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Educación Secundaria
Conocemos los avances científicos 
y tecnológicos en la evolución 
de los modelos atómicos
SEMANA 23
1.er grado: Ciencia y Tecnología
Avances científicos y tecnológicos en la evolución de los modelos atómicos
En los recursos anteriores hemos aprendido sobre la historia de la evolución de los modelos 
atómicos, desde Leucipo hasta Schrödinger, y cómo los científicos ayudaron a conocer 
con profundidad la estructura del átomo. Ahora, veremos cómo los avances de la ciencia y 
la tecnología han contribuido en la construcción del conocimiento actual del átomo.
Avances científicos y tecnológicos en el modelo de Thomson
Los avances científicos que Joseph John Thomson consiguió requirieron la observación 
de trabajos previos de otros científicos, como los realizados por Wilhelm Röntgen, quien 
ionizó partículas de aire con el uso de rayos X. Estos llevaron a Thomson a pensar que 
las cargas del átomo podían ser separadas y que este no era indivisible, como lo había 
planteado Dalton. Además, en el campo de la experimentación, Thomson requirió de 
avances tecnológicos previos para descubrir el electrón, y estos fueron los rayos catódicos 
y el tubo de rayos catódicos, usados en sus experimentos. 
Los tubos de rayos catódicos son de vidrio al vacío. Un alto voltaje produce radiación 
dentro del tubo. Esta radiación recibió el nombre de rayos catódicos porque se origina en 
el electrodo negativo o cátodo. En ausencia de los campos magnéticos o eléctricos, los 
rayos catódicos viajan en línea recta, pero cuando estos campos magnéticos y eléctricos 
están presentes, doblan los rayos, es decir, los desvían, como se puede observar en la 
imagen 1.
Imagen 1. Experimento de Thomson
Pantalla 
fosforescente
Campo 
magnético
Placas con carga eléctrica
Cátodo
Ánodo
Rayos catódicos cuando 
las fuerzas eléctricas 
igualan la fuerza 
magnética
Tierra
C
A B
+
–
D
E
S
N
Escalada
Conocemos los avances científicos y tecnológicos 
en la evolución de los modelos atómicos
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1.er grado: Ciencia y Tecnología
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Los rayos catódicos se originan en la placa negativa de la izquierda y se aceleran hacia la 
placa positiva que tiene un agujero en el centro. Un haz de electrones pasa por el agujero 
en línea recta, pero, al pasar por el imán, este produce un campo electromagnético que 
desvía su trayectoria. Este experimento le permitió deducir a Thomson que los rayos 
catódicos estaban compuestos por partículas cargadas negativamente1 a las que denominó 
electrones.
Avances científicos y tecnológicos en el modelo de Ernest Rutherford
El científico británico Ernest Rutherford estudió la naturaleza de la radioactividad y 
demostró la existencia de tres tipos de radiación: alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Si estas 
radiaciones son sometidas a un campo eléctrico, cada una responde de forma diferente: 
las radiaciones alfa (α) y beta (β) se desvían, mientras que la radiación gamma (γ) no ve 
afectada su trayectoria, como se puede observar en la imagen 2.
Sustancia radiactiva
Rayos 
Rayos γ
β
Rayos α
Placas con carga eléctrica Placa fotográfica
Bloque de plomo
(+)
(–)
Partículas dispersas
Fuente de partículas α
Haz de 
partículas
La mayor parte de las
partículas no se desvía
Pantalla fluorescente 
circular
Laminilla de
oro delgada
Imagen 2. Comportamiento de los rayos alfa, beta y gamma en un campo eléctrico
1 
Adaptado de Khan Academy. (s. f.). El descubrimiento del electrón y del núcleo. Recuperado de https://bit.ly/3j0wkja
Los avances científicos que Rutherford consiguió requirieron la observación de trabajos 
previos de otros científicos, como los de Henri Becquerel y los de los esposos Marie y Pierre 
Curie, que estudiaron el mineral de uranio y descubrieron que emitía, espontáneamente, 
radiación de alta energía. Rutherford y sus colaboradores usaron el polonio, un elemento 
altamente radioactivo presente en el uranio, para realizar un experimento que consistía 
en disparar un haz de partículas (α) sobre una delgada lámina de oro y observar cómo la 
lámina afectaba la trayectoria de los rayos. Observaron que casi todas las partículas alfa 
(α) atravesaban directamente la lámina sin desviarse, aunque unas cuantas partículas 
se desviaban y otras rebotaban con dirección a la fuente de la que provenían, como se 
puede observar en la imagen 3.
Imagen 3. Experimento de Rutherford en la lámina de oro
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1.er grado: Ciencia y Tecnología
La observación más sorprendente para Rutherford fue ver las partículas alfa rebotando 
en la dirección de la que provenían. Esto indica el impacto de la partícula con algo 
altamente positivo y denso. Rutherford había descubierto el núcleo del átomo. Observar 
que la mayoría de las partículas alfa atravesaron la lámina sin desviarse hizo pensar 
a Rutherford que el átomo es extremadamente vacío. Asimismo, el que las partículas 
atravesaran la lámina pero se desviaran hizo pensar a Rutherford que tanto la lámina 
como las partículas alfa tenían carga positiva.
Los científicos tenían preguntas que Rutherford no pudo responder, tales como “¿qué 
son los electrones y qué hacen?”, “si los electrones están moviéndose alrededor del 
núcleo, ¿por qué no caen hacia el núcleo?” Más adelante, Niels Bohr lograría responder 
estas interrogantes. 
Avances científicos y tecnológicos en el modelo de Niels Bohr
Niels Bohr introdujo ideas cuánticas a su modelo atómico, integrando el trabajo de Max 
Planck al modelo de Rutherford. A partir de ello fue capaz de explicar el espectro del 
átomo de hidrógeno. Uno de los postulados de Niels Bohr dice que, cuando un electrón 
cae de un nivel de energía superior a otro inferior, el átomo libera energía en forma de 
un fotón.
El trabajo de Max Planck y Albert Einstein preparó el camino para entender la forma 
en que los electrones están dispuestos en los átomos. Niels Bohr ofreció explicaciones 
teóricas sobre los “espectros de líneas discretas” observados en la luz emitida por 
diferentes elementos. 
El espectro de emisión son longitudes de onda de la luz emitida por los átomos y moléculas. 
Cada elemento químico tiene un espectro único de líneas discretas; esto quiere decir que 
bajo ciertas condiciones emite una secuencia única de líneas de color de luz. Los focos, 
por ejemplo, emiten luz de diferentes colores de acuerdo al elemento químico del que 
está hecho su filamento o gas interno. Así también, los científicos pueden determinar 
qué elementos químicos están presentes en las estrellas o en los cometas porque emiten 
radiación que tiene diferentes longitudes de onda y que pueden descomponerse en un 
espectro con una variedad de colores que permiten identificar su composición. 
Bohr aprovechó este fenómeno para explicar el espectro de líneas discretas del átomo 
de hidrógeno, como se puede observar en la imagen 4.
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en la evolución de los modelos atómicos
Imagen 4. Espectro del hidrógeno 
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Avances científicos y tecnológicos en el modelo atómico cuántico
La teoría de Louis de Broglie sobre la dualidad onda-corpúsculo afirma que las partículas 
pueden comportarse como ondas. Por su parte, Werner Heisenberg defiende el “principio 
de incertidumbre” o relación de indeterminación, a partir del cual es imposible determinar 
simultáneamente la velocidad y la posición de una partícula en movimiento. Asimismo, 
están los principios de la mecánica ondulatoria de Schrödinger, Heisenberg y Paul Dirac, 
que matemáticamente nos indican la probabilidad de encontrar el electrón en una región 
determinada del espacio.
Teniendo en cuenta dichos antecedentes, el modelo atómico cuántico lleva a un nuevo 
nivel nuestro entendimiento sobre el átomo y las partículas subatómicas. Solo el hecho 
de entender que un electrón se comporta como una onda ha permitido desarrollar 
nuevas tecnologías como el microscopioelectrónico, que está justamente basado en 
este principio de la doble naturaleza de la materia.
El “efecto del túnel”5 es una propiedad cuántica de la materia con la que se han 
desarrollado microscopios 3D de altísima resolución. Estos se llaman microscopios de 
efecto túnel y de fuerzas atómicas, conocidos por sus siglas STM (Scanning Tunneling 
Microscope) y AFM (Atomic Force Microscope). Estos permiten ver los átomos en gran 
resolución2, como se puede observar en la imagen 5.
Imagen 5. Matrices de nanoestructuras creadas en tantalio por un rayo láser
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en la evolución de los modelos atómicos
El contenido del presente documento tiene finalidad educativa y pedagógica, formando parte de la estrategia de educación a distancia y gratuita 
que imparte el Ministerio de Educación.
2 
Adaptado de Martín, G. J. (2003). ¿Se pueden ver los átomos? De la entelequia a la realidad (p. 40). Instituto de Ciencia de Materiales de 
Madrid.
La idea del átomo como el componente más pequeño de la materia nació en Grecia en el 
año 300 a. C., pero no se experimentó sino hasta 1808, cuando John Dalton publicó sus 
estudios. De ahí en adelante, la colaboración entre científicos, el apoyo en tecnologías 
emergentes y la convicción para romper paradigmas basados en conclusiones 
matemáticas llevaron al hombre más allá de sus aparentes límites.