linea del tiempo

ModelosAtomicos

Representación estructural de un átomo que trata de explicar su comportamiento y propiedades.

DALTON

1902

THOMSON

RUTHERFORD

BOHR

SCHRÖDINGER

Modelo atomico

Ventajas y Desventajas

Postulados

Antecedentes

2015

Postulados

Modelo atomico

Ventajas y Desventajas

Antecedentes

2015

Ventajas y Desventajas

Modelo atomico

Postulados

Antecedentes

2015

Ventajas y Desventajas

Modelo atomico

Postulaods

Antecedentes

2015

Ventajas y Desventajas

Modelo atomico

Postulaods

Antecedentes

• Teoría cuántica de Planck

Max Planck introdujo la idea de que la energía se emite o se absorbe en paquetes discretos llamados "cuantos". Esta teoría revolucionaria fue fundamental para cambiar la percepción de la naturaleza de la luz y la energía.

Antecedentes

• Teoría del efecto fotoeléctrico de Einstein

Albert Einstein explicó el efecto fotoeléctrico utilizando la idea de que la luz está compuesta por partículas cuantizadas de energía, llamadas fotones. Esta contribución ayudó a establecer la dualidad onda-partícula de la luz.

• Principio de incertidumbre de Heisenberg

Werner Heisenberg enunció el principio de incertidumbre, que establece que es imposible conocer simultáneamente con precisión la posición y el momento (o velocidad) de una partícula subatómica. Este principio sentó las bases para el desarrollo de la mecánica cuántica.

• Teoría de los espectros atómicos de Bohr

Niels Bohr propuso un modelo para el átomo de hidrógeno que incorporaba conceptos de mecánica cuántica. Su modelo postulaba que los electrones se mueven en órbitas cuantizadas alrededor del núcleo y que solo ciertas transiciones entre estas órbitas son permitidas

Antes de este modelo, hubo varios antecedentes importantes en el desarrollo de la teoría atómica que ayudaron a Bohr a formular su propuesta.

Modelo Atómico de Rutherford

Ventajas

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• Proporcionó la primera descripción de un núcleo central en el átomo, que contenía la mayor parte de la masa y la carga positiva del átomo, lo que explicaba la dispersión de las partículas alfa en su famoso experimento.
• Proporcionó una explicación para la estabilidad de los átomos al postular que los electrones orbitaban alrededor del núcleo en órbitas estables, contrarrestando la atracción eléctrica del núcleo, lo que evitaba el colapso del átomo.
• Estableció las bases para la investigación posterior en física nuclear y la comprensión de la estructura y la estabilidad de los núcleos atómicos, lo que llevó al desarrollo de tecnologías nucleares y a avances en la física de partículas.

Modelo Atómico de Thomson

Desventajas

Para más información...

• No explicaba la concentración de la mayor parte de la masa y la carga positiva en un núcleo central, como lo demostró el experimento de dispersión de partículas alfa de Rutherford.
• No podía explicar por qué los electrones, cargados negativamente, no colapsaban hacia el núcleo cargado positivamente debido a la atracción eléctrica, lo que requería una explicación más detallada de las órbitas y la estabilidad electrónica.
• Limitaciones en la descripción de las propiedades atómicas, aunque identificó los electrones como partículas subatómicas, no pudo explicar fenómenos más complejos, como la emisión de luz en espectros específicos, que requerían un modelo más sofisticado de la estructura atómica.

Falta de explicación de las interacciones entre electrones: El modelo de Bohr no proporciona una explicación clara de cómo los electrones interactúan entre sí dentro de un átomo. No aborda el fenómeno de la repulsión electrostática entre los electrones de una misma órbita ni cómo se distribuyen en espacios tridimensionales.

Violación del principio de incertidumbre de Heisenberg: El modelo de Bohr implica órbitas bien definidas para los electrones, lo cual contradice el principio de incertidumbre de Heisenberg. Según este principio, no se puede determinar simultáneamente la posición exacta y el momento de un electrón.

Modelo Atómico de Bohr

Desventajas

Limitación para explicar átomos con más de un electrón: El modelo de Bohr fue diseñado para explicar los espectros de emisión del hidrógeno y no pudo extenderse de manera satisfactoria a átomos con más de un electrón, como el oxígeno o el carbono.

PROPORCIONES MULTIPLES

ATOMOS DE DIFERENTES ELEMENTOS

CONSERVACION DE LA MASA

PROPORCIONES FIJAS EN LOS COMPUESTOS

Cuando dos elementos forman más de un compuesto, las masas de un elemento que se combinan con una masa fija del otro elemento están en relación de números enteros simples.

La masa total de los atomos en los reactivos, es igual a la masa total de los atomos en los productos

Diferentes entre si en terminos de masa y propiedades quimicas

Los elementos se combinan en proporciones fijas y constantes para formar compuestos quimicos especificos

ATOMOS

• Indivisibles
• Identicos entre si
• Indestructibles

Fue un químico, matemático, naturalista y meteorólogo inglés.Fue el primero en probar la teoría de que la lluvia se produce por una disminución de la temperatura, y no por un cambio de presión atmosférica. Tambien es conocido por sus estudios sobre daltonismo, enfermedad la cual el padecia

1776-1884

JOHN DALTON

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La materia está compuesta por átomos de diferentes masas que se combinan en proporciones sencillas para formar compuestos.

• No toma en cuenta el espín del electrón, lo cual que ocasiona que no sea tan preciso en la predicción de los niveles de energía.
• Se limita a describir la estructura electrónica del átomo, es decir no describe el núcleo atómico ni su estabilidad.
• No toma en cuenta los efectos relativistas.
• No explica el decaimiento de los electrones a niveles de energía inferiores.

Modelo Atómico de Schrödinger

Desventajas

Modelo Atómico de Thomson

Ventajas

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• Descubrimiento de partículas subatómicas: Identificó el electrón como una partícula subatómica con carga negativa, lo que revolucionó la comprensión de la estructura atómica.
• Ayudó a explicar fenómenos eléctricos y magnéticos que no se podían entender completamente con los modelos anteriores, al sugerir la existencia de partículas cargadas dentro del átomo.
• Sentó las bases para el desarrollo de modelos atómicos posteriores, como el modelo nuclear de Rutherford y el modelo cuántico, al proponer la existencia de partículas subatómicas y la distribución de la carga dentro del átomo.

• La mayor parte de la masa atómica se concentra en el núcleo con carga eléctrica positiva.
• Alrededor del núcleo se encuentran los electrones, de carga eléctrica negativa, que lo orbitan en trayectorias circulares.
• La suma de las cargas eléctricas positivas y negativas de un átomo deberían ser iguales, para que el átomo sea eléctricamente neutro.

Propuesto en 1911, postulaba que los átomos tenían un núcleo central pequeño y denso, cargado positivamente, alrededor del cual los electrones orbitaban a gran distancia. Se basó en el experimento de dispersión alfa, donde se observó que la mayoría de las partículas alfa pasaban a través de una lámina de oro, pero algunas eran desviadas, lo que sugirió la existencia de un núcleo concentrado de carga positiva en el átomo. El modelo de Rutherford tenía limitaciones, como la incapacidad para explicar la estabilidad de los electrones en órbita, lo que condujo al desarrollo de modelos atómicos más refinados posteriormente.

Desarrollado por Ernest Rutherford.

Modelo Atómico

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PREDICCIÓN DE LA ESTABILIDAD DEL ÁTOMO

ESPACIO VACIO ALREDEDOR DEL NÚCLEO

ÓRBITAS ELECTRÓNICAS ALREDEDOR DEL NUCLEO

EXISTENCIA DE UN NÚCLEO CENTRAL CARGADO POSITIVAMENTE, RODEADO DE ELECTRONES

La estabilidad del átomo se debía a la fuerza centrífuga generada por el movimiento orbital de los electrones. Esta fuerza contrarrestaba la atracción electrostática entre los electrones y el núcleo, evitando que los electrones colapsaran hacia el núcleo.

La mayor parte del átomo era espacio vacío, con los electrones ocupando solo una pequeña fracción del volumen total del átomo. Esto se debía a que los electrones, en comparación con el tamaño del núcleo, tenían una masa insignificante y estaban distribuidos en órbitas alrededor del núcleo.

Postulados Fundamentales de Schrödinger

1

Postulado

Los electrones suelen comportarse como una onda estacionaria, la cual se distribuye por el espacio en base a las funciones que realiza la onda.

2

Postulado

Los electrones se desplazan dentro o cerca del átomo, de esta forma describe los orbitales

3

Postulado

Así mismo la configuración de este modelo atómico incluye el spin de los electrones y mucho menos la variación en cuanto al comportamiento de los electrones.

• Fue desarrollado en la década de 1913.
• Con este modelo, Bohr sentó las bases para la mecánica cuántica.
• Bohr recibió el premio nobel de física en 1922 por su investigación respecto a la estructura de los átomos y de la radiación.

Bohr propuso para el átomo de hidrógeno, un núcleo formado por una partícula positiva, y girando alrededor de ella, un electrón. Este es el modelo planetario donde el núcleo es el sol y los electrones los planetas. Consideró que las leyes de Newton y de Coulomb eran válidas e igualó la fuerza centrípeta con la electrostática.En 1926 Schrödinger llevó el modelo atómico de Bohr un paso más allá. Este modelo atómico es conocido como el modelo mecánico cuántico.

Desarrollado por Niels Bohr

Modelo Atómico

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• Fue desarrollado en la década de 1920.
• Es una formulación fundamental para la mecánica cuántica.
• Pese a su complejidad, este modelo fue fundamental para la comprensión de la química y física moderna.

Schrödinger propuso una ecuación de onda que describe la distribución probabilística de los electrones alrededor del núcleo atómico. Según este modelo, los electrones se visualizan como nubes de probabilidad densa llamadas orbitales, en lugar de órbitas definidas como en el modelo de Bohr. El modelo de Schrödinger proporciona una descripción más precisa y detallada de la estructura electrónica de los átomos y es aplicable a sistemas con múltiples electrones.

Desarrollado por Erwin Schrödinger

Modelo Atómico

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Propuesto a finales del siglo XIX, consideraba que el átomo era una esfera de carga positiva en la cual estaban incrustados los electrones de manera uniforme, similar a las pasas en un pudín. Esta disposición sugiere que el átomo es eléctricamente neutro en su conjunto.Este modelo fue reemplazado posteriormente por el modelo de Rutherford, que introdujo la idea de un núcleo atómico central.

Desarrollado por Joseph Thomson

Modelo Atómico

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• Toda la materia está hecha de partículas indivisibles llamadas átomos, que no pueden crearse ni destruirse.
• Los átomos del mismo elemento tienen idénticas masas y propiedades físicas.
• Los compuestos son combinaciones de átomos de 2 o más elementos.

Todas las reacciones químicas involucran el reordenamiento de átomos.

Modelo Atómico de Rutherford

Desventajas

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• Problemas con el modelo orbital, ya que no pudo explicar por qué los electrones no emitían radiación electromagnética y eventualmente se colapsaban en el núcleo debido a la aceleración en su movimiento orbital, contradiciendo la teoría electromagnética clásica.
• Limitaciones en la descripción de la estructura atómica; Aunque identificó la existencia de un núcleo central cargado positivamente, no pudo explicar completamente las propiedades de los espectros atómicos.
• Requiere refinamientos posteriores, como el modelo cuántico, para explicar fenómenos más complejos, como el comportamiento ondulatorio de los electrones y la naturaleza probabilística de sus órbitas.

Joseph John Thomson, conocido como J.J. Thomson, fue un destacado físico británico. Nacido en Manchester, Reino Unido, en 1856, es reconocido por su descubrimiento del electrón y por su modelo atómico del "pudín de pasas". En 1906, recibió el Premio Nobel de Física por sus contribuciones a la ciencia. Thomson fue director del Laboratorio Cavendish en la Universidad de Cambridge, donde dejó un legado duradero en la física moderna.

1856 - 1940

Joseph John Thomson

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• No considera las particulas subatomicas: No se tenía en cuenta la existencia de partículas subatómicas como electrones, protones y neutrones.
• Presupone igualdad en la masa de los átomos de un mismo elemento.
• No explica los fenómenos eléctricos ni los elementos de la tabla periódica.
• Considera a la molécula como la parte más pequeña de un compuesto.
• No explica la variabilidad en las masas atómicas.
• Considera a los átomos como indivisibles e indestructibles.

• Modelo de Thompson

Los átomos se visualizaban como una esfera de carga positiva con electrones incrustados dentro de ella, similar a las pasas en un pudín. Este modelo no pudo explicar correctamente la estabilidad de los átomos, pero fue una de las bases de Bohr.

Antecedentes

• Lamina de oro (Rutherford)

Descubrió que la mayoría de las partículas alfa pasaban directamente a través de la lámina, pero algunas eran desviadas en ángulos muy grandes. Este resultado condujo a la conclusión de que los átomos tienen un núcleo denso y cargado positivamente, con electrones girando alrededor de él.

• Teoría del quantum de luz de Einstein

En 1905, Albert Einstein propuso la teoría del quantum de luz, que sugiere que la luz está compuesta por partículas discretas llamadas fotones. Esta idea ayudó a cambiar la comprensión de la naturaleza de la luz de onda continua a partículas discretas de energía, lo que tuvo implicaciones importantes para el desarrollo del modelo atómico de Bohr.

• Teoría de cuantización de Planck

La idea de que la energía está cuantizada, propuesta por Max Planck en 1900, fue fundamental para el desarrollo del modelo atómico de Bohr. Planck demostró que la energía emitida o absorbida por un cuerpo negro estaba relacionada con la frecuencia de la radiación electromagnética, lo que sugirió que la energía no se emitía o absorbía de manera continua, sino en paquetes discretos llamados cuantos.

Antes de este modelo, hubo varios antecedentes importantes en el desarrollo de la teoría atómica que ayudaron a Bohr a formular su propuesta.

• Superó el modelo atómico de Bohr al explicar las diferencias de los subniveles energéticos.
• Predice razonablemente bien los niveles energéticos (pero no completamente)
• Predice adecuadamente las líneas de emisión espectrales de los átomos y los átomos ionizados.
• Predice la modificación de los niveles energéticos cuando existe un campo magnético o eléctrico
• Se puede ajustar para explicar el enlace químico y la estabilidad de las moléculas.

Modelo Atómico de Schrödinger

Ventajas

Postulados Fundamentales de Bohr

1

Postulado

Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía.

2

Postulado

Las únicas órbitas permitidas para un electrón son aquellas para las cuales el momento angular h=h/2π

3

Postulado

El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita permitida a otra.

Esto significaba que el electrón no puede tener cualquier velocidad, y por lo tanto no puede ocupar cualquier orbital.

Cuando un electrón se mueve a una órbita de menor energía, emite energía en forma de radiación electromagnética, como luz visible.

• Simplicad: Este modelo es relativamente simple y pudo explicar casi toda la química de su epoca.
• Fundamentacion de la teoria atomica: Fue el primero en proponer un modelo atómico con bases científicas.
• Explicacion de las leyes de proporciones: Proporcionó una explicación satisfactoria a la Ley de las proporciones constantes y a la Ley de las proporciones múltiples.
• Avance en la comprension de la materia: A pesar de sus limitaciones, el modelo de Dalton representó un avance muy importante en la comprensión de la materia.

Existencia de partículas con carga positiva y negativa

Los electrones tenían una masa mucho menor que la de un átomo y que la carga eléctrica era discreta y no continua, refutando así la idea previa de que la materia era uniforme y continua.

Debido al experimento de los rayos catodicos, Thomson llego a las siguientes conclusiones

Thomson observó que los rayos catódicos estaban compuestos por partículas con carga eléctrica negativa. Estas partículas fueron posteriormente denominadas electrones.

Al notar que los rayos catódicos se desviaban hacia el polo positivo de un campo magnético, Thomson concluyó que los átomos debían contener alguna cantidad de carga positiva para equilibrar la carga negativa de los electrones.

Fue un eminente físico neozelandés-británico, reconocido por sus contribuciones a la física nuclear y por el descubrimiento del concepto de núcleo atómico. Sus experimentos con la dispersión alfa llevaron al desarrollo del modelo atómico de Rutherford, en el cual propuso que la mayor parte de la masa del átomo se concentra en un núcleo central cargado positivamente, alrededor del cual orbitan los electrones. Por sus logros, Rutherford es considerado uno de los padres de la física nuclear y un pionero en la exploración de la estructura del átomo.

1871 - 1937

Ernest Rutherford

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ATOMO ELECTRICAMENTE NEUTRO

Aunque el átomo contenía cargas positivas y negativas, en conjunto era eléctricamente neutro debido a la cantidad igual de electrones y carga positiva en la esfera. Este postulado era esencial para explicar la estabilidad del átomo y su neutralidad eléctrica global.

Los electrones se distribuían uniformemente dentro de la esfera de carga positiva. Thomson postuló que los electrones eran partículas subatómicas incrustadas en la masa positiva del átomo, similar a las pasas en un pudín. Esta distribución explicaba la neutralidad eléctrica del átomo, ya que la carga positiva de la esfera se equilibraba con la carga negativa de los electrones.

ATOMO COMO ESFERA UNIFORME DE CARGA POSITIVA

ELECTRONES INCRUSTRADOS EN LA CARGA POSITIVA

Thomson propuso que el átomo era una esfera uniforme de carga positiva, similar a una bola de masa de pan. Este postulado se basó en sus experimentos con los rayos catódicos, donde observaron la prevención de los mismos bajo la influencia de campos eléctricos y magnéticos, lo que sugirió la existencia de partículas subatómicas con carga negativa

PROPORCIONES DEFINIDAS

Establece que cuando dos o más elementos se combinan para formar un compuesto, siempre lo hacen en una proporción constante de masas

Establece que la masa total de un sistema cerrado es constante, independientemente de los procesos químicos que ocurran dentro del sistema.

Dalton se baso en dos leyes para sus postulados de la teoria atomica

CONSERVACION DE LA MASA

Explicación del espectro de emisión: El modelo de Bohr permitió explicar cómo los átomos emiten y absorben luz en espectros discretos. Bohr postuló que los electrones emiten fotones de energía específica al saltar de una órbita a otra. Esto concordaba con las observaciones experimentales y proporcionó una clara interpretación del fenómeno espectroscópico.

Explicación de las órbitas de los electrones: El modelo de Bohr propuso que los electrones se encuentran en órbitas circulares alrededor del núcleo, y cada órbita corresponde a un nivel de energía específico. Esto ofreció una explicación sencilla y visualmente comprensible de cómo los electrones se distribuyen en torno al núcleo.

Modelo Atómico de Bohr

Ventajas

Simplicidad y utilidad didáctica: El modelo de Bohr es relativamente simple en comparación con modelos posteriores más complejos. Su fácil comprensión lo hace útil para enseñar los conceptos básicos de la estructura atómica a estudiantes de nivel introductorio, ya que permite visualizar los electrones en órbitas definidas.

1887 - 1961

Erwin Schrôndinger

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Fue un destacado físico austríaco conocido por sus contribuciones fundamentales a la mecánica cuántica. En 1926, formuló la famosa ecuación de onda que lleva su nombre, que describe el comportamiento de las partículas subatómicas en términos de funciones de onda. Esta ecuación es fundamental en la descripción de la física cuántica y le valió el Premio Nobel de Física en 1933, compartido con Paul Dirac. Schrödinger también es conocido por su paradoja del gato de Schrödinger, un experimento mental que ilustra los extraños conceptos de la superposición y la indeterminación cuántica. A lo largo de su vida, Schrödinger enseñó y realizó investigaciones en varias universidades europeas, dejando un legado perdurable en la física teórica.

En 1909, Rutherford y sus colaboradores realizaron experimentos donde bombardearon láminas delgadas de diferentes materiales, incluida una lámina de oro, con partículas alfa, que son núcleos de helio con carga positiva. Observaron la dispersión de las partículas alfa después de que pasaban a través de la lámina.

CONCLUSIONES

La mayoría de las partículas alfa pasaron directamente a través de la lámina de oro, demostrando que el átomo es principalmente espacio vacío.

Algunas partículas alfa fueron desviadas en ángulos grandes o incluso rebotaron hacia atrás, lo que indicó la presencia de un núcleo denso y cargado positivamente en el centro del átomo

LAMINA DE ORO

Este experimento llevó a la revisión del modelo atómico de Thomson y al desarrollo del modelo atómico nuclear de Rutherford, que describe un núcleo central con electrones orbitando alrededor de él.

BOLA INDESTRUCTIBLEO DE BILLAR

Este modelo sugeria un atomo indivisible.

Por lo tanto su modelo presentaba un atomo:

• Homogeneo
• Carente de estructura interna
• Esferico

Fui un paso crucial en el desarrollo de la teoría atómica.

Él y su maestro Leucipo propusieron la teoría atómica, según la cual el universo y todo lo que nos rodea está compuesto de átomos.

DEMOCRITO

Nada existe excepto átomos y espacio vacío; todo lo demás son opiniones.

1885-1962

Niels Bohr

Niels Bohr, físico danés, revolucionó la física moderna con su modelo atómico en 1913. Su teoría cuántica integró conceptos de Planck y Rutherford, estableciendo que los electrones orbitan alrededor del núcleo en niveles de energía discretos. Ganó el Premio Nobel de Física en 1922 y fundó el Instituto Niels Bohr en Copenhague, un centro líder en investigación. Su legado perdura como uno de los padres de la física cuántica.