugiriendo por primera vez

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