Modelos Atómicos

 

El modelo atómico que se utiliza en la actualidad para representar la estructura y las propiedades del átomo está enmarcado en la mecánica cuántica no relativista, y  se basa en el modelo propuesto por Schrödinger, en el espín electrónico y en el  Principio de exclusió n de Pauli , que plantea que dos electrones no pueden tener sus cuatro números cuánticos iguales. Los electrones se consideran ondas de materia en el modelo atómico actual.  Alrededor del núcleo atómico, los electrones están distribuidos en regiones llamadas  orbitales atómicos , que se definen como las regiones donde es más probable encontrar un electrón alrededor del núcleo. Por otra parte, en este modelo, la energía y el momento angular del electrón no pueden tener cualquier valor, sino que solo pueden tomar valores permitidos, por lo que se dice que están cuantizados. Utilizando la ecuación de Schrödinger se pueden predecir los valores de energía y momento angular asociados a un electrón, y el cuad...

El modelo atómico de Schrödinger, propuesto por Erwin Schrödinger a partir de los estudios de Bohr y Sommerfeld,   concebía los electrones como ondas de materia , lo cual permitió la formulación posterior de una interpretación probabilística de la función de onda (magnitud que sirve para describir la probabilidad de encontrar a una partícula en el espacio) por parte de Max Born. Eso significa que se puede estudiar probabilísticamente la posición de un electrón o su cantidad de movimiento, pero no ambas cosas a la vez, debido al Principio de Incertidumbre de Heisenberg. Este es el modelo atómico vigente a inicios del siglo XXI , con algunas posteriores adiciones. Se le conoce como “Modelo cuántico-ondulatorio”. Aun así, este modelo tiene algunas deficiencias, por ejemplo: * Schrödinger no tiene en cuenta el espín electrónico (momento angular intrínseco de las partículas elementales). * No tiene en cuenta los efectos relativistas de los electrones rápidos. * No explica por qué u...

Este modelo fue propuesto por Arnold Sommerfield   para intentar cubrir las deficiencias que presentaba el modelo de Bohr , especialmente para corregir la suposición de Bohr que plantea que los electrones describen órbitas circulares. El modelo de Sommerfeld se basó en parte de los postulados relativistas de Albert Einstein. Los postulados de este modelo son: * Los electrones describen órbitas circulares y elípticas alrededor del núcleo. * Existen subniveles de energía en cada nivel de energía del átomo. * Los electrones representan corrientes eléctricas minúsculas.

El modelo atómico de Bohr dio inicio en el mundo de la  físic a los postulados cuánticos, por lo que se considera una transición entre la mecánica clásica y la  c uántica . El físico danés Niels Bohr   propuso este modelo para explicar cómo podían los electrones tener órbitas estables   (o niveles energéticos estables) rodeando el núcleo. Además, explica por qué los átomos tienen espectros de emisión característicos. En los espectros realizados para muchos átomos se observaba que  los electrones de un mismo nivel energético tenían energías diferentes . Esto demostró que había errores en el modelo y que debían existir subniveles de energía en cada nivel energético.

Ernest Rutherford realizó una serie de experimentos en 1911 a partir de láminas de  o ro . En estos experimentos determinó que   el átomo está compuesto por un núcleo atómico de carga positiva   (donde se concentra la mayor parte de su masa) y los electrones, que giran  alrededor de este núcleo. En este modelo se propone por primera vez la existencia del núcleo atómico.

También llamado “modelo del átomo cúbico”, el modelo atómico de Lewis  proponía la estructura del átomo como un cubo , en cuyos ocho vértices estaban los electrones. Esto permitió avanzar en el estudio de las valencias  atómicas y los enlaces químicos , sobre todo luego de su actualización por parte de Irving Langmuir en 1919, que planteó el “átomo del octeto cúbico”. Estos estudios fueron la base de lo que se conoce hoy como el diagrama de Lewis, que establece que en una molécula  los electrones se representan como puntos y los enlaces covalentes  como guiones o líneas. Este diagrama es una herramienta muy útil para explicar el enlace químico covalente.

D escubridor del electrón en 1897, el modelo atómico de Thomson es previo al descubrimiento de los protones  y n eutrones , por lo que asumía que  los átomos estaban formados por una esfera de carga positiva y los electrones de carga negativa  estaban incrustados en ella, como las pasas en el budín, razón por la cual se lo conoce como el “modelo del budín de pasas”. Este modelo hacía una predicción incorrecta de la carga positiva en el átomo, pues afirmaba que esta estaba distribuida por todo el átomo. Más tarde esto fue corregido en el modelo de Rutherford donde se definió el núcleo atómico.

El modelo atómico de Dalton es el primer modelo atómico con bases científicas y fue propuesto por John Dalton en sus “Postulados Atómicos”, que plantean que: * Todo está hecho de átomos, que son indivisibles e indestructibles. * Los átomos de un mismo elemento químico son iguales entre sí, y tienen la misma masa e iguales propiedades. * El peso atómico es el peso de cada elemento respecto al peso del hidrógeno. * Los átomos no se dividen, ni cuando participan en reacciones químicas. Cuando se combinan átomos de dos o más elementos químicos, se forman compuestos químicos. * Los átomos se combinan en relaciones simples para formar compuestos químicos. * Los átomos de elementos químicos diferentes se pueden combinar de formas distintas para formar distintos compuestos químicos. La teoría de Dalton tuvo algunos errores. Afirmaba que los compuestos químicos se formaban usando la menor cantidad de átomos posible de sus elementos. Por ejemplo, la molécula de agua,...

Demócrito propuso que el mundo estaba formado por partículas muy pequeñas e indivisibles , de existencia eterna, homogéneas e incompresibles, cuyas únicas diferencias eran de forma y tamaño, nunca de funcionamiento interno. Según Demócrito, las propiedades de la materia  estaban determinadas por el modo en que los átomos se agrupaban. Filósofos posteriores como Epicuro añadieron a la teoría el movimiento  aleatorio de los átomos.

 ¿Qué son los modelos atómicos? Los modelos atómicos son distintas  representaciones gráficas de la  e structura y funcionamiento de los átomos . Fueron desarrollados a lo largo de la historia utilizando las ideas que se tenían sobre la composición de la materia. Los modelos atómicos más importantes son los siguientes: Modelo atómico de Demócrito Modelo atómico de Dalton Modelo atómico de Thomson Modelo atómico de Lewis Modelo atómico de Rutherford Modelo atómico de Bohr Modelo atómico de Sommerfeld Modelo atómico de Schrödinger Modelo atómico actual Los primeros modelos atómicos datan de la antigüedad clásica, cuando los filósofos y naturalistas se aventuraron a pensar y a deducir la composición de las cosas que existen, es decir, de la materia.