El Modelo Atómico de John Dalton

John Dalton, un químico y físico británico, fue uno de los primeros en proponer una teoría atómica con base científica. Su modelo, se basaba principalmente en el estudio de las leyes ponderales de las reacciones químicas, como la Ley de la conservación de la masa y la Ley de proporciones definidas.

Dalton propuso que la materia estaba compuesta por partículas indivisibles llamadas átomos. Según su teoría:

1. Los elementos están formados por átomos, que son partículas pequeñas e indivisibles.

2. Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí en masa y propiedades.

3. Los compuestos se forman cuando átomos de diferentes elementos se combinan en proporciones fijas y simples.

4. Las reacciones químicas son una reorganización de átomos; no se crean ni se destruyen, solo se combinan o separan.

Aunque su modelo era muy simple y no explicaba fenómenos como la electricidad en la materia, sentó las bases para la teoría atómica moderna y marcó un hito en la ciencia.

El Modelo Atómico de J.J. Thomson (1897)

J.J. Thomson, tras descubrir el electrón mediante experimentos con tubos de rayos catódicos, propuso una nueva visión del átomo. Su modelo, conocido como el “modelo del pudín de pasas”, sugería que el átomo no era indivisible, como creía Dalton.

Thomson propuso que el átomo era una esfera de carga positiva en la que estaban incrustados los electrones, como pasas en un pudín. Este modelo fue importante porque introdujo la idea de partículas subatómicas, en particular el electrón, y explicó algunos comportamientos eléctricos de la materia.

Sin embargo, el modelo de Thomson no podía explicar cómo se mantenían los electrones en equilibrio dentro del átomo ni la estabilidad del mismo, por lo que sería reemplazado posteriormente.

El Modelo Atómico de Ernest Rutherford

Ernest Rutherford, realizó un experimento decisivo conocido como el experimento de la lámina de oro. En él, bombardeó una delgada lámina de oro con partículas alfa y observó que la mayoría pasaban sin desviarse, pero algunas se desviaban considerablemente o incluso rebotaban.

Este resultado lo llevó a proponer un nuevo modelo atómico, en el que el átomo estaba constituido principalmente por espacio vacío, con una pequeña región central, el núcleo, donde se concentra casi toda la masa y la carga positiva del átomo. Los electrones giraban alrededor del núcleo, similar a los planetas alrededor del Sol.

Aunque este modelo explicaba los resultados del experimento de la lámina de oro, tenía un problema fundamental: según las leyes del electromagnetismo, los electrones en movimiento circular deberían perder energía y colapsar en el núcleo, lo cual no ocurre.

El Modelo Atómico de Niels Bohr

Para resolver el problema del colapso del electrón en el modelo de Rutherford, Niels Bohr propuso un modelo cuántico del átomo, basado en parte en las ideas de Rutherford y en la teoría cuántica de Planck.

Bohr sugirió que los electrones giran alrededor del núcleo en órbitas específicas o niveles de energía bien definidos y que no emiten energía mientras permanecen en esas órbitas. Solo emiten o absorben energía cuando saltan de una órbita a otra, lo cual explicaba las líneas espectrales observadas en el hidrógeno.

El modelo de Bohr fue exitoso en explicar el espectro del hidrógeno, pero no pudo explicar adecuadamente los espectros de átomos con más de un electrón. Aun así, representó un gran avance hacia la comprensión moderna del átomo y abrió paso al desarrollo de la mecánica cuántica.

Una característica importante de los cambios físicos es que en muchos casos son reversibles. Por ejemplo, cuando el agua se congela y se convierte en hielo, simplemente está cambiando de estado líquido a sólido. Si luego se derrite, vuelve a ser agua líquida, sin haber cambiado su naturaleza. Lo mismo ocurre con procesos como la evaporación, la condensación o la sublimación.

Durante un cambio físico pueden verse alteradas propiedades como el volumen, la densidad, la forma o el estado de agregación de la materia (sólido, líquido o gaseoso), pero la sustancia sigue siendo la misma. Por ejemplo, si rompemos un vidrio, aunque cambie su forma, sigue siendo vidrio. Si disolvemos sal en agua, la sal no desaparece ni se transforma en otra cosa: simplemente se dispersa en el líquido, pero sigue siendo sal.

Es importante no confundir los cambios físicos con los cambios químicos, ya que estos últimos sí modifican la composición de la materia. En un cambio químico, se forman nuevas sustancias con propiedades distintas. Un ejemplo sería la oxidación del hierro o la combustión de la madera.

En resumen, los cambios físicos son transformaciones que afectan a la materia en su forma o estado, pero no en su composición. Son procesos fundamentales para entender cómo funciona el mundo que nos rodea y están presentes en muchos fenómenos cotidianos.

Otra clasificación importante es según su grupo o familia en la tabla periódica. Los elementos que están en la misma columna vertical tienen propiedades químicas similares. Por ejemplo, los metales alcalinos como el sodio y el potasio, son muy reactivos y blandos. Los alcalinotérreos como el calcio y el magnesio también son reactivos, aunque menos que los del grupo 1. Los halógenos como el cloro y el flúor son elementos muy reactivos que tienden a formar sales. Y los gases nobles como el helio y el neón son muy estables y no reaccionan fácilmente con otros elementos.

Además, los elementos también se pueden clasificar según su estado de agregación a temperatura ambiente. La mayoría son sólidos, como el hierro o el aluminio. Algunos son gases, como el hidrógeno, el oxígeno o el nitrógeno. Solo unos pocos son líquidos, como el mercurio y el bromo.

¿Qué son las subpartículas radiactivas?

Las subpartículas radiactivas son partículas emitidas por los núcleos atómicos durante los procesos de desintegración radiactiva. Estas partículas no deben confundirse con las partículas subatómicas estables que forman los átomos (protones, neutrones y electrones), aunque algunas de ellas, como los electrones y neutrones, también participan en fenómenos radiactivos.

Las principales subpartículas radiactivas son:

1. Partículas alfa (α)

2. Partículas beta (β)

3. Radiación gamma (γ)

Cada una tiene características distintas en cuanto a composición, carga eléctrica, masa, poder de penetración y capacidad de ionización.