Evolución Histórica y Conceptos Clave de la Teoría Atómica

Isótopos

Los isótopos son átomos de un mismo elemento, es decir, poseen igual número atómico (protones). Presentan propiedades químicas similares y pueden ser naturales o artificiales.

• No todos los elementos tienen isótopos naturales.
• Todos los elementos poseen isótopos artificiales.
• Solo los isótopos del hidrógeno tienen nombre propio; los de los demás elementos se identifican por su número de masa.

Modelos Atómicos

John Dalton

1. La materia está formada por partículas muy pequeñas e indivisibles llamadas átomos.
2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en todas sus propiedades. Los átomos de un elemento son diferentes a los átomos de los demás elementos.
3. Los compuestos están formados por átomos de más de un elemento. En cualquier compuesto, la relación entre el número de átomos es un número entero o una fracción sencilla.
4. En una reacción química ocurre solo la separación, combinación o reordenamiento de los átomos; nunca supone la creación o destrucción de los mismos.

Descubrimiento del Electrón

A través de los rayos catódicos se observó que:

• Son partículas que salen del cátodo y viajan en línea recta hacia el ánodo, produciendo sombra en su trayectoria.
• Tienen carga negativa, puesto que son desviadas por campos eléctricos y magnéticos.
• Al alcanzar una superficie recubierta, producen una fluorescencia o luz brillante.

J.J. Thomson estudió estas partículas, a las que llamó electrones, determinando la relación entre su carga y su masa. Posteriormente, Robert Millikan determinó la carga del electrón (-1,6x10⁻¹⁹ C) y su masa (9,1x10⁻²⁸ g) mediante su experimento de la gota de aceite.

Modelo Atómico de Thomson

Consideraba al átomo como una esfera homogénea de masa y carga positiva uniformemente distribuida, en la que estaban incrustados los electrones de carga negativa (como pasas en un budín), equilibrando la carga para producir átomos eléctricamente neutros.

Radioactividad

En 1895, Wilhelm Röntgen descubre los rayos X. Posteriormente, Henri Becquerel descubre la radioactividad natural al observar que compuestos de uranio oscurecían placas fotográficas espontáneamente. Marie Curie, discípula de Becquerel, sugirió el nombre de radioactividad. Un elemento es radioactivo si emite radiación de manera espontánea, proceso que produce tres tipos de rayos diferentes.

Experimento de Rutherford

(Realizado por Geiger y Marsden sobre la dispersión de partículas alfa).

Al observar que las partículas alfa se desviaban al pasar a través de una rejilla metálica, Ernest Rutherford descubrió que la mayor parte de la masa atómica y toda su carga positiva se concentran en un minúsculo núcleo central.

Modelo Atómico de Rutherford (Átomo Nuclear)

Propuso un sistema planetario donde el átomo es un sistema dinámico con un núcleo de carga positiva y electrones girando alrededor a gran velocidad. La fuerza de atracción eléctrica mantiene a los electrones en estado de equilibrio.

Error de Rutherford

Según la física clásica, un cuerpo cargado eléctricamente en movimiento emite energía; por lo tanto, el electrón debería describir una trayectoria en espiral hasta caer al núcleo, provocando el colapso catastrófico del átomo.

Teoría Cuántica de Max Planck

Planteó que los átomos y las moléculas emiten energía en cantidades discretas o cuantos. Esto contradijo la física clásica, que consideraba la energía como un proceso continuo donde se podía liberar cualquier cantidad de energía.