Como características generales del modelo se destacan: la materia se compone de dos partes, una negativa y otra positiva. Los electrones (cargas negativas) estaban incrustados en una esfera de carga positiva, semejante a “pasas en un pastel”. Según Thomson, esta disposición explicaba la neutralidad eléctrica de la materia.

Los experimentos y descubrimientos que llevaron a su postulación fueron: Thomson realizó experimentos con tubos de rayos catódicos, donde descubrió el electrón, la primera partícula subatómica identificada. Observó que los rayos se desviaban en presencia de campos eléctricos y magnéticos, lo que evidenció que estaban formados por partículas con carga negativa y masa muy pequeña. Este hallazgo permitió modificar el modelo atómico de Dalton y plantear una nueva concepción de la estructura de la materia.

Como características generales del modelo se destacan: el átomo está formado por un núcleo muy pequeño, denso y cargado positivamente, donde se concentra casi toda la masa. Los electrones, de carga negativa, giran alrededor del núcleo en un espacio prácticamente vacío.

Este planteo rompió con la idea de que las cargas estaban distribuidas uniformemente, como sostenía el modelo anterior de Thomson.

Los experimentos y descubrimientos que llevaron a su postulación fueron: Rutherford bombardeó una delgada lámina de oro con partículas alfa y observó que la mayoría la atravesaba sin desviarse, mientras que algunas se desviaban en ángulos inesperados e, incluso, algunas rebotaban. Este resultado lo llevó a concluir que la carga positiva y la masa del átomo no estaban distribuidas en toda su extensión, sino concentradas en un núcleo central. Así nació el modelo nuclear del átomo, que abrió el camino a posteriores teorías atómicas.

Según esta propuesta, la órbita más cercana al núcleo era la de menor energía, mientras que las más alejadas poseían mayor energía. Los electrones podían desplazarse de una órbita a otra, y en ese proceso absorbían o liberan energía en forma de fotones, lo que explicaba los espectros de emisión y absorción observados en los átomos.

El modelo se basaba en tres postulados fundamentales. En primer lugar, los electrones giraban alrededor del núcleo en órbitas circulares sin perder energía. En segundo lugar, las órbitas permitidas eran aquellas en las que el momento angular del electrón era múltiplo entero de la constante de Planck reducida, lo que limitaba las trayectorias posibles. Finalmente, el tercer postulado sostenía que la emisión o absorción de energía solo ocurría cuando un electrón cambiaba de órbita, liberando o absorbiendo un fotón cuya energía correspondía a la diferencia entre ambos niveles.

Si bien el modelo de Bohr representó un gran avance al explicar con precisión el comportamiento del átomo de hidrógeno y sus espectros, también presentaba limitaciones importantes. No lograba aplicarse a átomos con más de un electrón, no explicaba la formación de enlaces químicos y asumía que los electrones seguían trayectorias circulares fijas, lo cual posteriormente fue descartado. Además, entraba en contradicción con el Principio de Incertidumbre de Heisenberg, que establece que no es posible conocer al mismo tiempo la posición y la velocidad exacta de un electrón.

Modelo Mecánico Cuántico del Átomo

Año y científico que lo propuso:

Erwin Schrödinger, en el año 1926.

Características generales del modelo:

Este modelo se basa en la mecánica cuántica, y describe el comportamiento del electrón no como una partícula en una órbita fija (como en el modelo de Bohr), sino como una onda de probabilidad.

Introduce el concepto de orbitales atómicos, que son regiones tridimensionales en el espacio donde existe una alta probabilidad de encontrar un electrón.

Los electrones no tienen trayectorias definidas, sino que se comportan como ondas estacionarias que solo pueden existir en ciertos niveles de energía permitidos.

Se basa en la ecuación de onda de Schrödinger, una ecuación matemática que describe cómo varía en el tiempo la función de onda (Ψ) de una partícula subatómica como el electrón.

• El modelo explica correctamente los espectros atómicos, la forma de los orbitales (s, p, d, f) y los principios cuánticos como:

  Principio de incertidumbre de Heisenberg

  Principio de exclusión de Pauli

  Principio de Aufbau (construcción de orbitales).

Experimentos y descubrimientos que llevaron a su postulación:

1. Dualidad onda-partícula del electrón (Louis de Broglie, 1924):

   Propuso que los electrones pueden comportarse como ondas. Esta idea inspiró a Schrödinger a tratar los electrones como ondas de materia y a desarrollar su modelo matemático.

2. Limitaciones del modelo de Bohr:

   Aunque el modelo de Bohr funcionaba bien para el átomo de hidrógeno, no podía explicar correctamente los átomos polielectrónicos (con más de un electrón) ni los espectros complejos.

3. Principio de incertidumbre de Heisenberg (1927):

   Demostró que es imposible conocer con exactitud la posición y velocidad de un electrón al mismo tiempo. Esto apoyó la idea de que los electrones solo pueden describirse en términos de probabilidad.

4. Desarrollo de la mecánica cuántica:

   Schrödinger aplicó conceptos de la física cuántica y de la teoría de ondas para desarrollar su ecuación, que describe el comportamiento de los electrones en los átomos como funciones de onda.

Fuentes:

• Carrillo, V (2019) Unidad Temática: Modelos Atómicos y Configuración Electrónico.

• Modelo atómico de Schrödinger (1926 d.C.) Rincón Educativo. Energía y Medioambiente.

• Solbes, J (2018) El Modelo Cuántico del Atómico. Modelos Atómicos y Tablas Periódica.

Descubrimiento del neutrón por James Chadwick en 1932.

El modelo de Chadwick amplió el modelo de Rutherford al incluir una nueva partícula en el núcleo: el neutrón. Antes de este descubrimiento, se conocían los protones (carga positiva) y los electrones (carga negativa), pero no se podía explicar completamente la masa de los átomos ni la existencia de isótopos. Chadwick propuso que el núcleo estaba formado por protones y neutrones, siendo el neutrón una partícula sin carga eléctrica que aportaba masa. Este modelo permitió entender mejor la estabilidad del núcleo y sentó las bases para la física nuclear moderna.

Chadwick realizó un experimento en el que bombardeó átomos de berilio con partículas alfa (núcleos de helio). Observó que se emitía una radiación altamente penetrante que no tenía carga eléctrica. Tras analizar los resultados, concluyó que esta radiación estaba formada por partículas neutras, a las que llamó neutrones. Este hallazgo explicó por qué algunos átomos tenían más masa de lo que se esperaba por la cantidad de protones y resolvió el misterio de los isótopo.

https://www.youtube.com/watch?v=Gi7V912HA74