MODELOS ATÓMICOS Las teorías fundamentales de la química, consideran que todas las sustancias están formadas por partículas pequeñísimas llamadas moléculas, las cuales a su vez están constituidas por partícula más pequeñas llamadas átomos. Las propiedades de la molécula están determinadas por el número , tipo y arreglo de los átomos que la forman MOLÉCULA: Es la partícula más pequeña de una sustancia que podemos separar de un cuerpo sin alterar su composición química. Así, las molécula de los elementos se componen de una sola clase de átomos, mientras que las moléculas de un compuesto están constituídas por dos o más clases de átomos Ejemplo: La molécula del oxígeno (O2) está constituída por dos átomos de oxígeno, la molécula del cloruro de sodio (NaCl) está constituida por un átomo de sodio y un átomo de cloro

Los elementos se representan por símbolos. Ejemplos: ÁTOMO: Es la mínima partícula de un elemento que conserva las propiedades de dicho elemento ELEMENTO: Es una sustancia que no puede descomponerse químicamente en otras más simples, formadas de átomos iguales. Los elementos se representan por símbolos. Ejemplos: HIDRÓGENO: H COBRE: Cu COMPUESTO: Son sustancias formadas por moléculas de dos o más clases de átomos, siempre en la misma proporción; o sea que está formado por dos o más elementos de la tabla periódica y su característica es que tiene una fórmula química. EJEMPLO: El agua es un compuesto formado por hidrógeno y oxígeno en proporción de 2 a 1, (en número de átomos) : H2O

MEZCLA: Unión física de dos o más sustancias que conservan sus propiedades. Ejemplo: Cuando los hombres empezaron a preguntarse cómo estaría conformada la materia, también se plantearon respuestas probables a esta pregunta que se llamaron hipótesis. Éstas se han plasmado en modelos, que son caminos simples de mostrar un pensamiento y a los científicos les han servido para explicar sus ideas El modelo atómico actual no es el mismo de hace 100 años, ha cambiado mucho debido a las observaciones de muchas personas, pero tampoco podemos asegurar que no seguirá modificándose.

Ahora, vamos a conocer los diferentes modelos atómicos propuestos por científicos en orden cronológico. DEMÓCRITO: Filósofo griego del año 460 a 370 a.d.n.e. que planteó la hipótesis de que la materia estaba formada por partículas diminutas, indivisibles e indestructibles y las llamó átomos. Como te darás cuenta en esa época no se realizaban experimentos para demostrar las ideas. Aristóteles y Platón negaron su teoría sobre los átomos, ellos decían que la materia estaba formada por cuatro sustancias fundamentales:

TEORÍA ATÓMICA DE DALTON MODELO ATÓMICO DE DALTON: Físico y químico británico (1766-1844) , sus primeros estudios fueron acerca de la atmósfera y el daltonismo. Sin embargo también se interesó por saber cómo estaba formada la materia y fue el primero en concluir en 1808 la existencia de los átomos, pero también pensaba que los átomos de cada elemento tenían peso y tamaño parecidos y se imaginó a lo átomos como pequeñísimas esferas duras y que se unen por una fuerza misteriosa de atracción. TEORÍA ATÓMICA DE DALTON PROPUESTAS Los elementos están formados por partículas minúsculas, separadas, indivisibles, e indestructibles, también los llamó átomos. Todos los átomos de un elemento son iguales. Los átomos de un elemento, en comparación con otro, tienen pesos diferentes. Al estudiar el hidrógeno, se dio cuenta de que era el más ligero y lo tomó como base para determinar el peso de otros elementos. Ningún átomo puede ser cambiado por otro. ERRORES Los átomos sí son divisibles, pues se pueden separar en protones, electrones y neutrones y actualmente en quarks. Los átomos de un elemento sí pueden ser diferentes, pues existen isótopos. Actualmente los pesos atómicos ya no están basados en el hidrógeno, sino en el carbono. Al descubrirse la radioactividad en 1896, se supo que los átomos si pueden transformarse en otro elemento.

MODELO ATÓMICO DE THOMSON Su modelo es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904. Thomson descubrió el electrón en 1897 mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. Después de sus descubrimientos en 1904, propuso un modelo atómico donde el átomo estaba lleno de una sustancia positiva y en ella se encontraban sumergidos los electrones, lo cual parece un budín con pasas adentro, el budín sería el átomo y las pasas los electrones y protones. El modelo de Thomson también presentó varios errores, como el que las cargas positivas no se encuentran llenando el átomo. Sin embargo esa era la representación de los hechos que se conocían hasta ese tiempo.

MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD Antes de estudiar a Rutherford, hay que mencionar dos descubrimientos muy importantes para llegar al modelo propuesto por él. 1.- Los rayos X descubiertos por William Röentgen en 1895 y la emisión de partículas a partir de compuestos de uranio por Becquerel en 1896, a lo que su discípula María Curie llamó RADIACTIVIDAD. 2.- Rutherford, encontró en 1899 que las sustancias radiactivas producían emanaciones de tres tipos: rayos alfa, beta y gama. En 1911, Rutherford propuso otro modelo atómico, como resultado de sus experimentos al bombardear láminas muy delgadas de oro y platino con partículas alfa. La mayor parte de ellas atravesaban la lámina sin sufrir cambio de dirección y unas cuántas se desviaban de su trayectoria, algunas en ángulos superiores a los 90°. Supuso que el átomo era en su mayor parte un espacio vacío, que en el núcleo se concentraba la masa con carga positiva y girando a su alrededor en trayectorias diferentes, los electrones con carga negativa.

MODELO ATÓMICO DE BOHR Tomando como punto de partida el modelo de Rutherford, Bohr trató de incorporar en él la teoría de “cuantos de energía” desarrollada por Planck y el efecto fotoeléctrico de Einstein. En 1913 Bohr postuló la idea de que el átomo es un pequeño sistema solar con un pequeño núcleo en el centro y una nube de electrones que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares concéntricas. Hasta aquí, todo es parecido al modelo de Rutherford. Lo original de la teoría de Bohr es que afirma: 1.- que los electrones solamente pueden estar en órbitas fijas muy determinadas, negando todas las demás. 2.- que en cada una de estas órbitas, los electrones tienen asociada una determinada energía, que es mayor en las órbitas más externas. 3.- que los electrones no irradian energía al girar en torno al núcleo. 4.- que el átomo emite o absorbe energía solamente cuando un electrón salta de una órbita a otra. 5.- que estos saltos de órbita se producen de forma espontánea. 6.- que en el salto de una órbita a otra el electrón no pasa por ninguna órbita intermedia.

En el nivel 1 tenemos 2(1)2 = 2 e- En el nivel 2 tenemos 2(2)2 = 8 e- Continuamos con Bohr… Bohr suponía que los electrones se movían alrededor del núcleo en la misma forma que la Tierra gira alrededor del Sol. Enunció que la fuerza de atracción del núcleo (+) sobre los electrones es exactamente igual a a la fuerza centrífuga, la cual impulsa los electrones hacia afuera. Supuso que la energía de los electrones está cuantizada, tiene ciertos valores definidos que corresponden a los niveles de energía, el valor energético de estos niveles aumenta a medida que se alejan del núcleo. A cada nivel se le asignó un número llamado número cuántico principal y se representa por la letra n, que toma los valores de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7… partiendo del nivel más cercano al núcleo hacia afuera. También suelen usarse las letras K, L, M, N, O, P, Q… para designar los estados de los niveles. EL NÚMERO MÁXIMO DE ELECTRONES posibles en cada nivel está dado por la fórmula 2n2 , por lo tanto: En el nivel 1 tenemos 2(1)2 = 2 e- En el nivel 2 tenemos 2(2)2 = 8 e- En el nivel 3 tenemos 2(3)2 = 18 e- En el nivel 4 tenemos 2(4)2 = 32 e- Esta regla no se aplica para calcular el número de electrones en los niveles de energía superiores. En el séptimo nivel sólo se aceptan 8 electrones como máximo.

MODELO ATÓMICO MECÁNICO CUÁNTICO El modelo atómico de Bohr explicó muy bien la estructura del átomo del hidrógeno, pero no pudo aplicarse a otros elementos más complejos. Pero los científicos nunca se cansan de buscar explicaciones a lo que sucede a la naturaleza. Broglie, Schrödinger y Heisenberg, realizaron estudios que sirvieron para conformar el modelo atómico que se acepta actualmente y que requiere cálculos matemáticos muy elevados. Los trabajos de cada uno de ellos fueron: En 1924, Broglie propuso que un rayo de electrones podía presentar características de onda y comportarse como un haz de luz. En 1926 Schrondinger desarrolló ecuaciones matemáticas con las cuales obtuvo valores que corresponden a las regiones donde hay más probabilidades de encontrar un electrón alrededor del núcleo. En 1927, Heinsenberg formuló el Principio de Incertidumbre que lleva su nombre, en el que establece que, ya que el electrón puede actuar como partícula y onda, no es posible establecer su posición y trayectoria con precisión.

El modelo cuántico dice: a).- El átomo está compuesto por una nube de carga positiva donde se encuentra la mayor parte de la masa y una nube electrónica que lo rodea. b).- El núcleo está compuesto por protones, neutrones y otras partículas subatómicas. c).- La nube electrónica se describe por los cuatro número cuánticos (n, l, m, s). d).- Los números cuánticos determinanlos niveles energéticos, los subniveles, la orientación, la forma probable de los orbitales y el número de electrones que ocupa cada orbital. Un orbital se define como la región del espacio donde es más probable de encontrar un electrón o REEMPE: región espacio-energético de manifestación probabilística electrónica. e).- La descripción del modelo utiliza, además de una figura, una notación para su estructura, llamada configuración electrónica cuántica, que se basa en los factores antes mencionados que veremos en el tema de los números cuánticos. f).- El modelo atómico actual semeja una galaxia en el espacio, pues por su constante y rápido movimiento, los electrones semejan una nube. fin