Historia del Modelo Atómico: De Dalton a Bohr

Teoría atómica de Dalton

Dalton afirmaba que la materia estaba formada por partículas indivisibles llamadas átomos.

Todos los átomos de un mismo elemento eran exactamente iguales y diferentes a los átomos de otro elemento.

Los átomos se podían agrupar formando un átomo compuesto, por ejemplo, H₂O.

Introdujo el concepto de que la materia es discontinua y, además, que los átomos están en gran parte vacíos.

Inconsistencias de Dalton

Actualmente se sabe que dentro de un mismo elemento pueden existir átomos diferentes (isótopos).

Otro error suyo fue considerar que las partículas más pequeñas que forman la materia son los átomos. Actualmente se conocen partículas subatómicas más pequeñas que el átomo, como los neutrones, protones, neutrinos, electrones, entre otras.

Teoría de Thomson

Thomson consideraba el átomo como una esfera maciza cargada positivamente, en la que los electrones estaban incrustados, como pasas en un pastel.

El mérito de Thomson fue descubrir los rayos catódicos. Los rayos catódicos que visualizó en un tubo de descarga eran, en realidad, electrones.

Teoría de Rutherford

Está basada en la teoría propuesta por Rutherford. Dirigió partículas alfa hacia una lámina de oro, rodeada de pantallas.

• La mayoría de las partículas atravesaban la lámina sin problemas.
• Un porcentaje menor se desviaba.
• Una cantidad aún más pequeña rebotaba.

Las partículas que atravesaban la lámina sin problemas lo hacían porque el átomo estaba mayormente vacío. Las que se desviaban pasaban cerca de la esfera cargada positivamente, y las que rebotaban chocaban directamente con ella.

Conclusiones de Rutherford

El átomo tiene dos partes fundamentales:

• La corteza, prácticamente hueca, donde se encuentran los electrones girando en torno a un núcleo.
• El núcleo, donde se encuentran las partículas positivas, llamadas protones. Rutherford logró calcular su carga y su masa.

Los núcleos son muy pequeños en comparación con el tamaño del átomo y son muy densos: prácticamente toda la masa del átomo está concentrada en ellos.

Rutherford comprobó que la densidad del núcleo era demasiado elevada para que solo existieran protones, por lo que propuso la existencia de otras partículas sin carga y de masa similar a la de los protones. Más tarde se descubrieron, y se denominaron neutrones.

Inconsistencias del modelo de Rutherford

1º Según la teoría electromagnética de Maxwell, una partícula cargada que se mueve con aceleración emite continuamente energía en forma de onda electromagnética.

Según Maxwell, un electrón que gira en torno al núcleo se mueve con aceleración normal y, por lo tanto, está emitiendo energía.

Al emitir energía, el electrón se acerca al núcleo. De esta forma, la vida de los átomos sería muy corta.

2º Rutherford consideraba que en la corteza podían existir infinitas órbitas y que los electrones podían estar en cualquiera de ellas.

Esto supondría que la materia fuera prácticamente continua. Experimentalmente, mediante los espectros atómicos, se demostró que la materia no es continua, sino discontinua; es decir, que entre órbita y órbita existen espacios vacíos.

Teoría de Bohr

Bohr, alumno de Rutherford, se basó en su teoría y enunció tres principios para salvar las inconsistencias anteriores:

1. Primer principio: los electrones giran en torno al núcleo describiendo órbitas circulares, llamadas órbitas estacionarias. Mientras un electrón se encuentre en una órbita estacionaria, no absorbe ni emite energía.
2. Segundo principio: solo cuando un electrón pasa de una órbita estacionaria a otra emite o absorbe energía en forma de onda electromagnética. La diferencia de energía entre ambas órbitas es igual a la energía de la radiación electromagnética.
3. Tercer principio: solo se permiten para los electrones aquellas órbitas estacionarias donde el momento cinético del electrón sea un múltiplo entero de la constante de Planck dividida entre 2π.