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John Dalton nació en 1766 en Inglaterra. Fue un químico, físico y meteorólogo que dedicó gran parte de su vida al estudio de los gases y de las reacciones químicas. A partir de sus observaciones experimentales, Dalton formuló la primera teoría atómica moderna, sentando las bases de la química actual. Falleció en 1844.

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El modelo atómico de Dalton se basa en la idea de que toda la materia está formada por partículas extremadamente pequeñas llamadas átomos. Según Dalton, los átomos son indivisibles e indestructibles, es decir, no pueden dividirse en partes más pequeñas. Además, afirmó que todos los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí y poseen la misma masa, mientras que los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades distintas. También estableció que los compuestos se forman por la combinación de átomos en proporciones simples y definidas, y que durante las reacciones químicas los átomos solo se reorganizan, sin crearse ni destruirse.

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Para Dalton, el átomo era una esfera maciza, sólida e indivisible, sin estructura interna. No poseía cargas eléctricas ni partículas subatómicas. Todos los átomos de un mismo elemento eran idénticos y se diferenciaban de los de otros elementos únicamente por su masa y tamaño.

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Joseph John Thomson nació en 1856 en Inglaterra. Fue un físico destacado y recibió el Premio Nobel de Física en 1906 por el descubrimiento del electrón. Sus investigaciones sobre la electricidad en los gases lo llevaron a proponer un nuevo modelo atómico. Murió en 1940.

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Thomson propuso que el átomo no era indivisible, sino que estaba formado por una masa con carga positiva dentro de la cual se encontraban incrustados los electrones, que poseen carga negativa. Según este modelo, la carga positiva y la negativa se equilibran, por lo que el átomo es eléctricamente neutro. La carga positiva no estaba concentrada, sino distribuida uniformemente por todo el átomo.

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El átomo tenía forma de esfera homogénea de carga positiva, con los electrones incrustados en su interior, como pasas en un pudín (de ahí el nombre del modelo). No existía núcleo atómico y la masa estaba repartida por toda la esfera.

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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El modelo de Thomson no podía explicar cómo se distribuía realmente la carga positiva ni por qué algunas partículas se desviaban fuertemente al atravesar ciertos materiales. Tampoco explicaba la estructura interna profunda del átomo. Estas inconsistencias llevaron al desarrollo del modelo nuclear de Rutherford.

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Ernest Rutherford nació en 1871 en Nueva Zelanda. Fue un físico destacado en el estudio de la radiactividad y la estructura atómica. Recibió el Premio Nobel de Química en 1908 y es considerado el padre de la física nuclear. Murió en 1937.

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Rutherford propuso que el átomo posee un núcleo central muy pequeño, denso y con carga positiva, donde se concentra casi toda la masa. Alrededor del núcleo se mueven los electrones con carga negativa. La mayor parte del volumen del átomo es espacio vacío.

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Características del átomo según Rutherford

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Características del átomo según Rutherford

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El átomo se asemeja a un sistema planetario, con un núcleo central y electrones girando a su alrededor. El núcleo contiene protones (aunque aún no se conocían completamente) y concentra casi toda la masa, mientras que los electrones ocupan el espacio exterior.

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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Según la física clásica, los electrones en movimiento deberían perder energía y caer al núcleo, lo que haría al átomo inestable. Además, el modelo no explicaba los espectros de emisión de los elementos. Estas fallas llevaron a Niels Bohr a proponer un modelo más avanzado.

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Niels Bohr nació en 1885 en Dinamarca. Trabajó con Rutherford y combinó la física clásica con la teoría cuántica para explicar la estructura del átomo. Recibió el Premio Nobel de Física en 1922 y murió en 1962.

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Bohr propuso que los electrones se mueven alrededor del núcleo en órbitas fijas y con niveles de energía definidos. Mientras el electrón permanece en una órbita estable, no emite energía. Solo absorbe o emite energía cuando salta de una órbita a otra.

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El átomo posee un núcleo central positivo y electrones que giran en órbitas circulares específicas. Cada órbita corresponde a un nivel de energía determinado, lo que explica la estabilidad del átomo y los espectros de emisión.

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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El modelo de Bohr solo funciona correctamente para el átomo de hidrógeno y no explica átomos con más de un electrón ni otros fenómenos cuánticos complejos. Estas limitaciones llevaron al desarrollo del modelo mecánico-cuántico.

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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Qué no pudo explicar este modelo y qué propició el siguiente

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El modelo de Dalton no pudo explicar fenómenos relacionados con la electricidad ni con la radiactividad. Tampoco explicaba cómo podían los átomos emitir o absorber energía, ni la existencia de partículas más pequeñas que el átomo. Estas limitaciones llevaron a los científicos a investigar la estructura interna del átomo, lo que dio origen a un nuevo modelo.

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El experimento de los rayos catódicos, realizado por J. J. Thomson, refutó el modelo de Dalton. Thomson utilizó tubos de vidrio al vacío con electrodos y observó que desde el cátodo se emitían unos rayos que podían desviarse mediante campos eléctricos y magnéticos. Esto demostró que dichos rayos estaban formados por partículas con carga negativa, posteriormente llamadas electrones. Este descubrimiento probó que el átomo no era indivisible, contradiciendo directamente el modelo de Dalton.

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El experimento de la lámina de oro, realizado por Ernest Rutherford, refutó el modelo de Thomson. Rutherford bombardeó una lámina muy fina de oro con partículas alfa. Observó que la mayoría atravesaba la lámina sin desviarse, pero algunas se desviaban mucho y unas pocas incluso rebotaban. Esto demostró que la carga positiva y la mayor parte de la masa estaban concentradas en una región muy pequeña del átomo, algo incompatible con el modelo de Thomson.

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El estudio de los espectros atómicos, especialmente del hidrógeno, evidenció las limitaciones del modelo. Al excitar un gas de hidrógeno con electricidad, se observan líneas de colores específicas. Rutherford no pudo explicar por qué los electrones solo emitían ciertas cantidades de energía, lo que indicaba que el modelo era incompleto.

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El experimento de Franck y Hertz mostró que el modelo de Bohr era incompleto. Franck y Hertz hicieron pasar electrones a través de vapor de mercurio y observaron que estos solo perdían energía en cantidades específicas. Aunque confirmó la cuantización de la energía, demostró que los electrones no se comportan como partículas en órbitas clásicas, sino de acuerdo con la mecánica cuántica.