Modelos atómicos Juan Guillermo Palacio Cano Código: G2E26Juan UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FUNDAMENTOS DE FÍSICA MODERNA 1

1. Evolución de los modelos atómicos.  Desde la antigua Grecia se planteó una visión atomista de la materia, aunque este pensamiento no fue realmente evolucionado hasta el siglo XIX con el auge de los estudios atomistas.

1.1. Modelo atómico de Demócrito (siglo V a.C.)  Fue el primer modelo atómico planteado, su creador Demócrito de Abdena se inspiró en las ideas de su mentor Leucipo.  Establece que los átomos son eternos, indivisibles, homogéneos e incomprensibles.  Los átomos se diferencia solo en forma y tamaño más no en cualidades internas.  Las propiedades de la materia varían según el agrupamiento de los átomos.

1.2. Modelo atómico de Dalton (1808)  Establece a los átomos como las partículas básicas de la naturaleza, además de ser indivisibles.  Existen distintas clases de átomos según su masa y propiedades. Es decir existen elementos, y todos los átomos de un elemento poseen las mismas propiedades  Los compuestos no son más que combinación entre elementos, por esta razón los átomos en un compuesto se encuentran con relación de números enteros.  FRACASO: fue refutado al verificarse que el átomo era divisible y tenía naturaleza eléctrica.

1.3. Modelo atómico de J.J. Thompson (1897)  Al estudiar los rayos catódicos y anódicos, establece que el átomo es una partícula divisible, compuesta por cuerpos cargados positivamente y otros negativamente.  Descubre la existencia de los electrones (cuerpos negativamente cargados), estableciendo que efectivamente estos sí son indivisibles.  El átomo es una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior están incrustados los electrones. Modelo llamado ‘El pudín de pasas’.  FRACASO: no explicaba experimentalmente la dispersión de partículas alpha, el átomo no puede ser macizo.

1.4. Modelo atómico de Rutherford (1911)  Su planteamiento parte de la experiencia del bombardeo de láminas delgadas de oro con partículas alpha. Concluyendo que el átomo es hueco.  El átomo está formado por un núcleo o parte central, de tamaño compacto donde están las cargas positivas y la mayor parte de la masa.  Y la corteza, un espacio vacío, inmenso en relación a las medidas de los cuerpos. En esta parte se encuentran los electrones girando. Llamado modelo de sistema solar o nuclear.  FRACASO: no explicaba la estabilidad del átomo, ni la conservación de energía dentro de él.

Experimento de Rutherford. Consiste en el bombardeo de partícula alfa a una lámina delgada de oro. Gracias a los resultados obteniendo en él, se refutó con éxito el modelo planteado por J.J. Thompson. Al analizar la forma en que los rayos se reflejaban al estrellarse con la máquina, se concluye que el átomo es hueco y no macizo como establecía Thompson.

Métodos de caracterización de materiales-RBS  Se trata de un método clásico para analizar materiales, que consiste en el numero y distribución energética de los iones cargados retrodispersados por los átomos de la zona superficial del solido.  Formando patrones de dispersión, cada patrón de dispersión es único para cada tipo de material, es decir, si se sabe el patrón de dispersión se identifica el material-

1.5. Modelo atómico de Bohr (1913)  El electrón dentro del átomo gira alrededor del núcleo en órbitas establecidas, cada uno con ciertos niveles de energía.  A estos niveles de energía se les denomina estados estacionario con energía constante.  Cuando un electrón pasa de un estado estacionario a otro estado energético, emite o absorbe radiación electromagnética.  FRACASO: esta dinámica solo explicaba el funcionamiento del átomo de hidrógeno.

Conservación de la energía – momento angular El cálculo de energía sigue el siguiente procedimiento.

Cálculo de energía en el átomo de hidrógeno.

Preguntas cálculo de energías.

Cálculo de energía de enlace del Ge.

Bibliografía  Barco, Héctor. Rojas, Edilberto. Electromagnetismo y Física Moderna. Tercera edición. Editorial Universidad Nacional.  curso/materiales/atomo/modelos.htm