Explorando la Teoría Atómica: De Dalton a Rutherford
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Teoría Atómica: Un Viaje desde Dalton hasta Rutherford
Desde la Antigüedad, la humanidad se ha preguntado sobre la composición fundamental de la materia.
Los Orígenes Filosóficos: Demócrito y el Concepto de Átomo
El filósofo griego Demócrito (IV a.C.) postuló que la materia estaba constituida por partículas indivisibles, a las que denominó átomos (del griego "indivisible"). Demócrito atribuyó a los átomos cualidades como la eternidad, la inmutabilidad y la indivisibilidad. Sin embargo, estas ideas no fueron ampliamente aceptadas en su época, y pasaron cerca de 2200 años antes de que se retomara la idea de los átomos.
El Nacimiento de la Química Moderna: La Teoría Atómica de Dalton
La química emergió como ciencia a finales del siglo XVIII y principios del XIX, impulsada por la teoría atómica de Dalton. Esta teoría buscaba explicar las leyes clásicas o ponderales de la química, formuladas por Lavoisier, Proust y el propio Dalton, a partir de la experimentación cuantitativa en numerosos procesos químicos.
Postulados Fundamentales de la Teoría Atómica de Dalton:
- La materia está formada por átomos, partículas esféricas, muy pequeñas, inalterables e indivisibles.
- Los elementos están formados por átomos iguales en masa y propiedades químicas. Los elementos diferentes están formados por átomos diferentes en masa y propiedades químicas.
- Los compuestos químicos están formados por una combinación de dos o más átomos diferentes en una relación de números enteros sencilla.
- La reacción química es una reordenación de átomos distinta de reactivos a productos.
Naturaleza Eléctrica de la Materia y las Partículas Elementales
Las experiencias realizadas durante el siglo XIX, en disoluciones de sales (Faraday) y con tubos de vidrio de descarga de gases (Thomson, Goldstein), revelaron que la materia posee una naturaleza eléctrica.
Los fenómenos eléctricos se deben a la propiedad de la materia de poseer carga eléctrica. La cantidad de carga eléctrica (Q) es una magnitud cuya unidad en el SI es el Culombio (C). Existen dos tipos de carga: positiva (+) y negativa (-). Cargas de igual signo se repelen, mientras que cargas de distinto signo se atraen.
El descubrimiento de las partículas elementales responsables de la carga eléctrica a finales del siglo XIX obligó a revisar el modelo del átomo indivisible. La partícula elemental sin carga se descubrió en el siglo XX, a partir de experimentos sobre la radiactividad artificial.
Partículas Subatómicas: Descubridores, Carga y Masa
| Partícula | Descubridor/Fecha | Carga (C) | Masa (Kg) |
|---|---|---|---|
| Electrón | Thomson, 1897 | -1,602 x 10-19 | 9,1 x 10-31 |
| Protón | Goldstein, 1886 | +1,602 x 10-19 | 1,673 x 10-27 |
| Neutrón | Chadwick, 1932 | Sin carga | 1,677 x 10-27 |
Modelos Atómicos: Evolución del Conocimiento
Modelo de Thomson: El "Pudín de Pasas"
En 1904, Thomson propuso que el átomo era una esfera con carga positiva en la que se incrustaban cargas negativas, similar a un "pudín de pasas".
Modelo de Rutherford: El Modelo Nuclear
En 1911, Rutherford y sus colaboradores realizaron el famoso experimento de la lámina de oro. Bombardearon finas láminas de oro con partículas alfa y observaron que la mayoría de las partículas atravesaban la lámina, algunas se desviaban y una mínima parte rebotaban.
A partir de estas observaciones, Rutherford propuso que el átomo está formado por dos partes: el núcleo (donde se concentra la carga positiva y la mayor parte de la masa) y la corteza (donde se encuentran los electrones).