Pontificia Universidad Católica de Puerto Rico
Extensión Coamo

Teoría Atómica

María Isabel Rodríguez Goncalves
A00214885
CHEM 117 – Prof. Correa
Introducción

Cada sustancia del universo, están enteramente formada por pequeñas partículas llamadas átomos. Son tan pequeñas que no es posible tirarle una foto. Estas pequeñas partículas son estudiadas por la química, ciencia que surgió en la edad media y que estudia la materia. Para comprender estos átomos a lo largo de la historia diferentes científicos han enunciado una serie de teorías que nos ayudan a comprender la complejidad de estas partículas. Estas teorías significan el asentamiento de la química moderna. Ya se conocía el átomo pero no del todo. Posteriormente a fines del siglo XVIII se descubren un gran número de elementos, pero este no es el avance más notable. Ya en el siglo XIX se establecen diferentes leyes de la combinación y con la clasificación periódica de los elementos (1871). Actualmente su objetivo es cooperar a la interpretación de la composición, propiedades, estructura y transformaciones del universo, pero para hacer todo esto hemos de empezar de lo más simple y eso son los átomos, que hoy conocemos gracias a esas teorías enunciadas a lo largo de la historia. Estas teorías que tanto significan para la química es lo que vamos a estudiar en las próximas hojas de este trabajo.

¿Qué es una teoría?

Es una explicación basada en las observaciones y experimentos. La misma no es final, no es única y puede cambiar. Algunos ejemplos de teorías son:

1- Origen del universo 2- Evolución 3- Atómica 4- Vida en Marte 5- Ovnis 6- Virus SIDA 7- Interior de la Tierra 8- Existencia de otro Sistema Solar 9- Otra Galaxia 10- Leucemia 11- Existencia de Hitler

En general las teorías en sí mismas o en forma de modelo científico permiten hacer predicciones e inferencias sobre el sistema real al cual se aplica la teoría. Igualmente las teorías permiten dar explicaciones de manera económica de los datos experimentales e incluso hacer predicciones sobre hechos que serán observables bajo ciertas condiciones. Además, la mayoría de teorías permiten ser ampliadas a partir del contraste de sus predicciones con los datos experimentales, e incluso pueden ser modificadas o corregidas, mediante razonamientos inductivos. La ciencia e constituye y, sobre todo, se construye por la ampliación de ámbitos explicativos mediante la sucesión de teorías que, aun manteniendo su valor de verdad en su ámbito explicativo, son falseadas por las teorías que le siguen.

Planteamiento de un sistema hipotético-deductivo que constituye una explicación o descripción científica a un conjunto relacionado de observaciones o experimentos. Así, una teoría científica está basada en hipótesis o supuestos verificados por grupos de científicos (en ocasiones un supuesto, no resulta directamente verificable pero sí la mayoría de sus consecuencias).

John Dalton La teoría atómico-molecular clásica tiene por base la teoría atómica de Dalton. Existe entre estas dos teorías algunas diferencias fundamentales. Para Dalton, la partícula más pequeña de una sustancia era el átomo. Si la sustancia era simple, Dalton hablaba de "átomos simples"; por ejemplo de cloro, de hidrogeno, etc. Si la sustancia era Compuesta, Dalton hablaba de" átomos compuestos"; por ejemplo de agua. En realidad, los "átomos" de Dalton, son las partículas que nosotros Llamamos moléculas. Los siguientes postulados, son los que constituyen la teoría atómico-molecular clásica:
1 - Toda la materia es discreta y está formada por partículas pequeñas, definidas e indestructibles denominadas átomos, que son indivisibles por los métodos químicos ordinarios
2 - Los átomos de un mismo elemento son iguales y tienen las mismas propiedades; los átomos de elementos distintos son diferentes y tienen propiedades también diferentes
3 - Las moléculas se forman por la unión de un numero entero de átomos del mismo o de distintos elementos, en relaciones numéricas simples.
4 - Las sustancias simples y compuestas están constituidas por moléculas.
5 - Las moléculas de una misma sustancia son iguales en todos sus aspectos y distintas a las de otras sustancias
6 – Las moléculas de las sustancias simples están formadas por átomos iguales (del mismo elemento).
7 - Las moléculas de las sustancias compuestas están formadas por átomos de por lo menos dos elementos diferentes. El número de átomos de cada elemento que interviene en la formación de una molécula de una misma sustancia compuesta, es el mismo para todas las moléculas de la misma sustancia.

Hacia el 1800, el profesor inglés John Dalton recogió la idea del átomo que dio el filósofo Demócrito, si bien esta vez basándose en métodos experimentales.

Modelo Atómico de Dalton:

Dalton presentó la idea del átomo como una esfera sin carga. Cada elemento se componía de átomos de la misma clase. Fue el primero en postular la teoría atómica.

J. J. Thomson

En 1897 Joseph John Thompson realiza una serie de experimentos y descubre el electrón. En tubos de gases a baja presión en los que se establece una diferencia de potencial superior a 10.000 voltios, se comprobó que aparecían partículas con carga eléctrica negativa a las que se llamó electrones, y demostró que habían sido arrancados de los átomos (los cuales eran neutros). Tal descubrimiento modificó el modelo atómico de Dalton, que lo consideraba indivisible. Thompson supuso el átomo como una esfera homogénea e indivisible cargada positivamente en la que se encuentran incrustados los electrones. Thomson suponía que los electrones se distribuía de una forma uniforme alrededor del átomo, conocido este modelo como Pastel de pasas, es la teoría de estructura atómica, Thomson descubre el electrón antes que se descubrirse el protón y el neutrón. Pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva, en 1906 Thomson fue premiado con el novel de física por este descubrimiento. Para lograr una interpretación del modelo atómico desde un ángulo microscópico, entonces se puede definir como una estructura estática, ya que los mismos se encuentran atrapados dentro del “seno” de la masa que define la carga positiva del átomo. Thomson y su experimento: JJ Thomson, (en 1897), a mitad de un experimento midió la proporción que existe entre la carga y la masa de una corriente de electrones, usando un tubo de rayos catódicos del cual obtiene un valor, este valor es de 1.76x 108 Coulombs. En 1906 Thomson demuestra que el hidrógeno tiene un electrón, esto permite diversas teorías.

Modelo Atómico de Thomson:

Thomson decía que el átomo era una bola con carga positiva y con cargas negativas dentro de la dicha bola.

Erenest Rutherford

Ernest Rutherford (1871-1937) físico y químico británico, de origen neozelandés, es considerado el padre de la física nuclear. A comienzos de 1911, propuso la idea de que el átomo de cualquier elemento se compone de un núcleo diminuto en el que se reúne toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa y de electrones con carga negativa que giran alrededor de este núcleo. Es difícil evitar el término “partículas” al hablar de entidades fundamentales como el electrón, pero hay que recordar que no se deben imaginar únicamente como pequeñas bolitas o concentraciones de masa y energía en un punto sólido. El electrón es una entidad fundamental que no está formada por cosas más pequeñas. No se puede decir lo mismo del núcleo de un átomo. Al principio de la segunda década del siglo XX, Rutherford descubrió que el núcleo es como una bola formada partículas apretadas unas con otras, como en un racimo de uvas; los protones. De acuerdo al modelo atómico de Rutherford, el núcleo se compone de partículas con carga positiva, a las que denominó protones y de partículas con carga negativa, denominados electrones. Las cargas eléctricas de protones y electrones son de distinto signo pero de igual densidad. Por lo cual, los átomos son eléctricamente neutros. En 1920, Rutherford predijo que en el núcleo de los átomos, existían otras partículas, a la que denominó neutrones, que tenían masa similar magnitud a los protones, pero que no estaban dotadas de carga eléctrica. Se puede afirmar que prácticamente todo el espacio ocupado por el átomo, esta vacío.

Modelo Atómico de Rutherford:

Rutherford presentó la idea del átomo nuclear. El átomo se componía de un centro denso (pesados) cargado positivamente con unas partículas negativas moviéndose a su alrededor.

Niels Bohr

Entre 1911 y 1913 existió gran incertidumbre acerca de la estructura atómica. Se había descartado el modelo de J.J.Thomson porque no pudo explicar la desviación de los rayos alfa; el modelo de Rutherford estaba de acuerdo con los experimentos de desviación de partículas alfa, pero éste, además de ser inestable (porque el electrón perdía energía en forma de radiación electromagnética), no podía explicar la naturaleza de los espectros de emisión y absorción atómica. En 1913, Bohr desarrolló un modelo atómico abandonando las consideraciones de la física clásica y tomando en cuenta la Teoría cuántica de Max Planck. Niels Bohr no desechó totalmente el modelo planetario de Rutherford, sino que incluyo en las restricciones adicionales. Para empezar, consideró no aplicable el concepto de la física clásica de que una carga acelerada emite radiación continuamente. Bohr supuso que los electrones están dispuestos en capas definidas, o niveles cuánticos, a una distancia considerable del núcleo. La disposición de los electrones se denomina configuración electrónica. El número de electrones es igual al número atómico del átomo: el hidrógeno tiene un único electrón orbital, el helio dos y el uranio 92. Las capas electrónicas se superponen de forma regular hasta un máximo de siete, y cada una de ellas puede albergar un determinado número de electrones. La primera capa está completa cuando contiene dos electrones, en la segunda caben un máximo de ocho, y las capas sucesivas pueden contener cantidades cada vez mayores. Ningún átomo existente en la naturaleza tiene la séptima capa llena. Los últimos electrones, los más externos o los últimos en añadirse a la estructura del átomo, determinan el comportamiento químico del átomo.

Modelo Atómico de Bohr:

Modelo del átomo actual como un sistema solar. El átomo consiste de un centro positivo llamado núcleo y unas partículas negativas electrones moviéndose alrededor en unas orbitas.

Conclusión

La realidad es que cuando hablamos de átomos solo sabemos, teorías, no leyes. Nada esta concreto. Para mí la más perfecta es la de Bohr, ya que está estable porque contiene la misma cantidad de protones y electrones. Al pasar los años alguien más puede hacer un estudio y cambiar la teoría de Bohr. He aprendido mucho sobre las teorías, ya que solo había visto los modelos. Espero que mi trabajo sea de su agrado.