Fundamentos de Física ModernaModelos Atómicos

UNJorge Iván Borda López

G1E04Fecha

Después del descubrimiento del electrón, en el año 1897 por J.J. Thomson, se determinó que la materia estaba compuesta por dos partes, una negativa y una positiva. La parte negativa eran los recién descubiertos electrones, los cuales mantenían inmersos en una “masa” de carga positiva, de allí que a este modelo se le conoce como el “pudin de pasas” Thomson considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos (de forma similar a las pepitas de una sandía)

Modelo atomico de J.J. Thomson

De este modelo se puede explicar:• La existencia de los espectros atómicos.• Algunos fenómenos como la

conductividad y la polarización eléctrica.

• Las reacciones químicas bajo el supuesto de intercambio de electrones.

• La periodicidad observada en las propiedades químicas de los compuestos.

• La existencia de iones.

En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. Considera que el átomo se divide en:• Un núcleo central, que contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se

concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo• Una corteza, formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en

órbitas circulares, de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol.• Los electrones giran a grandes distancias alrededor del núcleo en órbitas

circulares.• La suma de las cargas eléctricas negativas de los electrones debe ser igual a la

carga positiva del núcleo, ya que el átomo es eléctricamente neutro.

Modelo atómico de Rutherford

• Rutherford no solo dio una idea de cómo estaba organizado un átomo, sino que también calculó cuidadosamente su tamaño (un diámetro del orden de 10-10 m) y el de su núcleo (un diámetro del orden de 10-14m). El hecho de que el núcleo tenga un diámetro unas diez mil veces menor que el átomo supone una gran cantidad de espacio vacío en la organización atómica de la materia.

• El experimento consistía en bombardear una fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de helio), el haz de partículas debería atravesar la lámina sin sufrir desviaciones significativas a su trayectoria.

Experimento de Rutherford

Rutherford observó que un alto porcentaje de partículas atravesaban la lámina sin sufrir una desviación apreciable, pero un cierto número de ellas era desviado significativamente, a veces bajo ángulos de difusión mayores de 90 grados. Tales desviaciones no podrían ocurrir si el modelo de Thomson fuese correcto.

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.

Modelo atómico de Bohr

Los electrones se sitúan en órbitas circulares estables; es decir, donde no emiten energía y no todas están permitidas.

• El físico Louis de Broglie (Francia 1892-1987), postuló que no solo la energía tenia doble naturaleza sino también toda la materia conocida, De Broglie sostuvo que el movimiento de una partícula era gobernado por unas ondas guías, debido a las cuales las partículas podían presentar naturaleza ondulatoria o corpuscular, la cual podía ser apreciado dependiendo del experimento que se usaba

Modelo atómico deLouis De Broglie

Según este modelo el electrón no se circunscribe a una orbita fija, sino a una zona llamada orbital , dentro de la cual existe un alta probabilidad de encontrar un electrón , esos orbitales se agrupan en diversos niveles de energía

Referencias

• http://www.guatequimica.com/tutoriales/atomo/index.htm#t=Modelos_Atomicos.htm• http://

www.deciencias.net/proyectos/4particulares/quimica/atomo/modelobohr.htm• http://

cmapspublic3.ihmc.us/rid=1J6MYS24H-WGSS2X-MY9/modelos%20at%C3%B3micos1.cmap