MODELO ATÓMICO YILMAR FERNANDO PEÑALOSA HERRERA

¿QUÉ ES UN ÁTOMO? El átomo es la parte más pequeña en la que se puede obtener materia de forma estable, ya que las partículas subatómicas que lo componen no pueden existir aisladamente salvo en condiciones muy especiales. El átomo está formado por un núcleo, compuesto a su vez por protones y neutrones, y por una corteza que lo rodea en la cual se encuentran los electrones, en igual número que los protones.

¿QUE ES MODELO ATÓMICO? Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. El objetivo de estos modelos es que el estudio de este nivel material resulte más sencillo gracias a abstraer la lógica del átomo y trasladarla a un esquema.

EVOLUCIÓN DE LOS MODELOS ATÓMICOS DEMOCRITO (450 A.C.) DALTON (1803) J.J THOMSON(1897) RUTHERFORD( 1911 ) N.BOHR (1913)

MODELO ATÓMICO DE DEMÓCRITO (450 A.C.) Filósofo griego, Demócrito fundó la doctrina atomista, que concebía el universo constituido por innumerables corpúsculos o átomos sustancialmente idénticos, indivisibles («átomo» significa, en griego, inseparable) 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.

MODELO ATÓMICO DE DALTON (1803) La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes. Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

MODELO ATÓMICO DE J.J THOMSON (1897) Introduce la idea de que el átomo puede dividirse en las llamadas partículas fundamentales: Electrones, con carga eléctrica negativa Protones, con carga eléctrica positiva Neutrones, sin carga eléctrica y con una masa mucho mayor que la de electrones y protones. Thomson consideró 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). Gracias a 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.

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD (1911) Para Ernest Rutherford, el átomo era un sistema planetario de electrones girando alrededor de un núcleo atómico pesado y con carga eléctrica positiva. El módelo atómico de Rutherford puede resumirse de la siguiente manera: El átomo posee un núcleo central pequeño, con carga eléctrica positiva, que contiene casi toda la masa del átomo. 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. Rutherford no solo dio una idea de cómo estaba organizado un átomo, sino que también calculó cuidadosamente su tamaño (un diámetro del orden de 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.

EXPERIMENTO DE RUTHERFORD Este experimento fue realizado en el año 1909, en los laboratorios de la Universidad de Manchester, la experiencia consistía en “bombardear” una lámina de oro con un haz de partículas alfa, las cuales se obtenían de la desintegración del Polonio. Según el modelo atómico de Thomson se esperaba que las partículas alfa pasaran la delgada placa de oro sin desviarse mucho de su trayectoria, pero se observo que un porcentaje de partículas se devolvieron a la fuente de polonio.

MÉTODOS DE CARACTERIZACIÓN DE MATERIALES APLICACIÓN DEL MODELO DE RUTHERFORD Espectrometría de Retrodispersión Rutherford La técnica de RBS con haces de iones de energías del orden del MeV, está actualmente bien establecida como uno de los principales métodos no destructivos para la determinación precisa de la estequiometría, de la densidad superficial elemental, y de la distribución de impurezas en la región superficial de los sólidos. La técnica se basa en la medida del número y distribución energética de los iones retrodispersados por los átomos de la zona superficial de un sólido. Esta medida permite la identificación de las masas atómicas y la determinación de la distribución de los elementos del blanco en función de su profundidad. Entre las ventajas que presenta la técnica de RBS están, principalmente, la posibilidad de realizar análisis cuantitativos sin la necesidad de patrones, la alta sensibilidad para elementos pesados en sustratos ligeros, la capacidad de realizar análisis no destructivos en profundidad para perfilar elementos traza y para estudiar interfases, capas finas y estructuras multicapa con espesores entre los 100 y los Å.

MODELO ATÓMICO DE BOHR (1913) Modelo de Bohr, introducción (Fuerza, Conservación de la Energía, Postulados, Cuantización del momento angular) En 1913 el físico inglés N. Bohr encontró una explicación razonable para la cual el modelo atómico de Rutherford presentaba algunos errores, al leer el segundo postulado de Planck para la radiación de un cuerpo negro el cual enuncia “un oscilador solo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía” y creyó que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck. Concluyo que “El átomo sólo emite radiación electromagnética cuando uno de sus electrones pasa de un estado de mayor energía a uno de menor energía”

RESUMEN MODELOS ATOMICOS