Definición de Modelo Atómico (Dalton, Bohr, Thomson, Rutherford y Schrôdinger)

Son los modelos propuestos por distintos científicos que intentan explicar la estructura de un átomo y las partículas que lo conforman.

Candela Rocío Barbisan | Ene. 2022
Ingeniera Química

Teoría Atómica de Dalton

En primer lugar, la Teoría Atómica de Dalton fue desarrollado por el científico que le da origen a su nombre fue modelado en 1808 y establece que los átomos de un elemento son todos iguales entre sí, mientras que un compuesto está formado por átomos de distintos elementos. Sin embargo, estableció los principales como, por ejemplo: la materia se forma por átomos y estas partículas son indivisibles al ojo humano mientras que si se agrupan forman moléculas.

Modelo Atómico de Bohr

En 1903, el químico Bohr dio a conocer el Modelo Atómico de Bohr, quien intentó explicar los espectros de emisión y absorción de los átomos, que tanto Thomson como Rutherford no habían logrado explicar su naturaleza. Para ello, Bohr propuso una serie de postulados, entendió al átomo como aquel que está formado por un núcleo cargado positivamente mientras que los electrones giran alrededor de este núcleo, en órbitas circulares, ocupando distintos niveles discretizados. Ahora bien, cuando el electrón se mueve en este nivel, está en una condición estable energéticamente, mientras que, cuando pasa a un nivel superior de energía, más alejado del núcleo, absorbe energía para poder hacerlo y se “excita”. Si ahora el electrón disminuye en un nivel, debe emitir la energía excedente, esa cantidad fija de energía emitida es el “fotón”. Este modelo plantea la numeración de niveles de 1 a 7 en donde el cupo máximo de electrones está dado por 2n2, siendo n de 1 a 7.

Este modelo fue perfeccionado posteriormente (con los avances de Thomson y Rutherford), advirtiendo que los electrones podrían girar en órbitas de tipo elípticas y, en 1932, Chadwick introduce el concepto de neutrón que hasta ahora era desconocido. Esta nueva partícula subatómica es de igual masa que un protón, pero carga neutra y se ubica en el interior del núcleo.

La teoría de Bohr, y sus distintos agregados, sentaron las bases a lo que hoy conocemos como átomo, entendiendo que este tiene espacios vacíos y que está formado por partículas subatómicas nucleares (protón y neutrón) y una zona extra nuclear en donde los electrones, de menor masa que protones y neutrones, se ubican en distintos niveles energéticos.

Cuando se estudiaron, bajo el modelo de Bohr, átomos más complejos (de más de un electrón) resultaba inexplicable la naturaleza del espectro, incluso el sometimiento a campos magnéticos del electrón del hidrógeno.

Modelo de Thomson

En 1904, Thomson refiere al átomo como una partícula en donde la mayor cantidad de masa se corresponde con la parte positiva y los electrones se encuentran incrustados en él. Sin embargo, también hizo referencia a algunas cuestiones que explicaron fenómenos hasta entones desconocidos.

Basado en estudios de rayos catódicos, se refirió a las cargas de los átomos, haciendo responsables a la perdida o ganancia de electrones y asegurando que la cantidad de protones era fija. En este sentido, habló de la formación de iones, llamando cationes a aquellos átomos que pierden electrones y aniones a aquellos que inversamente, adquieren electrones.

Modelo de Rutherford

Este modelo explicó el tamaño del átomo, demostrando que era un tanto mayor al considerado por Thomson. Aquí Rutherford menciona una zona extra nuclear llama “corteza”, en donde se ubican los electrones y el núcleo, parte principal del átomo contiene la masa positiva y los neutrones.

Este científico logró entender la neutralidad de un átomo y calculó su tamaño y el del núcleo. Por ello, fue capaz de comprender la cantidad de espacios vacíos presentes.

Modelo Mecánico Cuántico

En 1926, se desarrolla este modelo basado en el trabajo de cuatro teorías fundamentales: la Teoría Cuántica de Plank, la Teoría Dualista de Broglie, el Principio de Incertidumbre de Heinsenberg y la Ecuación de onda de Schrôdinger.

La Teoría Cuántica de Plank describe el fenómeno de absorción y emisión de energía de los cuerpos, ya que cuando un cuerpo se calienta, sus átomos vibran y se emite energía de manera discontinua. Para Plank, la energía estaba “paquetizada” y sólo se permitían determinadas vibraciones.

En cuanto a la Teoría Dualista de Broglie, este científico demostró el carácter dualista de los electrones, ya que los mismos pueden ser tratados como ondas y como partículas. Broglie demuestra que el dualismo puede aplicarse de manera general, ya que cualquier materia podría tratarse en términos ondulatorios.

Por otro lado, el Principio de Incertidumbre de Heinsenberg sentó un principio fundamental de la Teoría Atómica Moderna, ya que explicó que resulta imposible conocer la velocidad y la posición de un electrón de manera simultánea. Heinsenberg expresa estos dos parámetros en términos probabilísticos.

Por último, la Ecuación de onda de Schrôdinger permitió comprender de manera más tangible el comportamiento de un electrón en la zona extra nuclear. En cuestiones matemáticas, Schrôdinger expresa en una ecuación el valor de energía permitida por un electrón, la función de onda y su orbital. Además, esta ecuación involucra parámetros como la masa y la energía potencial. Para ello, define al orbital como la región en donde existe mayor probabilidad de ubicar a un electrón, siendo este una especie de nube y es, matemáticamente, el cuadrado de la función de onda. Una vez resuelta la ecuación en tres dimensiones, se obtienen los famosos números cuánticos que son capaces de dar una idea estimada de la ubicación de un electrón y la energía asociada, en términos de probabilidad.

 
 
 
 
Por: Candela Rocío Barbisan. Ingeniera Química por la UNMdP, Argentina, trabaja en la gestión de activos e integridad a diversas industrias, principalmente Oil & Gas. Certificada en API 580, Risk Based Inspection, por el American Petroleum Institute. Profesora en la Facultad de Ingeniería en la UNMdP, en las cátedras de Química General I, Laboratorio de Operaciones Unitarias (4º año, Ing. Química) y Laboratorio de Reactores y Control (5º año, Ing. Química).
Trabajo publicado en: Ene., 2022.
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Barbisan, C. R. (enero, 2022). Definición de Modelo Atómico (Dalton, Bohr, Thomson, Rutherford y Schrôdinger). Definición ABC. Desde https://www.definicionabc.com/ciencia/modelo-atomico.php
 
 
 
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