Modelos Atómicos: De Dalton a Bohr-Sommerfeld

Teoría y Modelo Atómico de Dalton

Propuesta por el profesor inglés de química John Dalton, entre 1803 y 1808.

• Los elementos químicos están formados por átomos.
• Estos átomos son indivisibles e indestructibles.
• Los átomos no cambian al unirse o combinarse; cada átomo conserva sus propiedades físicas y químicas.
• Los átomos de un mismo elemento químico son iguales en sus propiedades y peso.

Resumen de la Teoría de Dalton

• Antes de Dalton, ya existían ideas sobre el átomo.
• Con Dalton, estas ideas se convirtieron en teoría.
• Punto clave: "El átomo es la porción más pequeña de la materia, de forma esférica e invisible".

Sin embargo, esta teoría fue superada por el modelo de Thomson, ya que no explicaba los rayos catódicos, la radioactividad ni la presencia de electrones (e-) o protones (p+).

Teoría y Modelo Atómico de Thomson

Propuesta por el físico inglés Joseph John Thomson en 1905, aproximadamente cien años después de la de Dalton. Thomson descubrió el electrón, demostrando que el átomo sí es divisible.

• Thomson corrigió a Dalton: el átomo es divisible.
• Mejoró la teoría y el modelo atómico anterior.

Aspectos Clave del Modelo de Thomson

• Composición de la materia: Formada por átomos.
• Concepto de átomo: Es la parte más pequeña de la materia.
• Composición del átomo: Formado por electrones y protones.
• Estructura del átomo: Distribución de las cargas eléctricas dentro del átomo.
• Naturaleza del electrón y la carga positiva: Provienen del átomo y contienen electricidad.
• El átomo es eléctricamente neutro: La suma de las cargas negativas (electrones) es neutralizada por la carga positiva (protones).

Resumen del Modelo de Thomson

Mientras Dalton estableció que el átomo es la porción más pequeña e invisible de la materia, Thomson añadió que el átomo está dividido en dos partículas: protón y electrón.

Teoría y Modelo Atómico de Rutherford

Propuesta en 1909. Rutherford expuso lo siguiente:

• Toda la carga positiva (protones) se localiza en el núcleo, la parte central del átomo.
• Los electrones (cargas negativas) giran en forma circular alrededor del núcleo.
• La cantidad de carga positiva es diferente para cada elemento químico, pero corresponde a la mitad de la masa total del átomo.
• La cantidad de carga positiva (protones) es igual a la de las cargas negativas (electrones), haciendo que el átomo sea neutro.
• La masa del núcleo representa casi el 100% de la masa total del átomo.

Aspectos Válidos de la Teoría de Rutherford

• Descubrimiento del núcleo central del átomo, donde residen los protones.
• Los electrones giran alrededor del núcleo (aunque no explicó la forma exacta).

Resumen: Para Thomson, el átomo es la porción más pequeña de la materia, dividida en protones y electrones. Rutherford añadió que el átomo tiene un núcleo central con electrones girando a su alrededor.

Teoría y Modelo Atómico de Bohr

Propuesta en 1913.

• Coincidía con Rutherford en que el átomo contiene un núcleo central formado por protones, pequeño pero con la mayor parte de la masa.
• Los electrones giran alrededor del núcleo en forma circular, como un sistema planetario.
• Los espacios circulares donde giran los electrones son órbitas esféricas definidas, llamadas "capas de energía" (K, L, M, N, O, etc.).
• Un átomo puede tener varias capas de energía concéntricas; cada capa contiene un número determinado de electrones.
• Los electrones pierden energía a medida que se alejan del núcleo.
• Los electrones pueden absorber y perder energía al cambiar de nivel.

Bohr propuso el siguiente modelo atómico (ejemplo: átomo de Litio):

Resumen: Bohr concuerda con Rutherford en que el átomo es la parte más pequeña de la materia, con un núcleo central y electrones satélite. Añade que el núcleo es una masa de protones y que los electrones giran en capas de energía.

Teoría y Modelo Atómico de Bohr-Sommerfeld

Arnold Sommerfeld modificó el modelo de Bohr en 1915, añadiendo:

• Subniveles de energía: Un nivel de energía (Bohr) está dividido en subniveles, regiones donde se localizan los electrones. Cada nivel tiene varios subniveles, excepto el primero (solo tiene un subnivel "s").
• Movimiento de los electrones: Los electrones se mueven tanto en forma elíptica como circular alrededor del núcleo.

El modelo atómico de Bohr-Sommerfeld introduce dos números cuánticos: el número cuántico principal (nivel de energía) y el número cuántico orbital (subnivel de energía).

Este modelo, aunque sencillo, es incompleto. El átomo tiene un núcleo positivo central (aún no se conocía el neutrón) y electrones que giran alrededor en forma circular y elíptica. El número de protones es igual al número de electrones.