- Demócrito
- Dalton
- Thomson
- Ruterford
- Bohr
- Números Cuánticos
Aproximación al conocimiento de la materia
El descubrimiento del átomo ha sido muy importante para el progreso y la aplicación de la física, química y biología, porque estas ciencias estudian las propiedades de la materia, y el átomo es la unidad básica de la materia. Tal descubrimiento fue el resultado de continuados trabajos realizados por investigadores desde la antigüedad.
A continuación se describe cómo se llegó al concepto actual de átomo.
Demócrito de Abdera
Filósofo Griego que vivió en el siglo V a.de.C. Al igual que otros pensadores, expresó ideas sobre muchos temas que hoy forman al campo de es de ciencias diversas; por ejemplo, los filósofos griegos se interesaban por cuestiones biológicas, físicas, del lenguaje, entre otras.
Tema de gran interés para ellos es saber de que están hechas las cosas.
Sus reflexiones condujeron a Demócrito a afirmar que las cosas están formadas por partículas de materia invisibles, indivisibles e indestructibles, separadas entre sí por espacios vacíos, llamó a estas partículas átomos, palabra griega que significa que no se puede dividir.
También dijo que la materia es lo único eterno y que no cambia (es inmutable).
Mientras tanto muchos sabios de su época y posteriores no aceptaron esta doctrina, Demócrito pudo comprobarla mediante experimentos, porque en su tiempo las demostraciones se efectuaban solamente con base de razonamientos.
No obstante que las ideas de Demócrito no fueron aceptadas, eso no significo que se detuviera del deseo de conocer de que están hechas las cosas.
John Dalton
F
ue un químico inglés que vivió en el siglo pasado. Nació en 1766 y murió en 1844. Por una parte Dalton aceptaba la existencias de los átomos , al igual que Demócrito sin embargo, gracias a los progresos de la física y la química, su teoría atómica fue más precisa que la teoría Democritana acerca del átomo. Dalton ya no hablo de “cosas” en general, sino de elementos, para él las cosas estaban construidos por elementos el cual decía que:
ue un químico inglés que vivió en el siglo pasado. Nació en 1766 y murió en 1844. Por una parte Dalton aceptaba la existencias de los átomos , al igual que Demócrito sin embargo, gracias a los progresos de la física y la química, su teoría atómica fue más precisa que la teoría Democritana acerca del átomo. Dalton ya no hablo de “cosas” en general, sino de elementos, para él las cosas estaban construidos por elementos el cual decía que:
1.-Todos los elementos químicos están compuestos por átomos
2.-Los átomos de un mismo elemento son exactamente iguales
3.-Hay tantos tipos de átomos como elementos existen
4.-Cada elemento posee su tipo de átomos
5.-Los átomos son indivisibles e indestructibles
6.-Las moléculas están formadas por dos o más átomos unidos
7.-Los compuestos están formados por dos o más átomos de distinto tipo.
Por otra parte, la teoría atómica de Dalton hacia imposible el deseo alquimista (transformar un metal en oro), porque según Dalton, cada elemento poseía su propio tipo de átomos de los átomos de otro elemento.
J.J. Thomson
La identificación por J.J. Thomson de unas partículas subatómicas cargadas negativamente, los electrones, a través del estudio de los rayos catódicos, y su posterior caracterización, le llevaron a proponer un modelo de átomo que explicara dichos resultados experimentales. Se trata del modelo conocido informalmente como el pudín de ciruelas, según el cual los electrones eran como 'ciruelas' negativas incrustadas en un 'pudín' de materia positiva.
E. Rutherford
Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.
Niels Bohr
En 1913 Bohr publicó una explicación teórica para el espectro atómico del hidrógeno.
Basándose en las ideas previas de Max Plank, que en 1900 había elaborado una teoría sobre la discontinuidad de la energía (Teoría de los cuantos), Bohr supuso que el átomo solo puede tener ciertos niveles de energía definidos.
Bohr establece así, que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. Estas órbitas son estacionarias, en ellas el electrón no emite energía: la energía cinética del electrón equilibra exactamente la atracción electrostática entre las cargas opuestas de núcleo y electrón.
El electrón solo puede tomar así los valores de energía correspondientes a esas órbitas. Los saltos de los electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor energía o viceversa suponen, respectivamente, una emisión o una absorción de energía electromagnética (fotones de luz).
Basándose en las ideas previas de Max Plank, que en 1900 había elaborado una teoría sobre la discontinuidad de la energía (Teoría de los cuantos), Bohr supuso que el átomo solo puede tener ciertos niveles de energía definidos.
Bohr establece así, que los electrones solo pueden girar en ciertas órbitas de radios determinados. Estas órbitas son estacionarias, en ellas el electrón no emite energía: la energía cinética del electrón equilibra exactamente la atracción electrostática entre las cargas opuestas de núcleo y electrón.
El electrón solo puede tomar así los valores de energía correspondientes a esas órbitas. Los saltos de los electrones desde niveles de mayor energía a otros de menor energía o viceversa suponen, respectivamente, una emisión o una absorción de energía electromagnética (fotones de luz).
| Sin embargo el modelo atómico de Bohr también tuvo que ser abandonado al no poder explicar los espectros de átomos más complejos. La idea de que los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas definidas tuvo que ser desechada. Las nuevas ideas sobre el átomo están basadas en la mecánica cuántica, que el propio Bohr contribuyó a desarrollar. |
Números Cuánticos |
La propuesta de Schrodinger , considerado como el 5° modelo atómico , radica en describir las características de todos los electrones de un átomo , y para ello uso lo que conocemos como números cuánticos .Los números cuánticos se denominan con las letras n, m, l y s y nos indican la posición y la energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos números cuánticos.El significado de los números cuánticos es :n = número cuántico principal, que indica el nivel de energía donde se encuentra el electrón, asume valores enteros positivos, del 1 al 7 .l = número cuántico secundario, que indica el orbital en el que se encuentra el electrón , puede ser s , p , d y f (0 , 1 , 2 y 3 ).m = número cuántico magnético , representa la orientación de los orbitales en el espacio, o el tipo de orbital , dentro de un orbital especifico. Asume valores del número cuántico secundario negativo (-l) pasando por cero, hasta el número cuántico positivo (+l) .s = número cuántico de spin, que describe la orientación del giro del electrón. Este número tiene en cuenta la rotación del electrón alrededor de su propio eje a medida que se mueve rodeando al núcleo. Asume únicamente dos valores +1/2 y -En resumen los números cuanticos se expresan :n : Nivel de energía (1, 2, 3, 4, 5, 6, 7)l : Orbital (s=0, p=1, d=2 y f=3) de l =0 (orbital s) hasta n - 1.m : magnético (m=-l ,0 +1) desde -l, pasando por cero,hasta +l.s : spin (-1 , + 1 ).Los números cuánticos sirven a su vez para entender la información que aporta la configuración electrónicaDe esta forma se pueden obtener los números cuánticos de los electrones de los niveles superiores. Para mayor facilidad se presentará una tabla para asignar los números cuánticos correctos, conociendo la configuración electrónica y la localización exacta del electrón.
1s2/2s22p6/3s23p6/4s23d104p6/5s24d105p6/6s24f145d106p6/7s25f146d107p6El número que precede al orbital es igual al número cuántico principal,por ejemplo para los electrones que están en el orbital 4p, el nivel = 4.El número cuántico secundario se establece observando el orbital referido, por ejemplo para el orbital 4p , el subnivel es el orbital , l = 1 (p)
El existen tres tipos de orbitales p (px , py y pz ) por lo que se dice que hay tres espacios donde se acomodan dos electrones en cada uno, esos espacios o tipos de orbitales reciben el número cuántico magnético de -1 , 0 y +1 . Es decir para el orbital p existen 3 números cuánticos magnéticos.
Si nos referimos al cuarto nivel de energía, 4s23d104p6? , y se menciona al orbital 4p, el superíndice indica el total de electrones de ese orbital, si se sabe que el orbital p siempre tiene los números cuánticos m ( -1 , 0 , +1 ) , entonces se agrupan de dos en dos , es decir 2 electrones para cada número cuántico magnético. De tal manera que dos electrones (los apareados) diferirán únicamente del número cuántico s o de spin , ya que uno tendrá s = - 1/2 y el otro s = + 1/2 .
Para una mejor conprención de lo ya explicado te recomendamos que lleves a cabo el analisis de esté video
