Evolución de los Modelos Atómicos: De Thomson a Rutherford-Bohr y el Concepto de Isótopos

Modelos Atómicos Fundamentales y la Estructura del Átomo

La comprensión de la estructura del átomo ha evolucionado a lo largo de la historia, con diferentes modelos propuestos para explicar su composición y comportamiento. A continuación, se describen los modelos atómicos más influyentes y el concepto de isótopos.

Modelo Atómico de Thomson

El modelo de Thomson, también conocido como el "pudín de pasas", fue una de las primeras propuestas para describir la estructura interna del átomo.

• El átomo es una esfera sólida, cargada uniformemente de electricidad positiva.
• Dentro de esta esfera están incrustados electrones negativos.
• El número de estos electrones es suficiente para neutralizar las cargas positivas de la esfera, por lo tanto, el átomo es eléctricamente neutro.
• Este modelo se ha comparado con un pudín de pasas, donde las pasas son los electrones.
• El modelo de Thomson era estático, ya que en él no había ninguna partícula en movimiento.

Modelo Atómico de Rutherford

El modelo de Rutherford, surgido de su famoso experimento de la lámina de oro, revolucionó la visión del átomo.

• El átomo está formado por un núcleo central con carga eléctrica positiva, rodeado por electrones negativos.
• El núcleo es muy pequeño en relación con el diámetro total del átomo, pero contiene la mayor parte de la masa atómica.
• El átomo tiene grandes espacios vacíos sin materia.
• Los electrones giran alrededor del núcleo sin chocar con él, a distancias variables, pero sin exceder un cierto diámetro.
• El número de electrones es suficiente para compensar la carga positiva del núcleo, de manera que el átomo en su conjunto resulta neutro.
• Los electrones tienen una masa despreciable en relación con la masa total del átomo.
• Este modelo se compara con el sistema solar, donde el núcleo sería el Sol y los electrones, los planetas.

Modelo Atómico de Bohr

Niels Bohr introdujo conceptos cuánticos para explicar la estabilidad de los átomos y los espectros de emisión.

• Los electrones no poseen cualquier cantidad de energía, sino valores determinados (cuantizados).
• Los electrones solo pueden girar alrededor del núcleo positivo en determinadas órbitas circulares, denominadas niveles de energía.
• En estas órbitas, los electrones se mueven sin perder energía. Cuando el electrón gira en la órbita más próxima al núcleo, se encuentra en su estado más estable (estado fundamental).
• Cuando un electrón salta de un nivel superior a uno inferior, pierde un cuanto de energía, emitiendo una radiación luminosa característica.
• En cambio, cuando salta a un nivel superior, absorbe un cuanto de energía que recibe del exterior (por ejemplo, calor, luz o electricidad).

Modelo Atómico de Rutherford-Bohr

Este modelo combina las ideas de Rutherford y Bohr, incorporando la existencia de protones y neutrones en el núcleo.

• El átomo consta de un núcleo central formado por protones y neutrones. Estas partículas son las responsables de la masa del átomo.
• El núcleo tiene carga positiva porque los protones son positivos y los neutrones carecen de carga.
• En la zona extranuclear se encuentran los electrones, cuya masa es despreciable. Esta zona presenta grandes espacios vacíos.
• Los electrones giran a altas velocidades, describiendo órbitas circulares a diferentes distancias del núcleo en determinados niveles de energía.
• Cada uno de estos niveles solo admite un cierto número de electrones.
• La cantidad de protones es igual a la cantidad de electrones, de modo que el átomo en su conjunto es eléctricamente neutro.

Isótopos

Además de los modelos atómicos, es fundamental comprender el concepto de isótopos para la química moderna.

• Los isótopos son átomos del mismo elemento que tienen:
  • Igual número atómico (Z).
  • Igual número de protones y electrones.
  • Diferente número másico (A).
  • Diferente número de neutrones.