Teorías atómicas rafa - abel garcia

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Rafael Rubio Barrón
Teorías atómicas
Tales de Mileto 
Reflexionó sobre cuál era el aspecto común de las sustancias y propuso que:
“Todo estaba compuesto por una materia básica: el agua.”
A esto lo llamó principio estructural; que sostenía que la tierra era plana rodeada de un mar infinito y la cubría una semiesfera de cielo en el que se encontraba el sol, la luna, las estrellas.
Otra aportación que hizo fue observar que al frotar una piedra de ámbar para pulirla ésta atraía la tela, sin saberlo descubre la electricidad estática.
La explicación y/o limitaciones /importancia:
 Una de las explicaciones del origen de las sustancias.
Leucipo de Mileto
El origen de las cosas seguía inquietando a los filósofos; Leucipo integró las ideas del momento: de Empédocles las partículas pequeñas, de Parménides lo indivisible, de Anaxágoras las partículas iguales y de Xenón la continuidad de las cosas así, llegó a la conclusión de que:
“Las cosas son divisibles hasta llegar a un ente indivisible constituido por partículas pequeñas iguales entre sí con tres diferencias esenciales: la forma, la posición y el orden.”
Demócrito
Posteriormente, Demócrito de Abdera que fue el discípulo de Leucipo, difundió las ideas de su maestro y fue el primero en usar la palabra átomo y le asignó la propiedad de enlace, además de la existencia del vacío, propuso:
“Los átomos permanecen unidos por adherencia hasta que una fuerza actúa sobre ellos y los separa, y al chocar con otros forman, agua, fuego, una planta o un hombre; por lo tanto la naturaleza está organizada por átomos eternos e invariables y vacío.”
Aristóteles
Aristóteles retomó las ideas de Empédocles sobre las cuatro sustancias como primaecualitaties y propuso el modelo matemático que plantea lo siguiente: el agua es fría y húmeda, el aire es húmedo y caliente, el fuego es caliente y seco y la tierra es fría y seca. Además agregó una propiedad más, el éter que es un poder vital llamado entelequia o el espíritu de las cosas.
De esta forma, se establecieron dos teorías: atomista y continuista, que se basaban en la existencia de partes indivisibles o en que siempre se podía seguir dividiendo.
Los atomistas pensaban que:
- Todo está hecho de átomos. Si dividimos una sustancia muchas veces, llegaremos a ellos.
- Las propiedades de la materia varían según como se agrupen los átomos.
- Los átomos no pueden verse porque son muy pequeños.
Los continuistas pensaban que:
- Los átomos no existen. No hay límite para dividir la materia.
- Si las partículas, llamadas átomos, no pueden verse, entonces es que no existen.
- Todas las sustancias están formadas por las combinaciones de los 4 elementos básicos: agua, aire, tierra y fuego.
Boyle
De origen irlandés, fue el pionero en dar un enfoque científico al estudio de la materia, razón por la que es considerado el primer químico. Publicó el “Artículo del químico escéptico”, en donde difería de las ideas de Aristóteles sobre su modelo de los cuatro elementos, sus propiedades y sobre el concepto de átomo de Demócrito.
Boyle explica el comportamiento de la materia a nivel corpuscular y plantea la idea de las partículas que forman las distintas sustancias conocidas, hecho que dio inicio al concepto de elemento químico que definió como:
“…la sustancia que no puede ser separada en sus componentes por métodos químicos, hasta que se demuestre lo contrario”.
Antoine L. Lavoisier
Químico francés que crea las bases de la Química Moderna y destruye la teoría del flogisto al demostrar de forma cuantitativa que la calcinación de los metales en el aire produce “cal” (óxido), observando cómo la cal aumenta su masa y disminuye la del aire contenido en el recipiente donde realizó el experimento. Descubre la composición del aire estableciendo que el aire respirable es el 27% (después le llamó oxígeno) y el no respirable el 73% llamándolo “azoe” (nitrógeno).
Todos estos hechos son los antecedentes que dieron origen a la Teoría Atómica.
Dalton
Químico y físico británico (1766 - 1844) que conjuntó las ideas que hasta el momento se tenían sobre la estructura de la materia.
De los árabes tomó sus principios: creían que la transformación de un elemento en otro sería posible mediante un elíxir y producirían radiaciones (hay semejanza con el concepto de las reacciones nucleares) y los utilizó como operaciones unitarias (transferencias, cambio de energía y materiales en procesos físicos y físicoquímicos); de los persas retomó el concepto de volatilidad para los procesos de cambio de estado, de Lavoisier, el concepto de lo permanente para la conservación de la materia; de Leucipo la palabra “átomo” y lo asocia con el de “elemento” de Boyle; todo lo anterior le permitió elaborar una serie de hipótesis de trabajo que explicaban su posición ideológica sobre la estructura de la materia que llamó postulados, es el inicio de la Teoría atómica.
Primer postulado
Las sustancias se pueden dividir hasta partículas indivisibles y separadas llamadas átomos.
Segundo postulado
Los átomos de un mismo elemento son iguales esencialmente en masa y propiedades, los de otros elementos tienen diferente masa y no se pueden crear o destruir.
Tercer postulado
Al combinarse dos o más átomos forman un compuesto y la fracción más pequeña de éste es un átomo compuesto, integrado por átomos compuestos idénticos en una relación numérica sencilla de átomos de cada elemento que lo conforma.
Este ejemplo ocurre cuando se combina el azufre y el oxígeno.
Cuarto postulado
En una reacción química, los átomos se reacomodan para formar nuevos compuestos.
La teoría atómica de Dalton puede explicar la ley de la conservación de la materia de Lavoisier: “Durante una reacción química las sustancias que intervienen no se crean ni se destruyen, sólo se transforman y producen productos”
Limitaciones:
Dalton pensaba que al combinar un volumen de cloro con uno de hidrógeno obtendría dos volúmenes de cloruro de hidrógeno y que debía existir el mismo número de átomos de cada elemento. Sin embargo, cuando Joseph Louis Gay-Lussac sintetizó agua comprobó que las cantidades no correspondían al modelo propuesto por Dalton.
Thompson
Joseph John Thompson (1856 – 1940). Físico inglés que en sus experimentos descubrió que los rayos catódicos eran idénticos sin importar el material de los electrodos o del gas que contenía el tubo, llega a la conclusión de que las partículas de carga negativa forman parte de todos los átomos que después Stoney nombraría como electrones en donde demuestra la relación entre la carga eléctrica y la masa de éstas partículas. 
Con este trabajo Thompson ganó el Premio Nobel de Física en 1906 que permitió explicar la electricidad estática descubierta por Tales de Mileto, en ese momento Faraday también realizaba experimentos con electricidad y sustancias disueltas en agua.
Los experimentos que dieron origen a la propuesta del modelo atómico de Thompson se realizaron en 1897 sin embargo, los reportó hasta 1902; en éstos considera al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la que se distribuyen los electrones como pequeños granitos al que llamó “budín con pasas”, este modelo lo retoma Millikan en 1909 con sus experimentos de “la gota de aceite” en donde logra determinar la carga negativa del electrón.
Partiendo del modelo de Thompson y la identificación de la partícula con carga negativa llamada electrón, fue posible explicar posteriormente cómo se unen los compuestos que hoy se conocen como enlaces, las reacciones de electrólisis con los iones positivos y negativos, entre otras aportaciones; sin embargo, se seguía considerando al átomo continuo pero divisible.
Rutherford
Ernest Rutherford (1871-1937) físico y químico neozelandés, haciendo pasar un haz de partículas alfa a través de una laminilla muy delgada de oro logra deducir que la mayor parte del átomo es vacío y que existe una zona con carga positiva a la que llamó núcleo.
Retomó los trabajos de Bequerel que se interesó por lassustancias fluorescentes (fluorescencia) empleadas en los rayos catódicos y encontró que el plechblenda despedía cierta radiación descubriendo una nueva propiedad de la materia llamada radioctividad.
Rutherford, basó sus estudios en las partículas alfa, para estudiar su comportamiento colocó en una caja de plomo una muestra de radio y a cierta distancia una pantalla fluorescente y entre ambos una lámina de oro con un grosor de 4 x 10-5 m y observo lo siguiente:
· La mayoría de las partículas alfa atraviesan la lámina de oro sin sufrir ninguna desviación, entonces debía haber espacios vacíos entre los átomos de oro.
· Una de cada 40,000 partículas alfa se desvían en un ángulo mayor de 90° en la lámina de oro, esto implicaba la existencia de un núcleo con carga positiva que provoca esta desviación.
· Una de cada 40,000 partículas alfa rebotaban en la lámina de oro, esto implicaba la existencia de un núcleo con carga positiva.
Con estas conclusiones propone su modelo atómico que consiste en:
El centro del átomo está constituido por el núcleo donde reside su masa con carga positiva, a la que llamó protón, y una atmósfera electrónica compuesta de órbitas indeterminadas en las que se encuentran los electrones como el sistema planetario, por lo que debe haber espacio vacío; sin embargo, se tenían algunas dudas sobre este modelo y fue hasta 1920 que James Chadwick , con experimentos semejantes a los de Rutherford lo confirma y además descubre una partícula atómica con una masa igual a la del protón y sin carga a la que llamó neutrón . A continuación te mostramos una animación para que observes el experimento que realizó Rutherford.
Limitaciones:
Rutherford suponía que si el electrón está cargado eléctricamente y se encuentra en movimiento constantemente, utilizará energía, lo que provocaría que ésta disminuya gradualmente hasta agotarla y entonces el electrón caería hacia el núcleo destruyendo al átomo, sin embargo, su hipótesis no pudo ser demostrada.
Bohr
Niels Bohr (1885-1962) físico danés, propuso dar una explicación de por qué los elementos presentaban los espectros de emisión y absorción y por qué eran diferentes unos de otros, para ello retomó los trabajos de Max Planck acerca de los cuantos o fotones y de Gustav Kirckhoff quien estudió el color que emitía la flama del mechero cuando quemaba algunas sustancias.
Bohr supuso que los electrones se encuentran y giran en órbitas definidas y que cada una contiene una cantidad de energía, por esta razón los llamó niveles de energía. 
Planteó que en estado basal los electrones se encuentran girando en torno a su nivel de energía, pero que éstos pueden pasar de uno a otro, para ello necesitan absorber energía, si el electrón “salta” a un nivel de energía superior adquieren un estado excitado y se produce un espectro de absorción.
Al regresar a su estado basal emiten energía en forma de luz o fotones y producen un espectro de emisión. El éxito del modelo de Bohr consistió en que pudo predecir con precisión basándose en su modelo el espectro del Hidrógeno. A continuación da clic en las pestañas para que conozcas más acerca de dicho modelo:
Aportaciones
Explica que la energía del electrón no se pierde y por lo tanto no cae al núcleo.
Las orbitas del átomo son circulares.
Las propiedades químicas de los elementos están determinadas por los electrones del último nivel (electrones de valencia). Describe con precisión el espectro del hidrógeno.
Limitaciones
No logra explicar (predecir con precisión) los espectros de otros elementos.
Distribución de electrones en los niveles de energía
Cada elemento tiene cierta cantidad de protones, a este número se le conoce como número atómico que se representa con la letra Z y como el átomo es eléctricamente neutro, tiene el mismo número de electrones.
Z = número de protones = número de electrones
A = número de masa = número de protones + número de neutrones
Número de neutrones = A – Z
Para determinar el número de masa de un elemento se considera la masa atómica (reportada en la tabla periódica) redondeando este valor a un número entero.
Estos datos son importantes porque nos ayudarán a distribuir los electrones en los diferentes niveles de energía de acuerdo al Modelo atómico de Bohr. 
Cada órbita se corresponde con un nivel energético que recibe el nombre de número cuántico principal, se representa con la letra " n " y toma valores desde 1 hasta 7 o también son identificados con las letras del alfabeto K a Q.