Esta es la historia del átomo

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Jueves 26 de Noviembre de 2020.
EL ÁTOMO
A LO LARGO DE LA HISTORIA.
DOCENTE:
Ing. Saraí Nintai Orozco Gracia.
ALUMNO:
Juan Carlos Alejandro López Nolasco.
ASIGNATURA:
Física para Ingeniería.
CUATRIMESTRE:
Séptimo.
UNIVERSIDAD TECNÓLOGICA DEL SURESTE DE
VERACRUZ.

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ÍNDICE:
INTRODUCCIÓN:............................................................................................................ 3
DESARROLLO:................................................................................................................ 4
Átomo:........................................................................................................................... 4
Estructura del átomo:...................................................................................................... 4
Descubrimiento del protón: ............................................................................................ 5
Descubrimiento del neutrón:........................................................................................... 5
Modelo de Dalton:.......................................................................................................... 7
Modelo del átomo cúbico: .............................................................................................. 7
Modelo saturnino: .......................................................................................................... 8
Modelo pudin de pasas: .................................................................................................. 9
Modelo planetario: ....................................................................................................... 10
Modelo de Rutherford: ................................................................................................. 11
Modelo de Bohr: .......................................................................................................... 12
Modelo de Sommerfeld: ............................................................................................... 13
Modelo cuántico ondulatorio: ....................................................................................... 13
Modelo mecánico cuántico: .......................................................................................... 15
CONCLUSIÓN: .............................................................................................................. 16
BIBLIOGRAFÍA: ............................................................................................................ 17

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INTRODUCCIÓN:
El átomo es la parte más pequeño en la que se puede obtener materia de forma estable, ya
que las partículas subatómicas que la componen no pueden existir aisladamente salvo en
condiciones especiales.
El propósito de este trabajo es describir a grandes rasgos la historia del átomo y los
componentes de éste, es por ello que como primer instancia he decido plantear una
significativa definición del átomo, para posteriormente analizar su estructuras, siguiendo este
orden encontraremos los principales modelos atómicos que existen tales como, el Modelo de
Dalton, Modelo de Thompson, Modelo de Rutherford, entre otros más, en cada uno de ellos
se resaltan las principales características así como los inconvenientes, de igual forma para
una mejor compresión se ha añadido una representación visual de cada modelo.

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DESARROLLO:
Átomo:
Definimos átomo como la partícula más pequeña en que un elemento puede ser dividido sin
perder sus propiedades químicas.
El origen de la palabra proviene del griego, que significa indivisible. En el momento que se
bautizaron estas partículas se creía que efectivamente no se podían dividir, aunque hoy en
día sabemos que están formados por partículas aún más pequeñas.
Estructura del átomo:
El átomo está compuesto por tres subpartículas:
1. Protones, con carga positiva.
2. Neutrones, sin carga eléctrica (o carga neutra).
3. Electrones, con carga negativa.
A su vez, se divide en dos partes:
1. El núcleo. Formado por neutrones y protones.
2. La corteza. Formada únicamente por electrones.
Los protones, neutrones y electrones son las partículas subatómicas que forman la estructura
atómica. Lo que les diferencia entre ellos es la relación que se establecen entre ellas.

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Los electrones son las partículas subatómicas más ligeras. Los protones, de carga positiva,
pesan unas 1.836 veces más que los electrones. Los neutrones, los únicos que no tienen carga
eléctrica, pesan aproximadamente lo mismo que los protones.
Los protones y neutrones se encuentran agrupados en el núcleo atómico. Por este motivo
también se les llama nucleones. La energía que mantiene unidos los protones y los neutrones
es la energía nuclear. Por lo tanto, el núcleo atómico, tiene una carga positiva (la de los
protones) en la que se concentra casi toda su masa. Por otra parte, alrededor del núcleo hay
un cierto número de electrones, cargados negativamente. La carga total del núcleo (positiva)
es igual a la carga negativa de los electrones, de modo que la carga eléctrica total es neutra.
Descubrimiento del protón:
Quien descubrió el protón fue el químico y físico británico Ernest Rutherford (1871-1937).
Después de experimentar con gas nitrógeno y detectar signos de lo que parecían ser núcleos
de hidrógeno, Rutherford concluyó que probablemente esos núcleos se tratasen de partículas
elementales.
Si bien esta idea fue dada por cierta durante buena parte del siglo XX, a partir de los años
setenta la evidencia científica demostró que el protón estaba constituido por otras partículas
más pequeñas llamadas hadrones y mesones, que son, en realidad, las verdaderas partículas
elementales ya que, hasta ahora, no hay evidencia de que puedan dividirse aún más o que
contengan otras estructuras en su interior. Décadas antes del hallazgo de Rutherford, el físico
alemán Eugene Goldstein había propuesto la idea de la existencia de los protones. Sin
embargo, sus ideas no fueron tomadas en cuenta.
Descubrimiento del neutrón:
Ernest Rutherford propuso por primera vez la existencia del neutrón en 1920, para tratar de
explicar que los núcleos no se desintegrasen por la repulsión electromagnética de los
protones.
En el año 1930, en Alemania, Walther Bothe y H. Becker descubrieron que si las partículas
alfa del polonio, dotadas de una gran energía, caían sobre materiales livianos,
específicamente berilio, boro o litio, se producía una radiación particularmente penetrante.
En un primer momento se pensó que eran rayos gamma, aunque estos eran más penetrantes

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que todos los rayos gamma hasta ese entonces conocidos, y los detalles de los resultados
experimentales eran difíciles de interpretar sobre estas bases.
En 1924, el físico Louis de Broglie presentó la existencia de un elemento neutro en la
Academia de Ciencias de París. Ese mismo año, el físico peruano Santiago Antúnez de
Mayolo, durante el III Congreso Científico Panamericano, presenta la ponencia Hipótesis
sobre la constitución de la materia, en la que predijo la existencia de un elemento neutro
dentro del átomo. Cabe resaltar al respecto, que en la actualidad en ninguna obra
especializada sobre el neutrón se menciona la predicción de Antúnez de Mayolo, ni siquiera
en Historia del Neutrón de Donald J. Hughes.

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Modelo de Dalton:
El modelo atómico de Dalton fue el primer modelo atómico con bases científicas, propuesto
en varios pasos entre 1803 y 1808 por John Dalton, aunque el autor lo denominó más
propiamente "teoría atómica".
El modelo permitió aclarar por qué las sustancias químicas reaccionaban en proporciones
estequiométricas fijas (Ley de las proporciones constantes), y por qué cuando dos sustancias
reaccionan para formar dos o más compuestos diferentes, entonces las proporciones de estas
relaciones son números enteros (Ley de las proporciones múltiples)
Además, el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias diferentes,
estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes
elementales o de elementos.
Modelo del átomo cúbico:
El modelo del átomo cúbico fue de los primeros modelos atómicos, en el que los electrones
del átomo estaban situados en los ocho vértices de un cubo. Esta teoría se desarrolló en 1902
por Gilbert N. Lewis, que la publicó en 1916 en el artículo «The Atom and the Molecule»
(El átomo y la molécula); sirvió para darse cuenta del fenómeno de la valencia. Se basa en la
regla de Abegg. Fue desarrollada posteriormente por Irving Langmuir en 1919, como el
átomo del octeto cúbico. La figura a continuación muestra las estructuras de los elementos
de la segunda fila de la tabla periódica.

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Aunque el modelo del átomo cúbico se abandonó pronto en favor del modelo mecánico
cuántico basado en la ecuación de Schrödinger, y es por tanto sólo de interés histórico,
representó un paso importante hacia el entendimiento del enlace químico. El artículo de 1916
de Lewis también introdujo el concepto del par de electrones en el enlace covalente, la regla
del octeto, y la ahora llamada estructura de Lewis.
Modelo saturnino:
El físico japonés Hantaro Nagaoka (1865-1950) propuso en 1903 un modelo atómico con
electrones orbitando en círculos alrededor de una gran masa central positiva. Sus
investigaciones fueron publicadas en inglés en 1904.
Según Nagaoka, el sistema de partículas era similar al sistema de Saturno. Este consistía en:
● Un gran número de partículas de igual masa dispuestos en círculos que se repelen
entre si;
● Una masa central cargada positivamente que atrae a las otras partículas cargadas
negativamente, con la consecuente formación de anillos.
Esta configuración podría explicar los fenómenos de radiactividad recientemente
descubiertos, y los espectros de emisión de luz de los elementos.

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Modelo pudin de pasas:
El modelo atómico de Thomson es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904
por Thomson, quien descubrió el electrón en 1897, pocos años antes del descubrimiento del
protón y del neutrón. En el modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa
en un átomo positivo, incrustados en este al igual que las pasas de un pudín (o budín). Por
esta comparación, fue que el supuesto se denominó «Modelo del pudín de pasas». Postulaba
que los electrones se distribuían uniformemente en el interior del átomo, suspendidos en una
nube de carga positiva. El átomo se consideraba como una esfera con carga positiva con
electrones repartidos como pequeños gránulos. La herramienta principal con la que contó
Thomson para su modelo atómico fue la electricidad.Este innovador modelo atómico usó la
amplia evidencia obtenida gracias al estudio de los rayos catódicos a lo largo de la segunda
mitad del siglo XIX. Si bien el modelo atómico de Dalton daba debida cuenta de la formación
de los procesos químicos, postulando átomos indivisibles, la evidencia adicional
suministrada por los rayos catódicos sugería que esos átomos contenían partículas eléctricas
de carga negativa. El modelo de Dalton ignoraba la estructura interna, pero el modelo de
Thomson agregaba las virtudes del modelo de Dalton y simultáneamente podía explicar los
hechos de los rayos catódicos

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Modelo planetario:
En 1911, el físico británico nacido en Nueva Zelanda Ernest Rutherford estableció la
existencia del núcleo atómico. A partir de los datos experimentales de la dispersión de
partículas alfa por núcleos de átomos de oro, las partículas alfa empleadas por Rutherford,
muy rápidas y con carga positiva, se desviaban con claridad al atravesar una capa muy fina
de materia. Para explicar este efecto era necesario un modelo atómico con un núcleo central
pesado y cargado positivamente que provocara la dispersión de las partículas alfa.
Demostrando que el anterior modelo atómico de Thomson, con partículas positivas y
negativas uniformemente distribuidas, era insostenible. A medida en que los científicos
fueron conociendo la estructura del átomo a través de experimentos, modificaron su modelo
atómico para ajustarlos a los datos experimentales.
El físico británico Joseph Jonh Tomson observó que los átomos tenían cargas positivas y
negativas, presentando su modelo un átomo estático y macizo, las cargas positivas y
negativas estaban en reposo neutralizándose mutuamente, los electrones estaban incrustados
en una masa positiva como las pasas en un pastel de frutas, mientras su compatriota Ernest
Rutherfor descubrió que la carga positiva del átomo está concentrada en su núcleo y dedujo
que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un
núcleo central cargado positivamente, este modelo era dinámico y hueco, pero de acuerdo
con las leyes de la física clásica, inestable.
El físico danés Niels Bohr propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones
giran alrededor del núcleo en unos niveles u orbitas bien definidas y su colega austriaco
Edwin Schödinger descubrió que, de hecho, los electrones de un átomo se comportan más
como ondas que como partículas.

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Modelo de Rutherford:
El modelo atómico de Rutherford es un modelo atómico o teoría sobre la estructura interna
del átomo propuesto por el químico y físico británico-neozelandés Ernest Rutherford en
1911, para explicar los resultados de su «experimento de la lámina de oro».
Rutherford llegó a la conclusión de que la masa del átomo se concentraba en una región
pequeña de cargas positivas que impedían el paso de las partículas alfa. Más tarde propuso
un nuevo modelo atómico que poseía un núcleo o centro en el que se concentra la masa y la
carga positiva, y que en la zona extra nuclear se encuentran los electrones de carga negativa.
Antes de que Rutherford propusiera su modelo atómico, los físicos aceptaban que las cargas
eléctricas en el átomo tenían una distribución más o menos uniforme. Rutherford trató de ver
cómo era la dispersión de las partículas alfa por parte de los átomos de una lámina de oro
muy delgada. Los ángulos resultantes de la desviación de las partículas supuestamente
aportarían información sobre cómo era la distribución de carga en los átomos. Era de esperar
que, si las cargas estaban distribuidas uniformemente según el modelo atómico de Thomson,
la mayoría de las partículas atravesarían la delgada lámina sufriendo solo ligeras deflexiones,
siguiendo una trayectoria aproximadamente recta. Aunque esto era cierto para la mayoría de
las partículas alfa, un número importante de estas sufrían deflexiones de cerca de 180º, es
decir, prácticamente salían rebotadas en dirección opuesta al incidente.

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Modelo de Bohr:
El modelo atómico de Bohr es un modelo clásico del átomo, pero fue el primer modelo
atómico en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Dado que la
cuantización del momento es introducida en forma adecuada (ad hoc), el modelo puede
considerarse transaccional en cuanto a que se ubica entre la mecánica clásica y la cuántica.
Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones
pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros
de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de
Rutherford). Además el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico,
explicado por Albert Einstein.
En este modelo los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la
órbita de menor energía posible, o la órbita más cercana posible al núcleo. El
electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular
emitiría energía por lo que los electrones deberían colapsar sobre el núcleo en breves
instantes de tiempo. Para superar este problema Bohr supuso que los electrones solamente se
podían mover en órbitas específicas, cada una de las cuales caracterizada por su nivel
energético. Cada órbita puede entonces identificarse mediante un número entero n que toma
valores desde 1 en adelante. Este número "n" recibe el nombre de número cuántico principal.

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Modelo de Sommerfeld:
El modelo atómico de Sommerfeld es un modelo atómico hecho por el físico alemán Arnold
Sommerfeld (1868-1951). Este modelo es una generalización del modelo atómico de Bohr
desde un punto de vista relativista.
El modelo atómico de Bohr funcionaba muy bien para el átomo de hidrógeno sin fallas, sin
embargo, en los espectros realizados para átomos de otros elementos se observaba que los
electrones de un mismo nivel energético tenían distinta energía, mostrando que existía un
error en el modelo. Su conclusión fue que dentro de un mismo nivel energético existían
subniveles, es decir, energías ligeramente diferentes. Además desde el punto de vista teórico,
Sommerfeld había encontrado que en ciertos átomos las velocidades de los electrones
alcanzaban una fracción apreciable de la velocidad de la luz. Sommerfeld estudió la cuestión
para electrones relativistas.
Modelo cuántico ondulatorio:
El modelo atómico de Schrödinger (1926) es un modelo cuántico no relativista. En este
modelo los electrones se contemplaban originalmente como una onda estacionaria de materia
cuya amplitud decaía rápidamente al sobrepasar el radio atómico.
El modelo de Bohr funcionaba para el átomo de hidrógeno. En los espectros realizados para
otros átomos se observaba que electrones de un mismo nivel energético tenían energías
ligeramente diferentes. Esto no tenía explicación en el modelo de Bohr, y sugería que se
necesitaba alguna corrección. La propuesta fue que dentro de un mismo nivel energético

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existían subniveles. La forma concreta en que surgieron de manera natural estos subniveles,
fue incorporando órbitas elípticas y correcciones relativistas. Así, en 1916, Arnold
Sommerfeld modificó el modelo atómico de Bohr, en el cual los electrones solo giraban en
órbitas circulares, al decir que también podían girar en órbitas elípticas más complejas y
calculó los efectos relativistas.
El modelo atómico de Schrödinger concebía originalmente los electrones como ondas de
materia. Así la ecuación se integraría como la ecuación ondulatoria que describía la evolución
en el tiempo y el espacio de dicha onda material. Más tarde Max Born propuso una
interpretación probabilística de la difunción de onda de los electrones. Esa nueva
interpretación es compatible con los electrones concebidos como partículas cuasipuntuales
cuya probabilidad de presencia en una determinada región viene dada por la integral del
cuadrado de la función de onda en una región. Es decir, en la interpretación posterior del
modelo, este era un modelo probabilista que permitía hacer predicciones empíricas, pero en
el que la posición y la cantidad de movimiento no pueden conocerse simultáneamente, por el
principio de incertidumbre. Así mismo el resultado de ciertas mediciones no están
determinadas por el modelo, sino solo el conjunto de resultados posibles y su distribución de
probabilidad.

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Modelo mecánico cuántico:
Louis de Broglie propuso que todas las partículas podrían ser tratadas como ondas de materia
con una longitud de onda Erwin Schrödinger propuso el modelo mecánico cuántico del
átomo, el cual trata a los electrones como ondas de materia. La ecuación de Schrödinger, se
puede resolver para obtener una serie de funciones de onda, cada una de las cuales está
asociada con una energía de enlace electrónica, el cuadrado de la función de onda, representa
la probabilidad de encontrar un electrón en una región dada dentro del átomo.
Un orbital atómico está definido como la región dentro de un átomo que encierra donde
posiblemente esté el electrón el 90% del tiempo. El principio de incertidumbre de Heisenberg
afirma que no podemos conocer tanto la energía como la posición de un electrón. Por lo tanto,
a medida que sabemos con mayor precisión la posición del electrón, sabemos menos sobre
su energía, y viceversa. Los electrones tienen una propiedad intrínseca llamada espín, y un
electrón puede tener uno de dos posibles valores de espín: espín arriba o espín abajo.
Cualesquiera dos electrones que ocupan el mismo orbital deben tener espines opuestos.

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CONCLUSIÓN:
Según el químico y físico británico Ernest Rutherford (1871-1937). Después de experimentar
con gas nitrógeno y detectar signos de lo que parecían ser núcleos de hidrógeno, Rutherford
concluyó que probablemente esos núcleos se tratasen de partículas elementales.
Por tal motivo estoy de acuerdo con ésta teoría debido a que nos ayuda a saber el
funcionamiento de los protones, así mismo a entender como asociarlos físicamente, por otro
lado considero que el análisis de estos modelos nos es beneficiosos como estudiantes puesto
que nos capacita con habilidades para poder abrir paso al entendimiento de futuros modelos
de átomos propuestos por otros físicos.

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BIBLIOGRAFÍA:
 BOHR, N.1988. La teoría atómica y la descripción de la Naturaleza. Madrid: Alianza
Universidad.
 COSTA I TORRES, J.M.; LLUCH I LÓPEZ, J.M.; PÉREZ I GONZÀLEZ, J.J. 1993.
Química. Estructura de la matèria. Barcelona: Enciclopèdia Catalana.
 GARZON RUIPEREZ, L. 1988. De Mendeleiev a los superelementos. Oviedo.
Servicio de Publicaciones de la Universidad de Oviedo.