Teorías
Atomistas de Dalton, Thomson y Rutherford
joshep John Thomson: realizó una serie de
experimentos en tubos de rayos catódicos, que le condujeron al descubrimiento
de los electrones. Thomson utilizó el tubo de rayos catódicos en tres
diferentes experimentos.
En su tercer experimento (1897), Thomson determinó la
relación entre la carga y la masa de los rayos catódicos, al medir cuánto se
desvían por un campo magnético y la cantidad de energía que llevan. Encontró
que la relación carga/masa era más de un millar de veces superior a la del ion
Hidrógeno, lo que sugiere que las partículas son muy livianas o muy cargadas
Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de pudín de pasas.
Las conclusiones de Thomson fueron audaces: los rayos catódicos estaban hechos de partículas que llamó "corpúsculos", y estos corpúsculos procedían de dentro de los átomos de los electrodos, lo que significa que los átomos son, de hecho, divisibles. Thomson imaginó que el átomo se compone de estos corpúsculos en un mar lleno de carga positiva; a este modelo del átomo, atribuido a Thomson, se le llamó el modelo de pudín de pasas.
El modelo atómico de Thomson, es una
teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson,
descubridor del electrón en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y
del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga
negativa en un átomo positivo, como un budín de pasas. Se pensaba que los
electrones se distribuían Dicho modelo fue rebatido tras el experimento de
Rutherford, cuando se descubrió el núcleo del átomo. uniformemente alrededor
del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga negativa se
postulaba con una nube de carga positiva.
Limitaciones del modelo atómico de Thomson:
Según el modelo de Thomson, los átomos están constituidos
por una distribución de carga y masa regular, y éstos están unidos unos con
otros formando la sustancia. Es decir, la sustancia debería poseer una
estructura interna homogénea y, por tanto, las partículas al atravesarla
deberían tener un comportamiento uniforme. Tras los experimentos de Rutherford,
y tras el descubrimiento de las partículas subatómicas se vio que lo dicho por
Thomson no se cumplía.
Por otro lado,
aunque Thomson explicó la formación de iones, dejó sin explicación la
existencia de las otras reacciones.
John Dalton: tomó como punto de partida una serie de
evidencias experimentales conocidas en su época:
ü Las sustancias elementales
no pueden descomponerse.
ü Las
sustancias, simples o compuestas, tienen siempre las mismas propiedades
características.
ü Los elementos no
desaparecen al formarse un compuesto, pues se pueden recuperar por
descomposición de éste.
ü La masa se
conserva en las reacciones químicas, que provenía de la Ley de
conservación de la masa del químico francés Lavoisier.
ü La
proporción de los elementos que forman un compuesto es constante, que provenía
de la Ley de las proporciones definidas del también químico
francés Proust.
La materia está formada por partículas
pequeñísimas llamadas “átomos”. Estos átomos no se pueden dividir ni romper, no
se crean ni se destruyen en ninguna reacción química, y nunca cambian. Los
átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa y
dimensiones; por ejemplo, todos los átomos de hidrógeno son iguales. Por otro
lado, los átomos de elementos diferentes, son diferentes; por ejemplo, los
átomos de oxígeno son diferentes a los átomos de hidrógeno. Los átomos pueden
combinarse para formar compuestos químicos. Por ejemplo, los átomos de
hidrógeno y oxígeno pueden combinarse y formar moléculas de agua. Los átomos,
al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples. Los átomos de
elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más
de un compuesto. Por ejemplo, un átomo de carbono con uno de oxígeno forman
monóxido de carbono, mientras que dos átomos de oxígeno con uno de carbono,
forman dióxido de carbono.
El modelo
atómico de Dalton, fue el primer modelo atómico con bases
científicas, formulado en 1808 . Para Dalton los átomos
eran esferas macizas.
Dalton
explicó su teoría formulando una serie de enunciados simples:
.La
materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas, que son indivisibles
y no se pueden destruir.
·Los átomos de un mismo elemento son iguales
entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de
los diferentes elementos tienen pesos diferentes.
·Los átomos
permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
·Los átomos, al combinarse para
formar compuestos guardan relaciones simples.
· Los
átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y
formar más de un compuesto. Los compuestos químicos se forman al unirse
átomos de dos o más elementos distintos.
Limitaciones del modelo atómico de Dalton:
En un principio, Dalton dijo que la materia estaba formada
por átomos, es decir, por partículas indivisibles e inalterables. Pero al
descubrirse la existencia de las partículas subátomicas, se comprobó que el
átomo no era indivisible. A pesar de que la teoría de Dalton era errónea,
significó un avance muy importante en el camino de la comprensión de la
materia. Además, la aceptación del modelo de Dalton no fue inmediata, y durante
bastantes años muchos científicos se resistieron a reconocer la existencia del
átomo.
Ernest
Rutherford centró sus investigaciones en las
características de las radiactividad, diseñando su famosa experiencia de
bombardear láminas delgadas de distintas sustancias, utilizando como
proyectiles las partículas alfa (α).
Realizó en
1911 una experiencia que supuso en paso adelante muy importante en el
conocimiento del átomo. La experiencia de Rutherford consistió en bombardear
con partículas alfa una finísima lámina de oro. Las partículas alfa atravesaban
la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc. Poseía
información sobre el tamaño, masa y carga del núcleo, pero no tenía información
alguna acerca de la distribución o posición de los electrones.
El modelo
atómico de Rutherford es unateoría sobre la estructura interna
del átomo propuesto por el químico y físico británico neozelandés Ernest
Rutherford para explicar los resultados de su "experimento de la
lámina de oro", realizado en 1911.
El modelo
de Rutherford fue el primer modelo atómico que consideró al átomo formado por
dos partes: la "corteza", constituida por todos sus electrones,
girando a gran velocidad alrededor de un "núcleo", muy pequeño, que
concentra toda la carga eléctrica positiva y casi toda la masa del átomo.
Limitaciones del modelo atómico de Rutherford:
Rutherford propuso que los electrones orbitarían en ese
espacio vacío alrededor de un minúsculo núcleo atómico, situado en el centro
del átomo. Además se abrían varios problemas nuevos que llevarían al
descubrimiento de nuevos hechos y teorías al tratar de explicarlos:
Por un lado se planteó el problema de cómo un conjunto de
cargas positivas podían mantenerse unidas en un volumen tan pequeño, hecho que
llevó posteriormente a la postulación y descubrimiento de la fuerza nuclear
fuerte, que es una de las cuatro interacciones fundamentales.
Por otro lado existía otra dificultad proveniente de la
electrodinámica clásica que predice que una partícula cargada y acelerada, como
sería el caso de los electrones orbitando alrededor del núcleo, produciría
radiación electromagnética, perdiendo energía y finalmente cayendo sobre el
núcleo. Las leyes de Newton, junto con las ecuaciones de Maxwell del
electromagnetismo aplicadas al átomo de Rutherford llevan a que en un tiempo
del orden de s, toda la energía del
átomo se habría radiado, con la consiguiente caída de los electrones sobre el
núcleo. Se trata, por tanto de un modelo físicamente inestable, desde el punto de
vista de la física clasica
Nicolás Yair Malicoutakis
No hay comentarios:
Publicar un comentario