Historia de los Modelos Atómicos y la Tabla Periódica

Modelos Atómicos: Un Viaje a la Estructura de la Materia

La materia está formada por átomos (partículas indivisibles e indestructibles, según la teoría inicial).

Teoría Atómica de Dalton

Postulados Clave

• Los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa y las mismas propiedades.
• Los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa y propiedades.
• Los compuestos están formados por la combinación de átomos de elementos diferentes en una proporción fija para cada compuesto.
• En una reacción química, los átomos no se crean ni se destruyen, solo cambian su distribución en las sustancias.

Limitaciones de la Teoría de Dalton

• Los átomos no son indivisibles. Están constituidos por protones, electrones, neutrones, etc.
• Todos los átomos de un mismo elemento no tienen la misma masa. Existe la presencia de isótopos.
• Dalton asignó fórmulas erróneas a algunos compuestos. Al agua le asignó la fórmula HO.
• En las reacciones nucleares, los átomos pueden transmutarse unos en otros.

Modelo Atómico de Rutherford (1909)

El átomo es una esfera maciza con carga positiva donde se encuentran incrustados los electrones (esto parece una descripción previa, quizás del modelo de Thomson, pero el texto lo sitúa antes de la explicación del experimento de Rutherford).

El Experimento de la Lámina de Oro

Explicación de los resultados del experimento:

• El hecho de que la mayor parte de las partículas atravesaran la lámina sin desviarse indica que el átomo es, en su mayor parte, espacio vacío.
• El hecho de que algunas partículas se desviaran indica que han pasado cerca de una zona del átomo que también tiene carga positiva y las ha repelido.
• El hecho de que algunas partículas rebotaran indica que existen choques contra una zona del átomo muy densa y fuertemente positiva, que denominó núcleo atómico.

Descripción del Modelo de Rutherford

• Núcleo atómico: parte del átomo donde se encuentra la mayor parte de la masa del átomo y la carga positiva, pues es donde se encuentran los protones.
• Corteza: parte del átomo donde los electrones, cargados negativamente, giran alrededor del núcleo.

Fallos del Modelo Atómico de Rutherford

En su modelo atómico, Rutherford supone que los electrones giran alrededor del núcleo. Sin embargo, la física clásica dice que una carga en movimiento pierde continuamente energía en forma de radiación. Esto quiere decir que los electrones irían perdiendo energía, con lo que poco a poco irían acercándose más al núcleo hasta chocar contra él y el átomo se destruiría.

Modelo Atómico de Bohr

El átomo está formado por un núcleo, donde están los protones y neutrones, y una corteza donde se encuentran los electrones.

Postulados Clave

• Los electrones solo pueden girar en torno al núcleo en unas órbitas circulares determinadas, en las que no emiten energía.
• El electrón tiene una energía determinada en cada una de las órbitas, tanto mayor cuanto más alejada esté la órbita del núcleo. Por esta razón, Bohr llamó a cada órbita nivel de energía.
• Cuando el electrón pasa de una órbita a otra, absorbe o emite energía.

Modelo Mecánico Cuántico (Moderno)

El átomo consta de un núcleo positivo, en el que se localizan los protones y los neutrones, y de una corteza negativa en la que se hallan los electrones, en un número igual al de protones.

Concepto de Orbital

• En este modelo no se habla de órbitas, sino de orbitales.
• Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima (superior al 90%).
• Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas.

La Tabla Periódica: Organización de los Elementos

Evolución Histórica

• Tríadas de Döbereiner (1817): Agrupamiento de elementos de propiedades semejantes de tres en tres, de tal forma que la masa atómica del elemento intermedio es aproximadamente la media aritmética de las masas atómicas de los elementos de los extremos.
• Ley de las Octavas de Newlands (1863): Disposición de los elementos por orden creciente de su masa atómica. Cada siete elementos se repetía la secuencia de propiedades. Solo se cumplía hasta el calcio.
• Tabla Periódica de Mendeleiev (1869): Disposición de los elementos por orden creciente de su masa atómica y agrupados según sus propiedades. Dejó huecos para elementos aún no descubiertos y cuyas propiedades predijo con asombrosa aproximación.
• Tabla Periódica Actual (Tabla de Werner-Paneth) o Sistema Periódico de los Elementos: Disposición de los elementos por orden creciente de número atómico (gracias a las investigaciones de Henry Moseley sobre la dependencia de las propiedades de los elementos con su número atómico) y agrupados según sus propiedades. Actualmente se conocen 118 elementos.

Estructura de la Tabla Periódica Moderna

• Períodos: Filas de la tabla. Hay 7 períodos.
• Grupos: Columnas de la tabla. Hay 18 grupos.