Historia y Fundamentos de la Teoría Atómica Moderna

Evolución del Modelo Atómico: De Dalton a la Mecánica Cuántica

La comprensión del átomo ha evolucionado a lo largo de la historia, desde las primeras ideas filosóficas hasta los modelos complejos de la mecánica cuántica. A continuación, se presenta un resumen de los principales modelos atómicos:

Primeras Teorías Atómicas

John Dalton: Su primera teoría atómica, aunque innovadora, no explicaba fenómenos como la conducción eléctrica, el descubrimiento de los rayos X o la radioactividad.

Modelos Atómicos Clásicos

J.J. Thomson: Propuso el modelo de la esfera positiva con electrones (-) incrustados.

L.E. Rutherford: En su experimento, bombardeó una lámina de oro con rayos alfa (+), lo que le permitió deducir la existencia del núcleo atómico.

El átomo tiene un núcleo positivo con electrones girando en órbitas alrededor de él. Las partículas alfa se desviaban y seguían su trayectoria.

Fallas del Modelo de Rutherford

El modelo no explicaba por qué los átomos emiten o reciben energía y presentaba un error electromagnético.

Modelo Atómico de Bohr (1913)

1. La energía de un electrón solo puede tener valores específicos (niveles de energía).
2. Los electrones giran alrededor del núcleo en regiones bien definidas donde no pierden ni ganan energía (estados estacionarios).

Modelo Atómico Actual

El modelo atómico actual se basa en los principios de la mecánica cuántica:

Principio de dualidad onda-corpúsculo:

Broglie: Las partículas pueden comportarse como onda y como partícula.

Principio de incertidumbre:

Heisenberg: Es imposible conocer simultáneamente la posición y el momento de un electrón.

Schrödinger: Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es mayor.

Iones: Átomos con Carga

Átomo negativo (Anión): Átomo cuyo número de electrones es mayor que su número de protones. Se simboliza con un superíndice negativo. Ejemplo: Cl^-

Átomo neutro: Es aquel átomo en el cual el número de protones es igual al número de electrones.

Átomo positivo (Catión): Átomo cuyo número de electrones es menor que su número de protones. Se simboliza con un superíndice positivo. Ejemplo: Na⁺

Isótopos, Isóbaros e Isótonos

• Isótopos: Son átomos que presentan igual número atómico pero distinto número másico.
• Isóbaros: Son átomos que presentan igual número másico y distinto número atómico.
• Isótonos: Son átomos que presentan distinto número másico, distinto número atómico, pero tienen igual número de neutrones.

(Cuando el elemento tiene un + o -, estos afectan al electrón: si tiene +, se le resta; si tiene -, se le suma).

Representación de un Elemento

^AX_Z

Donde:

• A = Número másico
• X = Símbolo del elemento
• Z = Número atómico

Protones y electrones son el número atómico.

Neutrones es número másico menos número atómico.

Tabla Periódica

Periodo: De arriba hacia abajo. Grupos: De izquierda a derecha.

Ejemplo de configuración electrónica:

2s¹

Donde:

• 2: Indica el periodo.
• s: Indica el conjunto (s, p, d, f).
• 1: Indica el grupo.

Electrón diferencial: Último electrón de la configuración electrónica.

Electrones de valencia: Se encuentran en el último nivel incompleto.

Capacidad de electrones por orbital:

• s: 2e^-
• p: 6e^-
• d: 10e^-
• f: 14e^-

Leyes Ponderales

• Ley de proporciones definidas: Ejemplo: H₂ + O = H₂O
• Ley de las proporciones múltiples: Ejemplo: H₂ + O₂ = H₂O₂

Definición de Átomo

Átomo: Masa compacta, indivisible e invisible que se diferencia por tamaño, masa y propiedades.