Modelo Atómico De THOMSON

El modelo atómico de Thomson, es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por

Joseph John Thomson, descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del

protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa

en un átomo positivo, como un pudin de pasas. Se pensaba que los electrones se distribuían

uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa

se postulaba con una nube de carga positiva. En 1906 Thomson recibió el premio Nobel de

Física por sus investigaciones en la conducción eléctrica en gases.

El átomo no deja de ser un sistema material que contiene una cierta cantidad de energía externa.

Ésta provoca un cierto grado de atracción de los electrones contenidos en la estructura atómica.

Desde este punto de vista, puede interpretarse que el modelo atómico de Thomson es un modelo

actual como consecuencia de la elasticidad de los electrones en el coseno de la citada estructura.

Si hacemos una interpretación del modelo atómico desde un punto de vista más microscópico,

puede definirse una estructura abierta para el mismo, dado que los protones se encuentran

inmersos y sumergidos en el seno de la masa que define la carga neutra del átomo.

Dicho modelo fue rebatido tras el experimento de Rutherford, cuando se descubrió el núcleo del

átomo.

Aportes De THOMSON

Como resultado de una serie de experimentos con los rayos catódicos, Joseh Thomson resolvió la

diferencia que había entre algunos científicos que pensaban que los rayos catódicos

correspondían a partículas cargadas negativamente y otros pensaban que eran ondas de luz.

Determinó la velocidad en que viajaban los rayos y la razón carga/masa haciendo pasar los rayos

a través de campos eléctricos y magnéticos. Comparó la razón carga/masa encontrada para el

electrón con la del átomo de hidrógeno, calculando que la masa del átomo de hidrógeno era

1.000 veces mayor que la del electrón. Viendo que el valor de carga/masa para los rayos

catódicos se mantenía igual, aunque se usaran diferentes gases en el tubo (aire, hidrógeno,

dióxido de carbono) y del metal (aluminio, hierro, platino) usado como cátodo, concluyó que

estos rayos consistían en partículas cargadas negativamente y que eran constitutivos

fundamentales de toda materia. Estas partículas son los electrones.

Modelo atómico de Rutherford

El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna del

átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford para explicar

los resultados de su "experimento de la lámina de oro", realizado en 1911.

El modelo de Rutherford fue el primer modelo atómico que incorporó el hecho de que el átomo

estaba formado por dos partes: La corteza, que está constituida por todos los electrones que hay

en el átomo, girando a gran distancia alrededor del núcleo, y el núcleo:(es muy pequeño; en él se

encuentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo). Este modelo suponía

que el átomo, estaba formado por tres partículas: protones y neutrones, estos se encuentran en el

núcleo; y electrones (está en la corteza). Aunque hoy se sabe que los protones y los neutrones

son partículas compuestas y que las interacciones entre ellos requieren partículas transmisoras de

las fuerzas nucleares.

Aportes De RUTHENFORD

Soporte matemático.

El átomo es en su mayor parte vacio

En el núcleo del átomo se encuentran los protones y neutrones mientras que en la corteza.

se encuentran los electrones Éste modelo implica dinamismo.

Retoma el concepto de radiactividad con características más puntuales.

Relación de los protones vs. los electrones en masa y dinámica.

Equilibrio de fuerza centrípeta y centrífuga.

Basado en las leyes de combinación determina el diámetro del núcleo y otras partículas.

Desarrollo matemático de la relación carga-masa del protón.

Modelo Atómico De BOHR

El modelo atómico de Bohr o de Bohr-Rutherford es un modelo cuantizado del átomo propuesto

en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas

estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión

característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de Rutherford). Además

el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico, explicado por Albert

Einstein en 1905.

Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr

intentaba realizar un modelo atómico capaz de explicar la estabilidad de la materia y los

espectros de emisión y absorción discretos que se observan en los gases. Describió el átomo de

hidrógeno con un protón en el núcleo, y girando a su alrededor un electrón. El modelo atómico

de Bohr partía conceptualmente del modelo atómico de Rutherford y de las incipientes ideas

sobre cuantización que habían surgido unos años antes con las investigaciones de Max Planck y

Albert Einstein. Debido a su simplicidad el modelo de Bohr es todavía utilizado frecuentemente

como una simplificación de la estructura de la materia.

En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita

de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo

clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo

que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves instantes de tiempo. Para superar

este problema Bohr supuso que los electrones solamente se podían mover en órbitas específicas,

cada una de las cuales caracterizada por su nivel energético. Cada órbita puede entonces

identificarse mediante un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número

"n" recibe el nombre de Número Cuántico Principal.

Bohr supuso además que el momento angular de cada electrón estaba cuantizado y sólo podía

variar en fracciones enteras de la constante de Planck. De acuerdo al número cuántico principal

calculó las distancias a las cuales se hallaba del núcleo cada una de las órbitas permitidas en el

átomo de hidrógeno.

Estos niveles en un principio estaban clasificados por letras que empezaban en la "K" y

terminaban en la "Q". Posteriormente los niveles electrónicos se ordenaron por números. Cada

órbita tiene electrones con distintos niveles de energía obtenida que después se tiene que liberar

y por esa razón el electrón va saltando de una órbita a otra hasta llegar a una que tenga el espacio

y nivel adecuado, dependiendo de la energía que posea, para liberarse sin problema y de nuevo

volver a su órbita de origen.

Sin embargo no explicaba el espectro de estructura fina que podría ser explicado algunos años

más tarde gracias al modelo atómico de Sommerfeld. Históricamente el desarrollo del modelo

atómico de Bohr junto con la dualidad onda-corpúsculo permitiría a Erwin Schrödinger descubrir

la ecuación fundamental de la mecánica cuántica.

Postulados De BOHR

En 1913, Niels Bohr desarrolló su célebre modelo atómico de acuerdo a cuatro postulados fundamentales:1

1. Los electrones orbitan el núcleo del átomo en niveles discretos y cuantizados de energía, es decir, no todas las órbitas están permitidas, tan sólo un número finito de éstas.

2. Los electrones pueden saltar de un nivel electrónico a otro sin pasar por estados intermedios.

3. El salto de un electrón de un nivel cuántico a otro implica la emisión o absorción de un único cuanto de luz (fotón) cuya energía corresponde a la diferencia de energía entre ambas órbitas.

4. Las órbitas permitidas tienen valores discretos o cuantizados del momento angular orbital L de acuerdo con la siguiente ecuación':

Donde n = 1,2,3,… es el número cuántico angular o número cuántico principal.

La cuarta hipótesis asume que el valor mínimo de n es 1. Este valor corresponde a un mínimo radio de la órbita del electrón de 0,0529 nm. A esta distancia se le denomina radio de Bohr. Un electrón en este nivel fundamental no puede descender a niveles inferiores emitiendo energía.

Se puede demostrar que este conjunto de hipótesis corresponde a la hipótesis de que los electrones estables orbitando un átomo están descritos por funciones de onda estacionarias. Un modelo atómico es una representación que describe las partes que tiene un átomo y como están dispuestas para formar un todo. Basándose en la constante de Planck consiguió cuantizar las órbitas observando las líneas del espectro.

Aportes De BOHR

El aporte de Bohr fue que el planteó la existencia de niveles de energía en un átomo, y que un

electrón para cambiar de nivel de energía debía emitir o absorber energía, debido a esto se

produce el espectro de líneas característico de cada elemento.

Teoría Atómica Moderna

 

Las distintas teorías que han surgido desde Dalton, han llegado a una serie de postulados que se

complementan entre sí, pero que poco a poco han ido evolucionado. La Teoría Atómica

Moderna, es también conocida como Teoría Cuántica, la cual llega a ser desarrollada y

completada de la siguiente manera. Las teorías de Bohr, así como los experimentos de

Rutherford, además de Franks y Hertz, Goudsmit y Uhlenbeck, complementan a Planck, quien

sea el primero en proponer una teoría cuántica. Más adelante aparece Heisenberg, quien formula

la mecánica de Matrices y la teoría de Incertidumbre; Broglie que crea la Mecánica Ondulatoria,

además Schrödinger viene a comprobar que todas estas se unen en una sola, a la que se le llamó

Mecánica Cuántica, que es la aplicación misma de la Teoría Cuántica. La Mecánica Cuántica la

forman: Mecánica de matrices, Teoría de incertidumbre y Mecánica ondulatoria.

 

Resumen

Dalton: (1808) Primero en proponer un modelo atómico.

Planck: (1900) Ideó y propuso la Teoría Cuántica, incompleta pero sobre la que se basó la TAM. Creando una fórmula matemática que describiera las curvas reales con exactitud que se generaban con los electrones.

Bohr: (1913)Mencionó al átomo como una esfera, y dijo que el lugar de los electrones era en unas orbitas circulares (se equivocó). Y desarrollo una fórmula atómica, pero sólo servía para el Hidr...

Franik y Hertz: (1913) Confirmaron la existencia de órbitas estables y de niveles de energía fijas. (sólo es cierto lo del la cant. De energía)

Goudsmit y Uhlenbeck: (1925) Introdujeron la teoría del giro o “ Spin ”.

Heisenberg: (1926), Propone las orbitales y rechaza a Bohr por ser inaplicable. Crea la Mecánica de Matrices y la Teoría de Incertidumbre.

Broglie: (1924) Sugirió la Mecánica Ondulatoria.

Schrödinger: (1926), Dijo que la Mecánica de Matrices y la Mecánica Ondulatoria explicaban lo mismo desde distintos puntos de vista. Creó una ecuación como la de Bohr pero que desarrollaba los números cuánticos. A la que se le llamó Mecánica Cuántica, todo esto con las bases de Planck y Apoyado en la Teoría de Incertidumbre.

Max Born (1926) Le dio una Interpretación probabilística a la Mecánica Cuántica.

Fue hasta 1931 que Chadwick descubrió que el núcleo estaba formado de neutrones y protones, (se decía de protones pero no de ambos.)

 

Principio de Incertidumbre: Heisenberg, decía que es imposible conocer la posición exacta y la velocidad de una partícula al mismo tiempo. (electrón).

Mecánica Ondulatoria: Desarrollaron una ecuación de onda para describir las propiedades ondulatorias de un electrón. (se mencionan algunos puntos de el subtema de los prin componentes. De la mecánica ondulatoria.)

Mecánica de Matrices: Introdujo matrices infinitas para representar la posición y el momento lineal en el interior del átomo, también energía o momento angular.

 

Mecánica Cuántica: Surge prin. de las Tres anteriores y otros postulados. Viene a ser el conjunto de reglas y leyes que van a ayudar a determinar la posible región u orbital donde existe mayor posibilidad de encontrar a algún electrón. Más profundamente puede conocer bastantes cosas de un electrón (energía, angulación, pero es más complejo).

 

Teoría Atómica Moderna ó Teoría Cuántica: Son las leyes que van a determinar la posible posición de un electrón, así como conocer los 4 números cuánticos de ellos, y las características de ellos y la forma en que va a estar estructurado el átomo.

 

 

Números Cuánticos

La TAM habla de Niveles “n”, subniveles “l”, orbitales “m”, y Spin “m s ó s”.

 

MODELOS

Existen varios tipos de orbitales (s, p, d, f), su forma y cantidad va a depender del valor del

subnivel al que pertenezcan, pueden ser en forma de esfera cuando “l” vale 0, y sólo habrá uno

por subnivel. Pueden ser en forma de hélice cuando “l” vale 1, y habrá tres orbitales. Tambíen en

forma de Doble hélice cuando “l” vale 2, habrá 5. Y en el valor 3 (f), será de una forma muy

extraña y habrá 7.

 

Dependiendo del nivel, y del subnivel en el que se encuentre el orbital, será más alargada la

hélice o la esfera o menos.

 

Los orbitales (no ocupadas) no quedan como lugares No ocupados , sino que se debe ver al

orbital como “El lugar de mayor probabilidad para encontrar al electrón.”

 

INTRODUCCIÓN

El presente trabajo tiene como finalidad la definición de los modelos atómicos y sus diferentes

teorías. La evolución de los modelos físicos del átomo se vio impulsada por los datos

experimentales. El modelo de Rutherford, en el que los electrones se mueven alrededor de un

núcleo positivo muy denso, explicaba los resultados de experimentos de dispersión, pero no el

motivo de que los átomos sólo emitan luz de determinadas longitudes de onda (emisión discreta).

Bohr partió del modelo de Rutherford pero postuló además que los electrones sólo pueden

moverse en determinadas órbitas; su modelo explicaba ciertas características de la emisión

discreta del átomo de hidrógeno, pero fallaba en otros elementos.

CONCLUSIÓN

Respecto a los primeros modelos atómicos cabe destacar que fueron grandes

descubrimientos debido a la gran labor por parte de los científicos estudiar y más tarde

afirmar esos modelos, aunque luego otros científicos siguieran investigando y

reestructurando esos modelos no se les quita ningún mérito ya que sirvieron como punto

de partida para llegar al descubrimiento más acertado. No se descarta un próximo modelo

atómico ya que la química está avanzando mucho y los científicos experimentan y

descubren cada vez más cosas, aunque el modelo actual es el más concreto y acertado

hasta el momento

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL DE LA

FUERZA ARMADA NACIONAL

NÚCLEO FALCÓN – EXTENSIÓN PUNTO FIJO

PROFESOR: Ing. Vanessa Arias

ASIGNATURA: Química General

CARRERA: Ing. Sistemas SECCIÓN: A

TEORÍAS ATÓMICAS

Realizado Por:

Freddy Peinado

Punto Fijo, Abril del 2011