Atomoaren Ereduen Historia: Daltonetik Mekanika Kuantikora

1. Sarrera

Atomoaren historia metodo zientifikoaren adibide argia da. Zer da atomoa? Zein da bere egitura? XIX. eta XX. mendearen hasieran eman zitzaien erantzun zehatza galdera hauei. 1808an, materiaren lehenengo teoria atomikoa Dalton-ek argitaratu zuen.

2. Daltonen Eredu Atomikoa

Daltonen suposizio nagusiak hauek ziren:

• Elementuak atomoz osaturik daude. Partikula material banatu eta deusez-ezinak dira.
• Elementu bereko atomo guztiak berdinak dira.
• Konposatuak elementu desberdinen atomoen bilketaz eratzen dira.

Daltonen teoria atomikoak materia ez-jarraiaren ideia sortu zuen, partikula aldaezinez osaturikoa, eta erreakzio kimikoak atomo horien berrantolaketak direla zioen.

3. Thomsonen Eredu Atomikoa

Thomson-en eredu atomikoan (1904) elektroiaren aurkikuntza azaltzen da. Eredu horren arabera, atomoa dentsitate uniformekoa zen, eta karga positiboko masa esferiko batean tinkaturik zeuden elektroiz osaturik zegoen. Multzoa, hortaz, neutroa eta egonkorra zen.

4. Rutherforden Eredu Atomikoa

Rutherford-en ereduak (1911) nukleoaren eta bertan dauden protoiaren eta neutroiaren aurkikuntza jasotzen zuen:

• Masa gehiena eta karga positibo guztia nukleoan kontzentraturik dago.
• Atomoak geruza elektronikoa du; bertan elektroiak daude, nukleoaren inguruan orbita zirkularrak eginez.
• Atomoa neutroa da, elektroien eta protoien kopuruak berdinak baitira.

Rutherford-ek urrezko xafla bat α partikulekin bonbardatu zuen, eta ondorio hauek atera zituen:

• Nukleotik urrun pasatzen diren α partikulak ez dira desbideratzen.
• Nukleotik hurbil pasatzen diren α partikulak desbideratu egiten dira, aldarapen elektrostatikoagatik.
• Nukleoaren aurrez aurre talka egiten duten α partikulak errebotatu egiten dute.

5. Bohr-en Eredu Atomikoa

Bohr-en ereduak (1913) energia kuantizatuaren ideia aplikatu zion atomoari:

• Elektroiaren energia kuantizaturik dago.
• Elektroiak egoera egonkorreko posizio jakin batzuk soilik har ditzake.
• Elektroiak orbita zirkularrak egiten ditu; n zenbaki natural batekin adierazten dira (n=1, 2, 3...). Sommerfeld-ek orbita eliptikoak ere bazeudela proposatu zuen.
• Elektroia energia maila batetik bestera pasatzean, energia xurgatu edo igorri egiten du erradiazio elektromagnetiko moduan.

Bohr-en ereduaren mugak: espektro lerro bikoitzak eta Zeeman efektua azaltzeko zailtasunak.

6. Atomoaren Eredu Mekaniko-Kuantikoa

Mekanika kuantikoaren garapenarekin (Heisenberg eta Schrodinger, 1925), Bohr-en ereduaren mugak gainditu ziren. Eredu mekano-kuantikoak elektroiaren uhin izaera eta ibilbidea zehatz igartzeko ezintasuna kontuan hartzen ditu. Horregatik, orbital kontzeptua azaltzen da, elektroia aurkitzeko probabilitate handiko zonalde gisa.