R.A3_kevin_estrada.pdf

1
Universidad tecnológica del
sureste de Veracruz
Alumno: Kevin Eduardo Estrada Velazquez
Carrera: Ingeniería Mecatrónica
Materia: física para ingeniería
Catedrático: Ing. Sarai Nintai Orozco Garcia
Trabajo: R.A 3

Kevin Eduardo Estrada Velazquez
2
INDICE:
INTRODUCCION:................................................................................................................................3
DESARROLLO: ...................................................................................................................................4
CONCEPTO DE ÁTOMO Y ESTRUCTURA:......................................................................................4
HISTORIA DEL ÁTOMO:..................................................................................................................4
MODELO DE DALTON CORTO: .....................................................................................................5
EXPERIMENTOS QUE CONDUJERON AL DESCUBRIMIENTO DEL ELECTRÓN: .........................5
MODELO DE THOMPSON E INCONVENIENTES:...........................................................................6
DESCUBRIMIENTO DEL PROTÓN:.................................................................................................7
EXPERIMENTO DE RUTHERFORD: .................................................................................................7
DESCUBRIMIENTO DEL NEUTRÓN: ..............................................................................................8
BIBLIOGRAFÍA: ...............................................................................................................................13
CONCLUSION:..................................................................................................................................14

3
INTRODUCCION:
Adentrarse en la investigación de los modelos atómicos es emprender un
fascinante viaje hacia el corazón mismo de la materia. A lo largo de la historia de
la ciencia, se ha forjado una trayectoria rica en descubrimientos y
transformaciones, desde las primeras conjeturas de Dalton hasta la complejidad
fascinante de la mecánica cuántica. Esta investigación se sumerge en el tejido
mismo de la realidad, explorando cómo la comprensión de la estructura atómica
ha evolucionado a través de los distintos modelos propuestos. Más allá de un
simple análisis de cada teoría, este estudio reflexionará sobre la construcción y
desarrollo de modelos científicos, subrayando la importancia vital de la
experimentación, la constante revisión y la colaboración entre mentes científicas
para esclarecer los misterios que encierra el átomo.

4
DESARROLLO:
Concepto de átomo y estructura:
El átomo es la unidad básica de la materia, constituyente fundamental de todos los elementos
químicos. Consiste en un núcleo central que contiene protones y neutrones, rodeado por
electrones que se mueven en órbitas o niveles de energía alrededor del núcleo. La estructura del
átomo se caracteriza por su organización jerárquica, donde el núcleo, con partículas cargadas
positivamente (protones) y partículas sin carga (neutrones), representa la mayor parte de la masa,
mientras que los electrones, cargados negativamente, contribuyen a la configuración electrónica y
determinan las propiedades químicas del átomo.
Historia del átomo:
A lo largo de milenios, la concepción del átomo ha experimentado un proceso evolutivo. Sus raíces
se encuentran en el pensamiento de antiguos filósofos, como Demócrito en la Grecia antigua, quien
propuso la existencia de partículas indivisibles denominadas "átomos". No obstante, fue en el siglo
XIX cuando experimentos científicos, llevados a cabo por figuras como Dalton, Thomson, Rutherford
y Bohr, arrojaron luz sobre la estructura esencial del átomo. Estos estudios revelaron que los
átomos presentan un núcleo central conformado por protones y neutrones, circundado por
electrones que siguen órbitas en niveles de energía específicos. Estos descubrimientos sientan los
cimientos de la física moderna y la química.

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Modelo de Dalton corto:
La propuesta de John Dalton sobre el modelo atómico en los primeros años del siglo XIX sugería que
los átomos eran esferas sólidas e indivisibles. Según su teoría, los elementos diferentes estaban
formados por átomos con pesos distintos, y las reacciones químicas tenían lugar a través de la unión
o separación de estos átomos. Dalton también introdujo la Ley de las Proporciones Definidas, que
establece que los elemento s se combinan en proporciones fijas y específicas al formar compuestos.
Experimentos que condujeron al descubrimiento del electrón:
Experimento con el tubo de rayos catódicos de William Crookes (década de 1870): William
Crookes empleó un tubo de vidrio al vacío equipado con electrodos conectados a una
fuente de alta tensión. Durante el experimento, observó un rayo luminoso moviéndose
desde el cátodo hacia el ánodo. Estos rayos, denominados rayos catódicos, demostraron
estar compuestos por partículas con carga negativa.
Experimento de la placa deflectora de J.J. Thomson (1897): Utilizando tubos de rayos catódicos y
una placa cargada para desviar los rayos, J.J. Thomson realizó un experimento adicional. Concluyó
que los rayos catódicos estaban formados por partículas cargadas negativamente, las cuales
denominó "corpúsculos". Estos corpúsculos, posteriormente identificados como electrones,
representaron un descubrimiento crucial en la comprensión de la estructura atómica.

6
Experimento de la gota de aceite (Millikan, principios del siglo XX): Robert Millikan realizó el
famoso experimento de la gota de aceite, donde midió la carga eléctrica del electrón y
determinó su valor.
Modelo de Thompson e Inconvenientes:
La propuesta de Thomson a fines del siglo XIX describía el átomo como una esfera homogénea con
carga positiva, en la cual los electrones estaban dispersos de manera similar a las pasas en un
pudín. A pesar de ser conocido como el modelo "pudín de pasas", esta representación tenía
limitaciones significativas. Aunque visualizaba la carga positiva uniforme y los electrones
incrustados, no ofrecía una explicación clara de la estructura interna ni de la estabilidad del átomo.
Estas limitaciones condujeron al desarrollo de modelos ulteriores más detallados para abordar estas
cuestiones pendientes.

7
Descubrimiento del protón:
Ernest Rutherford se le atribuye el principal mérito del descubrimiento del protón en 1917,
logrado a través de sus experimentos de dispersión alfa. Al dirigir partículas alfa hacia láminas
delgadas de oro, observó que algunas de estas partículas se desviaban en ángulos considerables,
indicando la existencia de una región densa y con carga positiva en el centro del átomo, a la que él
llamó núcleo. Posteriormente, se identificó al protón como la partícula que compone este núcleo y
lleva una carga eléctrica positiva.
Experimento de Rutherford:
Cerca del año 1911, Ernest Rutherford llevó a cabo un experimento en el cual bombardeó láminas
delgadas de oro con partículas alfa. Su observación reveló que la mayoría de estas partículas
atravesaban la lámina sin desviarse, pero un pequeño número experimentaba reflexiones en
ángulos notables. Este fenómeno sugirió que gran parte del átomo consiste en espacio vacío, con
una región central densa y cargada positivamente que Rutherford denominó núcleo. Este
descubrimiento marcó un cambio significativo en la comprensión de la estructura atómica.

8
Descubrimiento del neutrón:
James Chadwick realizó el descubrimiento del neutrón en 1932. A través de experimentos
que implicaron bombardear berilio con partículas alfa, Chadwick observó la presencia de
partículas neutras que compartían una masa similar a la del protón, pero carecían de carga
eléctrica. Estas partículas neutras fueron reconocidas como neutrones, lo que culminó en
la identificación de la tríada completa de partículas subatómicas fundamentales,
compuesta por protones, electrones y neutrones.
.
Características generales de los espectros atómicos:
Los espectros atómicos son patrones de radiación emitidos o absorbidos por átomos cuando los
electrones en sus niveles de energía cambian de posición. Hay tres tipos principales de espectros
atómicos: espectro de emisión, espectro de absorción y espectro de línea.
Espectro de Emisión:
Emisión de Luz: Cuando los electrones en un átomo se mueven desde niveles de energía superiores
a niveles inferiores, liberan energía en forma de luz.
Líneas Espectrales: Esta luz se descompone en líneas espectrales discretas, cada una
correspondiente a un salto específico de energía.
Color Característico: Cada elemento emite un espectro de emisión único, lo que permite la
identificación de elementos a través de la observación de sus líneas espectrales.
Espectro de Absorción:
Absorción de Luz: Cuando un átomo absorbe luz, sus electrones pueden moverse a niveles de
energía superiores.

9
Ausencia de Líneas Espectrales: En el espectro de absorción, se observan líneas oscuras en lugar de
luminosas, ya que la luz es absorbida en lugar de emitida.
Patrón de Absorción Único: Cada elemento tiene un patrón de absorción característico que actúa
como una "huella digital".
Espectro de Línea:
Líneas Espectrales Discretas: Tanto en el espectro de emisión como en el de absorción, se observan
líneas espectrales discretas en lugar de un espectro continuo.
Relacionado con Niveles de Energía: Las líneas espectrales están asociadas con los cambios de
energía específicos que ocurren cuando los electrones cambian de posición entre niveles de energía
cuantizados.
Estas características generales de los espectros atómicos son fundamentales para entender la
estructura interna de los átomos y han sido esenciales en el desarrollo de la teoría cuántica.
Además, la observación de espectros es una herramienta valiosa en la identificación de elementos y
en el estudio de sus propiedades.
Modelo de Borh. Éxitos e inconvenientes:
El modelo atómico propuesto por Niels Bohr en 1913, conocido como el modelo de Bohr, fue un
hito significativo en la comprensión de la estructura atómica. Aunque tuvo éxitos notables, también
presentó ciertos inconvenientes que más tarde llevaron al desarrollo de modelos más avanzados. A
continuación, se destacan tanto los éxitos como los inconvenientes del modelo de Bohr:
Éxitos del Modelo de Bohr:
Explicación de los Espectros Atómicos: El modelo de Bohr logró explicar los espectros de emisión de
los átomos, proporcionando una descripción precisa de las líneas espectrales observadas. Introdujo
la idea de que los electrones se mueven en órbitas cuantizadas alrededor del núcleo y emiten
radiación cuando saltan de una órbita a otra.

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Cuantización de los Niveles de Energía: Bohr incorporó la noción de niveles de energía cuantizados,
donde los electrones solo pueden ocupar órbitas con energías específicas. Esto ayudó a explicar por
qué los electrones no caen continuamente hacia el núcleo, evitando así el colapso del átomo, un
problema identificado en modelos anteriores.
Modelo Estable para el Hidrógeno: El modelo de Bohr fue especialmente exitoso al explicar las
propiedades del átomo de hidrógeno, proporcionando resultados precisos para su espectro de
emisión.
Inconvenientes del Modelo de Bohr:
Limitaciones en Átomos con Más de un Electrón: El modelo de Bohr tuvo dificultades para
extenderse a átomos con más de un electrón. La aplicación del modelo a átomos más grandes
resultó en predicciones inexactas de los espectros y otras propiedades atómicas.
No Explicaba Complejidades del Comportamiento Electrónico: Aunque el modelo de Bohr fue
exitoso para explicar el espectro de emisión del hidrógeno, no proporcionaba una descripción
completa de la complejidad del comportamiento electrónico en átomos más grandes.
Fracaso en Describir la Estructura Fina de las Líneas Espectrales: El modelo de Bohr no pudo explicar
la estructura fina de las líneas espectrales, que se observa en experimentos más detallados y
precisos.
En resumen, el modelo de Bohr fue un avance significativo que contribuyó a nuestra comprensión
de la estructura atómica, pero sus limitaciones en la descripción de átomos más grandes llevaron al
desarrollo posterior de la mecánica cuántica, una teoría más completa y precisa.

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Modelo Mecano cuántico. Orbitales y números cuánticos:
La propuesta de Niels Bohr en 1913 sobre el modelo atómico sostenía que los electrones se movían
en órbitas alrededor del núcleo en niveles de energía específicos. Aunque logró explicar los
espectros del hidrógeno, mostró limitaciones al aplicarse a átomos más grandes. A pesar de ser un
avance crucial hacia la comprensión cuántica de la estructura atómica, el modelo de Bohr quedó
superado por la mecánica cuántica, que ofrece una descripción más precisa y completa de sistemas
atómicos más complejos.

12
Orbitales y números cuánticos:
En contraste con las órbitas específicas del modelo de Bohr, los electrones se caracterizan ahora
mediante distribuciones tridimensionales de probabilidad conocidas como orbitales. Estos orbitales
ilustran las zonas donde existe una alta probabilidad de hallar un electrón.
Los números cuánticos son valores numéricos que describen las propiedades cuánticas de un
electrón en un átomo y ayudan a caracterizar su estado y posición en el mismo. Hay cuatro
números cuánticos principales:
Número Cuántico Principal (n):
Definición: Indica el nivel de energía principal en el que se encuentra el electrón.
Valores: Enteros positivos (1, 2, 3, ...).
Influencia: A mayor valor de n, mayor es la energía del nivel y la distancia del electrón al núcleo.
Número Cuántico Azimutal (l):
Definición: Determina la forma del orbital y el momento angular orbital.
Valores: Enteros no negativos, hasta n-1 en un nivel dado.
Influencia: Mayor valor del significa una forma de orbital más compleja.
Número Cuántico Magnético (ml):
Definición: Indica la orientación específica del orbital en el
espacio.
Valores: Enteros que van desde -l hasta +l, inclusive.
Influencia: Cada valor de ml corresponde a una
orientación única del orbital.
Número Cuántico de Espín (ms):
Definición: Describe la orientación del espín del electrón.
Valores: +1/2 (espín hacia arriba) o -1/2 (espín hacia abajo).
Influencia: Contribuye a la propiedad magnética del átomo.

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BIBLIOGRAFÍA:
1. Modelo Atómico de Thomson. (2014, May 31). Física Cuántica.
https://edbar01.wordpress.com/tercer-corte/modelo-atomico-de-thomson/
2. Neutrón - Enciclopedia de Energia. (n.d.).
https://energyeducation.ca/Enciclopedia_de_Energia/index.php/Neutr%C3%B3n
3. Ernest Rutherford - Rincón educativo. (2022, December 28). Rincón Educativo.
https://rinconeducativo.org/es/recursos-educativos/ernest-rutherford/
4. Modelo de Bohr. (2013, November 12). Portal Académico Del CCH.
https://e1.portalacademico.cch.unam.mx/alumno/quimica1/unidad2/modelos_ato
micos/modelo_bohr
5. Espectros atómicos. Emisión y absorción. (n.d.).
https://elfisicoloco.blogspot.com/2012/11/espectros-atomicos-emision-y-
absorcion.html
6. Modelo mecánico cuántico, qué es, aplicaciones - Ferrovial. (2023, September 25).
Ferrovial. https://www.ferrovial.com/es/stem/modelo-mecanico-cuantico/
7. Hidden Nature - Espacio de divulgación científica. (2020, March 26). Modelo atómico
mecanocuántico del átomo - Hidden Nature. Hidden Nature. https://www.hidden-
nature.com/dodociencia/2o-bachillerato/quimica/estructura-atomica-teorias-y-
modelos/modelo-atomico-mecanocuantico-del-atomo/
8. colaboradores de Wikipedia. (2023, November 28). Niels Bohr. Wikipedia, La
Enciclopedia Libre. https://es.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr

14
CONCLUSION:
En conclusión, al explorar los modelos atómicos, se destaca la evolución continua de nuestra
comprensión sobre la estructura fundamental de la materia. Desde las primeras conjeturas
filosóficas hasta los modelos más avanzados de la mecánica cuántica, cada propuesta ha
contribuido a desentrañar los misterios de los átomos. A través de esta investigación, se ha
evidenciado la importancia de la experimentación, la revisión constante y la colaboración entre
mentes científicas para perfeccionar y refinar nuestras representaciones teóricas. Este viaje a través
de la historia de los modelos atómicos no solo enriquece nuestro conocimiento científico, sino que
también resalta la naturaleza dinámica y progresiva de la exploración humana en la comprensión
del mundo que nos rodea.
Además, la colaboración entre las mentes científicas, a menudo separadas por distancias
geográficas y épocas históricas, ha sido un componente crucial para el avance del conocimiento. Los
debates, intercambios de ideas y la construcción colectiva del saber han permitido que las teorías
atómicas evolucionen y se perfeccionen, incorporando una variedad de perspectivas y enfoques.
.

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