Evolución de los modelos atómicos: leyes, descubrimientos y conceptos clave

Evolución de los modelos atómicos y leyes fundamentales

Resumen corregido y estructurado de las principales aportaciones históricas sobre la naturaleza de la materia y el átomo. Se presentan los conceptos y leyes más relevantes asociados a cada científico, respetando las imágenes indicadas en el documento original: , , , , .

Aristóteles

Idea principal: La materia está compuesta por cuatro elementos.

Demócrito y Leucipo

Idea principal: El átomo es la unidad estructural de la materia con las siguientes características propuestas:

• Indivisible
• Imperturbable
• No creado
• No destruido

Coulomb

Ley de Coulomb: Describe la fuerza de atracción o repulsión entre cargas eléctricas; esta fuerza es inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.

Lavoisier

Ley de la conservación de la masa: La masa antes de una reacción es igual a la masa después de la reacción.

Proust

Ley de las proporciones definidas (composición constante): Un compuesto tiene siempre la misma proporción de elementos constituyentes.

Dalton

Se basó en la ley de conservación de la masa y en la ley de composición constante.

Ley de Dalton

Las relaciones de masas en las que se combinan dos elementos se dan en números enteros y sencillos (cuando la masa de uno de los elementos es constante).

Postulados de la teoría atómica de Dalton

• El átomo (no se crea, no se destruye, no se divide) es la unidad fundamental de la materia.
• Los compuestos están formados por átomos de distintos elementos combinados entre sí.
• Las relaciones de combinación entre átomos ocurren en proporciones de números enteros.
• Los átomos de una misma sustancia tienen iguales propiedades físicas y químicas.

Limitaciones de la teoría atómica de Dalton

• No explica la naturaleza electromagnética de las interacciones.
• No contempla la existencia de partículas constituyentes del átomo (electrones, protones, neutrones).

Crookes

Experimento: Rayo catódico.

Planck

Introdujo el concepto de cuantización: cada nivel energético tiene una energía específica (cuantos de energía).

Thomson

Descubrimientos y datos:

• Descubrió el electrón.
• Determinó la relación carga/masa del electrón.

Características del modelo de Thomson

• El átomo era concebido como una esfera de carga positiva en la que los electrones estaban incrustados (modelo del "pudín" de pasas).

Fortalezas

• Explica la existencia de la carga eléctrica en el átomo.

Errores y limitaciones

• No explica adecuadamente la distribución estructural de las cargas (+/−).
• No describe el enlace químico con precisión.
• No explica completamente las interacciones electrostáticas entre partículas.

Schrödinger

Modelo cuántico: Describe el comportamiento probabilístico de los electrones alrededor del núcleo.

• Existen orbitales: regiones con mayor probabilidad de encontrar un electrón según su estado energético.
• Estados estacionarios o niveles de energía: los electrones se distribuyen de acuerdo con su contenido energético.
• El núcleo (protón y neutrón) contiene la mayor parte de la masa atómica.

Heisenberg

Principio de incertidumbre: No es posible conocer simultáneamente y con precisión arbitraria la posición exacta y el momento lineal (cantidad de movimiento) de una partícula.

• Posición exacta
• Momento lineal (cantidad de movimiento)

Dirac

Aporte: El espín del electrón aparece de forma natural en su formulación teórica (ecuación de Dirac).

Chadwick

Aporte: Confirmó la existencia de la masa neutra postulada y la denominó neutrón.