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Modelos atomicos - proceso historico del desarrollo del modelo atomico: aportaciones de thompson, rutherford y bohr; alcances y limitaciones de los modelos



PROCESO HISTORICO DEL DESARROLLO DEL MODELO ATOMICO: APORTACIONES DE THOMPSON, RUTHERFORD Y BOHR; ALCANCES Y LIMITACIONES DE LOS MODELOS
Modelo atómico de John Dalton, publicado entre los años 1808 y 1810.
John Dalton (1766-1844), químico y físico britanico, creó una importante teoría atómica de la materia que, entre otros aspectos, señala que
Los elementos químicos estan formados por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas atomos.
Todos los atomos de un mismo elemento son idénticos en su masa y en todas sus propiedades.
Los atomos son indestructibles y mantienen sus propiedades en los cambios químicos.
Los compuestos se forman cuando atomos de distintos elementos se combinan formando moléculas. (Dalton creía que la suma de dos atomos daba como resultado una molécula).


Cuando los elementos se combinan en mas de una proporción, aunque los resultados de esas combinaciones son compuestos diferentes, existe una relación entre esas proporciones (Ley de las proporciones múltiples.
A partir de la teoría de Dalton (s. XIX) hasta nuestros días han ocurrido diferentes experiencias que han llevado a la formulación de una serie de modelos invadidos sucesivamente a la luz de nuevos acontecimientos.
Modelo atómico de J.J. Thompson, publicado entre 1898 y 1904.
Joseph John Thompson (1856- 1940) presentó las siguientes hipótesis
La materia es eléctricamente neutra, por lo que ademas de electrones debe tenerpartículas con cargas positivas.
Los electrones pueden extraerse de los atomos pero no así las cargas positivas.
Los electrones (dada la poca masa del electrón con la totalidad de la masa del atomo) estaban distribuidos uniformemente dentrode una masa de carga positiva.
En 1897 Thompson, mediante un experimento en el que pasó un haz de rayos catódicos por un campo eléctrico y uno magnético, supuso que las partículas que forman los rayos catódicos no eran atomos cargados sino fragmentos de atomos, es decir, partículas subatómicas a las que llamó electrones.
Modelo atómico de Rutherford, publicado en 1911.
Ernest Rutherford (1871-1937) identificó en 1989 dos tipos de radiaciones emitidas por el uranio, a las que llamó alfa y beta, poco después Paul Villard identificó a las radiaciones gamma.
Rutherford y sus discípulos Hans Gieger (1882-1945) y GregorMarsden (1890-1956) centraron su investigación en la radioactividad, bombardeando laminas delgadas de oro, con partículas alfa (núcleos de helio formados por dos protones y dos neutrones) lo que dio como resultado que la mayor parte de las partículas atravesaran la lamina sin desviarse o desviandose en pequeños angulos, mientras que pocas partículas se dispersaban a angulos de hasta 180°, lo cual lo hizo suponer que las cargas que las desviaban estaban concentradas dentro del atomo y tenía electricidad positiva en lo que fue llamado núcleo.
Por lo que propusolo siguiente
El atomo esta constituido por una zona central llamada núcleo donde se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa.
Hay una parte exterior del atomo o corteza en donde se halla toda la carga negativa (formada por los electrones) y cuya masa es muy pequeña en comparación con la del atomo.
Los electrones se mueven a gran velocidad en torno al núcleo.
El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del atomo (unas 100 000 veces menor).
A pesar de constituir un gran avance y predecir hechos reales, el modelo de Rutherford presentaba dos grandes inconvenientes
1- Contradecía las leyes electromagnéticas de Maxwell que señalan que una partícula cargada que posee aceleración emite energía electromagnética.
2- Los espectros atómicos deberían ser continuos pero eran discontinuos, formados por líneas de cierta frecuencia.

Modelo atómico de Bohr, para el atomo de hidrógeno, propuesto en 1913.
El físico danés Niels Bohr (1885-1952) presentó en 1913 el primer modelo del atomo basado en la cuantización de la energía.
Superó las dificultades del modelo de Rutherford recurriendo a la noción de que la física de los atomos debería ser diferente a la de la física clasica, de igual manera, se apoyó en la teoría de Planck y señaló que:
Debido a las características estructurales del atomo, sus propiedades varían.
Los atomos que tienen el mismo número de electrones de valencia o igual númeroatómico poseen características similares.
Los electrones, partículas estables de carga negativa y con masa de 9.11x10-27 kg, se sitúan en órbitas electrónicas estables en las que el electrón no emite radiación de forma continua; sin embargo, al pasar un electrón de una orbita de mayor energía a una de menor, libera energía (cuantos) en variaciones mínimas que son múltiplos enteros de la carga del electrón.
Los atomos son eléctricamente neutros (si contienen electrones cargados negativamente deben contener partículas estables con carga positiva) llamadas protones cuya masa es de 1.67x10-27 kg.
Sin embargo, la teoría atómica de Bohr sólo podía aplicarse a atomos sencillos como el de hidrógeno.
Fue hasta 1932 cuando J. Chadwick descubrió el neutrón, partícula de carga neutra y de masa 1.67482x10-27 kg.
Con este descubrimiento se hizo una mejora al modelo atómico de Rutherford que quedó completado en los siguientes términos
Los atomos constan de núcleos muy pequeños y sumamente densos rodeados de una nube de electrones a distancias relativamente grandes de los núcleos.
Todos los núcleos tienen protones.
Los núcleos de todos los atomos, con excepción de la forma mas común de hidrógeno, también contienen neutrones.




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