Modelos Atómicos: Evolución y Características Clave

Modelos Atómicos: Un Viaje a Través de la Historia

Modelo Atómico de Dalton

Dalton propuso que la materia está compuesta por átomos, partículas indivisibles. Estableció que existen diferentes "especies" de átomos, que corresponden a los elementos químicos. Los átomos de un mismo elemento tienen la misma masa, mientras que los átomos de diferentes elementos poseen masas distintas. Visualizó los átomos como pequeñas esferas macizas.

Modelo Atómico de Thomson

Thomson describió el átomo como una esfera uniforme y permeable, cargada positivamente. En su interior, y también adheridos a su superficie, se encontraban electrones en cantidad suficiente para neutralizar la carga positiva del átomo.

Modelo Atómico de Rutherford

Rutherford postuló que la carga positiva y la masa del átomo se concentran en un núcleo. Este núcleo está formado por protones y neutrones (partículas sin carga eléctrica). Los electrones, por su parte, orbitan alrededor del núcleo en trayectorias elípticas o circulares, dentro de una región llamada corteza.

Modelo Atómico de Bohr

Bohr mantuvo la idea de protones y neutrones en el núcleo y electrones orbitando. Introdujo el concepto de niveles energéticos, representados por las rayas espectrales. Los electrones giran en órbitas circulares estables, con radios definidos. Cuando un electrón salta de una órbita de mayor energía a una de menor energía, emite energía en forma de radiación electromagnética (EM). El proceso inverso (absorción de energía) ocurre cuando el electrón salta a una órbita de mayor energía. La energía emitida o absorbida es igual a la diferencia de energía entre los niveles involucrados.

Modelo Atómico de Nube de Carga (Modelo Mecánico-Cuántico)

Este modelo describe al electrón no como una partícula clásica, sino como una distribución de carga eléctrica negativa que se mueve rápidamente alrededor del núcleo. Los electrones se encuentran en orbitales, regiones del espacio donde la probabilidad de encontrar al electrón es alta (entre 90% y 99%).

Números Cuánticos: Describiendo los Orbitales

• Número cuántico principal (n): Determina el radio del orbital y, por lo tanto, el nivel energético. Puede tomar valores enteros positivos: 1, 2, 3, 4, ...
• Número cuántico secundario (l): Define la forma del orbital y el subnivel de energía. Toma valores desde 0 hasta n-1. Se asocian letras a estos valores: s=0, p=1, d=2, f=3.
• Número cuántico magnético (m): Especifica la orientación del orbital y cuántos orbitales hay en cada subnivel. Toma valores enteros desde -l hasta +l, incluyendo el 0.
• Número cuántico de espín (s): Describe el giro del electrón sobre sí mismo. Puede tomar dos valores: +1/2 o -1/2.

Fenómenos Relacionados con la Estructura Atómica

Electrólisis

La electrólisis demuestra la relación entre la electricidad y la materia. El paso de una corriente eléctrica puede inducir una reacción química, evidenciando la naturaleza eléctrica de la materia.

Rayos Catódicos y Canales

• Rayos catódicos: Son haces de partículas diminutas con carga negativa (electrones).
• Rayos canales: Son haces de partículas con carga positiva (protones) y masa variable.

Radiactividad

La radiactividad es un fenómeno espontáneo en el cual el núcleo de un átomo emite radiaciones. Existen tres tipos principales de radiación:

• Radiación alfa: De naturaleza corpuscular, son haces de núcleos de helio.
• Radiación beta: También corpuscular, son haces de electrones.
• Radiación gamma: De naturaleza ondulatoria, es una onda electromagnética de alta frecuencia y corta longitud de onda.

La radiactividad es un proceso nuclear. Es imposible predecir cuándo un núcleo de un elemento radiactivo se desintegrará y emitirá una partícula.