Modelos Atomicos

Un modelo atómico es una representación estructural de un átomo, que trata de explicar su comportamiento y propiedades. De ninguna manera debe ser interpretado como un dibujo de un átomo, sino más bien como el diagrama conceptual de su funcionamiento. A lo largo del tiempo existieron varios modelos atómicos y algunos más elaborados que otros:

• Modelo atómico de Demócrito, el primer modelo atómico, postulado por el filósofo griego Demócrito.
• Modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, el primero con bases científicas.
• Modelo atómico de Thomson, o modelo del budín, donde los electrones son como las "frutas" dentro de una "masa" positiva.
• Modelo del átomo cúbico de Lewis, donde los electrones están dispuestos según los vértices de un cubo, que explica la teoría de la valencia.
• Modelo atómico de Rutherford, el primero que distingue entre el núcleo central y una nube de electrones a su alrededor.
• Modelo atómico de Bohr, un modelo cuantizado del átomo, con electrones girando en órbitas circulares.
• Modelo atómico de Sommerfeld, una versión relativista del modelo de Rutherford-Bohr.
• Modelo atómico de Schrödinger, un modelo cuántico no relativista donde los electrones se consideran ondas de materia existente.

LINEA DE TIEMPO

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Observaciones:

Niels Bohr llegó a establecer una ecuación que permitió calcular la energía potencial de cada nivel energético del átomo de hidrógeno, tomando en cuenta factores como la masa y la carga eléctrica del electrón. En dicha ecuación se representa al nivel de energía mediante una letra “n” a la que se le da el nombre de número cuántico principal y que distingue a los niveles de energía. Así, a cada uno de los diferentes niveles de energía le corresponderá un determinado valor “n”. Estos valores son números enteros (1, 2, 3, 4, etc). Los átomos de los elementos más grandes que se conocen actualmente tienen un máximo de 7 niveles y, por ello, el valor máximo de “n” para esos es 7.

Bohr relaciona, así, los estados estacionarios 1, 2, 3, 4, etc., con las llamadas capas electrónicas K, L, M, N, O, P y Q, y estableció que el número máximo de electrones de una órbita o nivel de energía “n” era igual a 2n2.
Niels Bohr logró explicar, gracias a su modelo, las líneas espectrales del átomo de H; con el tiempo su teoría sufrió muchas modificaciones, pero le cabe el mérito de haber orientado las investigaciones posteriores al fundar la mecánica cuántica.

Nota: Las líneas espectrales del átomo de hidrógeno son las transiciones o saltos de los electrones de uno a otro nivel de energía. Estas emisiones u absorciones de energía pueden captarse en los llamados espectros.

• Espectro de líneas de emisión: Son líneas brillantes de diferentes colores que se emiten cuando se produce una carga eléctrica sobre el hidrógeno.
• Espectro de líneas de absorción: Son líneas oscuras que se originan cuando se hace incidir la luz blanca sobre el hidrógeno gaseoso.

Restricciones del modelo de Bohr:

• No puede explicar los espectros observados para átomos multielectrónicos (más de un electrón).
• Sólo es aplicable para átomos monoelectrónicos (un solo electrón) como el hidrógeno.

Modelo Mecano Cuántico (actual): A partir de 1925 el modelo atómico de Bohr fue objeto de sucesivas modificaciones hasta formular el actual modelo atómico, que es un modelo matemático que explica el comportamiento del electrón en átomos que tienen más de un electrón.

Este modelo esta basado en los siguientes principios:

• En 1924 Louis de Broglie (Premio Nobel 1921) propuso que el electrón tendría propiedadesondulatorias y de partícula (al igual que la energía lumínica).
• En 1926 Werner Heisenberg (1901-1976) formula el Principio de Incertidumbre, el cual establece que es imposible determinar simultáneamente la posición y la velocidad exacta de un electrón.
• En 1927 Erwin Schrodinger (1887-1961) propone una ecuación matemática que da al electrón el carácter de onda y de partícula simultáneamente, ya que incluye la masa del electrón y una expresión que puede considerarse la amplitud de la onda de dicha partícula. La ecuación de Schrodinger da la posición más probable del electrón en un átomo de hidrógeno, pero también establece que se le puede encontrar en otras posiciones. En la actualidad se emplean cálculos probabilísticas para describir la posición, la velocidad y la energía de los electrones en el átomo.

El modelo atómico vigente, establece que en el átomo existen unas zonas delimitadas donde hay una mayor probabilidad de encontrar al electrón; a esta zona se le llama "orbital". Por lo tanto, según este modelo, el electrón no se circunscribe a una órbita fija, sino a una zona llamada orbital dentro de la cual existe una alta probabilidad de encontrar al electrón.

Estos orbitales se agrupan, a su vez, en los distintos niveles de energía.

Niveles y subniveles de energía:

Al perfeccionarse la espectroscopia se pudo observar que las líneas espectrales estaban constituidas por varias rayas más finas agrupadas. Si las líneas gruesas representan la emisión hecha por los electrones al ingresar a un determinado nivel proveniente de otro de mayor energía, las rayas finas que las integran representan saltos de electrones dentro de un mismo nivel principal. Existen entonces, subniveles de energía a los que se les asigna un número cuántico secundario (l).