EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS MODELOS ATÓMICOS

 
 

¿CÓMO SÓN LOS ÁTOMOS?

LA EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS MODELOS DE ÁTOMO ES UN EJEMPLO EXCELENTE DEL MODO EN QUE LA CIENCIA CRECE. EN DIFERENTES MOMENTOS HISTÓRICOS, LOS CIENTÍFICOS, CON EL CONOCIMIENTO DISPONIBLE, ACEPTARON COMO VÁLIDAS APROXIMACIONES QUE DESCUBRIMIENTOS POSTERIORES MODIFICARON.

 

EL ÁTOMO-BOLA DE DALTON TUVO VIGENCIA DURANTE TODO EL SIGLO XIX, AYUDANDO A ASENTAR LA QUÍMICA COMO CIENCIA Y COMO INDUSTRIA. FUE LA ÉPOCA DORADA DE LA QUÍMICA. EL DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN EN 1897 PERMITIÓ QUE EN 1904 THOMSON PLANTEARA EL ÁTOMO-PUDING, BOLA DE MATERIA CARGADA POSITIVAMENTE QUE CONTENÍA ELECTRONES EN SU INTERIOR. ESTE MODELO FUE SUSTITUIDO POR EL ÁTOMO NUCLEAR DE RUTHERFORD EN 1911. EL DESCUBRIMIENTO DEL NÚCLEO ATÓMICO FUE UN HITO IMPORTANTÍSIMO, PERO EL MOVIMIENTO DE ELECTRONES EN TORNO A UN CENTRO CON CARGA POSITIVA INTRODUCÍA UN PROBLEMA IRRESOLUBLE PARA LA FÍSICA CLÁSICA: EL ÁTOMO CON NÚCLEO NO PUEDE EXISTIR, ES INESTABLE, DESPUÉS DE 0,00000001 s DEBERÍA DESTRUIRSE. PERO LOS ÁTOMOS SON ESTABLES Y LA EXISTENCIA DEL NÚCLEO IRREFUTABLE. HABÍAMOS LLEGADO HASTA DONDE LA FÍSICA CLÁSICA PODÍA LLEGAR. EN 1911 TODOS LOS FÍSICOS SABÍAN QUE HABÍA QUE INVENTAR UNA NUEVA FÍSICA. LA FÍSICA CUÁNTICA.

EN 1913 BOHR CONSIGUIÓ INTRODUCIR LA CUANTIZACIÓN DE LA ENERGÍA (PRINCIPIO BÁSICO DE LA MECANICA CUÁNTICA) EN EL ÁTOMO. LA IDEA ERA SENCILLA: LOS ELECTRONES NO PODÍAN ESTAR A CUALQUIER DISTANCIA DEL NÚCLEO, SÓLO PODÍAN ESTAR EN CAPAS A CIERTAS DISTANCIAS PERMITIDAS (EL TAMAÑO DE LAS ÓRBITAS TAMBIÉN ESTABA CUANTIZADO). ESTAS INNOVACIONES CUÁNTICAS COHABITABAN CON LA FÍSICA CLÁSICA, PERO LA MEZCLA FUNCIONABA: SE PODÍA EXPLICAR EL ESPECTRO DISCONTINUO DE LA LUZ EMITIDA POR EL HIDRÓGENO.

LA INTRODUCCIÓN DE LA FÍSICA CUÁNTICA EN EL ÁTOMO ERA IMPARABLE, Y EN 1927 SCHRODINGER PROPONE UN MODELO ATÓMICO COMPLETAMENTE CUÁNTICO. LOS EFECTOS CUÁNTICOS (CUANTIZACIÓN DE LA ENERGÍA) NO SURGÍAN DE EXIGENCIAS EXÓTICAS COMO LAS INTRODUCIDAS POR BOHR SINO DE LA PROPIA NATURALEZA DEL SISTEMA ATÓMICO. LA IDEA FELIZ DE SCHRODINGER ERA SIMPLE: EL ELECTRÓN EN EL ÁTOMO SE COMPORTA COMO UNA ONDA MATERIAL QUE SÓLO PUEDE VIBRAR DE DETERMINADAS MANERAS, CADA UNO DE ESOS ESTADOS DE VIBRACIÓN FUERON DENOMINADOS ORBITALES.¡¡ UN ÁTOMO ES MÁS PARECIDO A UNA CUERDA VIBRANTE QUE A UN SISTEMA PLANETARIO!!.

LA EVOLUCIÓN DESDE BOHR HASTA SCHRODINGER SE DEBE A GRANDES AVANCES EXPERIMENTADOS POR LA FÍSICA EN EL PRIMER CUARTO DEL SIGLO XX. ENTRE ELLOS CABE CITAR EL PRINCIPIO DE INCERTIDUMBRE DE HEISENBERG, LA DUALIDAD ONDA-CORPÚSCULO DE De BROGLIE Y LA DIFRACCIÓN DE ELECTRONES POR DAVISSON Y GERMER. LA FÍSICA TEÓRICA Y LA EXPERIMENTAL SIEMPRE HAN IDO DE LA MANO.

 

EN PARALELO A LOS ESTUDIOS SOBRE LA CUBIERTA ELECTRÓNICA, LOS FÍSICOS AVANZABAN EN EL CONOCIMIENTO DEL NÚCLEO. EN 1920 SE DESCUBREN LOS PROTONES (RUTHERFORD) Y EL 1932 SE DEMUESTRA LA EXISTENCIA DE LOS NEUTRONES (CHADWICK).

 

-Densidad

- Estados de agregación de la materia

-Clasificación de la materia

- Mezclas y sustancias puras

- Métodos de separación de mezclas

- ¿Qué es un elemento químico?

- Compuestos químicos

- Moléculas y redes cristalinas

 

CAMPOS DE LA FÍSICA QUE CONTRIBUYERON AL DESCUBRIMIENTO DE LA ESTRUCTURA ATÓMICA

ELECTROLISIS

LA ELECTROLISIS DEMUESTRA QUE LA MATERIA TIENE NATURALEZA ELÉCTRICA. LAS PARTÍCULAS QUE FORMAN LA MATERIA TIENEN CARGA ELÉCTRICA.

DESCARGAS ELÉCTRICA EN GASES A BAJA PRESIÓN

EL ESTUDIO DE LOS RAYOS CATÓDICOS DEMUESTRA LA EXISTENCIA DE PARTÍCULAS CARGADAS NEGATIVAMENTE MÁS PEQUEÑAS QUE EL PROPIO ÁTOMO: LOS ELECTRONES. EN ESTE CAMPO HAN DESTACADO WILLIAM CROOKES Y JJ THOMSON

RADIACTIVIDAD

HAY NÚCLEOS QUE NO SON ESTABLES Y EMITEN DIVERSOS TIPOS DE RADIACIONES. ESTA LÍNEA DE INVESTIGACIÓN FUE CREADA POR HENRI BECQUEREL CUANDO EN 1896 DEMOSTRÓ QUE EL URANIO EMITIA UN TIPO DE RADIACIÓN DESCONOCIDA HASTA ENTONCES. LOS ESTUDIOS POSTERIORES DE PIERRE Y MARIE CURIE PERMITIERON DESCUBRIR NUEVOS ELEMENTOS RADIACTIVOS (POLONIO Y RADIO) EN 1898. EN ESE MISMO AÑO RUTHERFORD DEMOSTRÓ LA EXISTENCIA DE LAS RADIACIONES ALFA Y BETA. EL PROPIO RUTHERFORD UTILIZÓ RADIACIÓN ALFA PARA DEMOSTRAR LA EXISTENCIA DEL NÚCLEO EN 1911.

ESPECTROSCOPÍA

LA ESPECTROSCOPÍA ES LA PARTE DE LA FÍSICA QUE ESTUDIA LA INTERACCIÓN DE LA LUZ Y LA MATERIA. EN SU DESARROLLO A LO LARGO DEL SIGLO XIX, FUERON ESPECIALMENTE IMPORTANTES LOS ESTUDIOS DE LOS ESPECTROS DE LA LUZ EMITIDA POR LOS ELEMENTOS QUÍMICOS. CUANDO ESA LUZ SE DESCOMPONE CON AYUDA DE UN ESPECTROSCOPIO (PRISMA) SE OBSERVA UN PATRÓN DE LÍNEAS QUE ES ÚNICO PARA CADA ELEMENTO. DURANTE EL SIGLO XIX NADIE SUPO EXPLICAR EL ORIGEN DE ESAS LÍNEAS (ESE HONOR LO TUVO BOHR EN 1913) PERO SÍ FUERON UTILIZADAS PARA IDENTIFICAR ELEMENTOS QUÍMICOS (EL HELIO SE DESCUBRIÓ EN EL SOL EN 1878). FRAUNHOFER FUE EL INVENTOR DEL ESPECTROSCOPIO.

 

 

Chemistry Libre Texts

Capítulo 1

Physical vs. Chemical Change

Classification of Matter

Mixtures and Compounds

Paper Chromatography of Ink

Phases of Water

Capítulo 2

Alpha, Beta, and Gamma Rays

Rutherford Experiment

Atomic Notation

Isotopes

Mass Spectrometer

Trabajando con CURSO DE INTRODUCCION EN QUIMICA GENERAL (Universidad Valladolid)

Nomenclatura

Estructura atómica

Propiedades periódicas

Estequiometría

Test

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Inorgánica

Trabajando con Alonsofórmula Formulación Química Orgánica

Trabajando con 100ciaquimica

PHET (QUÍMICA GENERAL)

IOWA University (Simulations)

Delights of Chemistry

Educaplus

Libro del Web de Química del NIST

Laboratorio virtual ChemCollective

Mineralogy database

Phase Diagrams & Computational Thermodynamics

INICIACIÓN INTERACTIVA A LA MATERIA

CHEMISTRY POWERPOINTS

INTERNATIONAL UNION OF PURE AND APPLIED CHEMISTRY

General Chemistry Demonstrations

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Practicando Quizes con General Chemistry Online

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Introductory Chemistry v.1 (cap 1)

Chem1 virtual textbook