Historia del Átomo desde el concepto griego de la idea de átomo pasando por los distintos modelos desde Danton hasta Schrödinger

1. EL ÁTOMO - Modelos Atómicos
Modelo de Dalton
Modelo de Thomson
Modelo de Bohr
Profesor.- Juan Sanmartín
Física y Química
Recursos subvencionados por el…

2. El Pensamiento Griego
En la Grecia Antigua, uno de los primeros filósofos en dar respuesta a
cómo estaba constituida la materia fue Tales de Mileto. Él propuso que la
materia básica o «elemento» que formaba todas las cosas del Universo
era el agua, ya que de todas las sustancias es la que parece encontrarse
en mayor cantidad. El agua rodea la Tierra, impregna la atmósfera en
forma de vapor, corre a través de los continentes, y la vida tal como la
conocemos sería imposible sin ella. Anaxímenes (585-524 a. C.), otro
filósofo griego de la ciudad de Mileto, propuso que el aire era esa
sustancia elemental. Heráclito de la ciudad de Éfeso, pensaba que lo que
caracterizaba todo en el Universo era el constante cambio y pensó que la
«sustancia» que mejor se adecuaba y describía esto era
el fuego. Empédocles (490-439 a. C.), nacido en Sicilia, pensó que la
respuesta a esta pregunta no era un solo «elemento», sino todos los que
ya se habían propuesto: el agua, el aire, el fuego y agregó un cuarto
«elemento»; la tierra. Aseguraba que cada «elemento» tenía un lugar en
el orden del Universo; en la parte superior estaba el fuego, después el
aire, el agua y por último la tierra.
Fuente .- Wikipedia
Tales de Mileto

3. El Pensamiento Griego
La búsqueda por tratar de definir lo que no se percibía de la materia
continuó por Aristóteles, cuyas ideas dominaron el mundo europeo
occidental durante más de 2000 años. Él pensaba que los «elementos» a
los que se refería Empédocles eran combinaciones de dos pares de
propiedades opuestas: frío y calor; humedad y sequedad. Estas
propiedades podían combinarse entre sí excepto con sus opuestos, de tal
manera que podían formarse cuatro parejas distintas, cada una de las
cuales daba origen a un «elemento» distinto: calor y sequedad originan el
fuego; calor y humedad, el aire; frío sequedad, la tierra; y frío y humedad, el
agua.
Aristóteles también pensaba que los cielos estaban formados por un «quinto elemento», al
que llamó éter. Consideró que el éter era perfecto, eterno e inmutable, lo que hacía distinto
de los cuatro elementos imperfectos de la Tierra. Sin embargo, Aristóteles no consideraba
que cada uno de los «elementos» propuestos fuera igual a las sustancias que les daban
nombre y existían en la realidad. Por ejemplo, el agua, como elementos, no era la que se
podía tocar en el río o la lluvia. Consideraba que la experiencia sensorial era el mejor
camino para conocer el mundo, y por ello escogió dos pares de la cualidades sensibles
(caliente-frío y húmedo-seco) para explicar el origen de los elementos primarios.
Fuente .- Wikipedia
Aristóteles

4. ¿Cómo está formada la materia en su interior?
Desde los tiempos de la antigua Grecia ,los pensadores venían
haciéndose esta pregunta, acerca de cómo estaba constituida la
materia en su interior.
Demócrito (Siglo V a.c.) introduce el término de átomo como la
parte mas pequeña de la materia.
Sin embargo, Aristóteles no consideraba que cada uno de los «elementos» propuestos fuera
igual a las sustancias que les daban nombre y existían en la realidad. Por ejemplo, el agua,
como elementos, no era la que se podía tocar en el río o la lluvia. Consideraba que la
experiencia sensorial era el mejor camino para conocer el mundo, y por ello escogió dos
pares de la cualidades sensibles (caliente-frío y húmedo-seco) para explicar el origen de los
elementos primarios.
Demócrito

5. MODELO ATÓMICO DE DALTON
John Dalton (1766 – 1844) fue un naturalista, químico,
matemático y meteorólogo británico.
En 1808 Dalton enunció su teoría atómica. Dalton imaginaba los
átomos como esferas macizas indivisibles.
El modelo de Dalton no dice nada sobre la constitución interna
del átomo porque en su época no se habían descubierto las
partículas que lo constituyen.
Los átomos de diferentes elementos son diferentes en masa y propiedades.

6. Evolución en el estudio de la materia.
PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA TEORÍA ATÓMICA DE
DALTON:
I. Trataba de explicar las leyes de la época sobre la
composición de las sustancias (leyes ponderales).
II. La materia está constituida por pequeñas partículas
separadas e indivisibles llamadas átomos.
III. Todos los átomos de un elemento son iguales en masa y
propiedades. La sustancia que tiene todos los átomos
iguales es un elemento.

7. PRINCIPIOS FUNDAMENTALES DE LA TEORÍA ATÓMICA DE DALTON
(Continuación):
IV. Los átomos de diferentes elementos son diferentes en masa y propiedades.
V. Los átomos de elementos distintos pueden unirse en cantidades fijas para originar
compuestos
VI. Los átomos de cada clase suele estar en una relación numérica constante.
VII. Los “átomos compuestos” tienen la misma masa e idénticas propiedades.
Todos los átomos de un elemento son iguales en masa y propiedades.

8. En 1808 la Teoría Atómica de Dalton proporcionó una base para interpretar el
comportamiento de las sustancias en las reacciones químicas.
Con el tiempo, los científicos descubrieron hechos que indicaban que el átomo a su
vez estaba constituido por diversas partículas más pequeñas llamadas subatómicas

9. CRÍTICAS A LA TEORIA DE DALTON

10. AVANCES EN EL ESTUDIO DE LA MATERIA
En la última década del siglo XIX y comienzos del XX se precipitaron una serie de
descubrimientos que dejaron en evidencia la teoría de la indivisibilidad atómica.
Estos descubrimientos dieron lugar a los diferentes MODELOS ATÓMICOS.
Joseph John Thomson (1856 - 1940) fue un
científico británico, descubridor del electrón,
de los isótopos e inventor del espectrómetro
de masa. En 1906 fue galardonado con
el Premio Nobel de Física.

11. MODELO DE THOMSON (1897).
Fundamentos del Modelo de Thomson
I. Se basó en su experiencia ,con el tubo de descarga.
II. En el interior existe un gas sometido a una diferencia de potencial.
III. Desde polo negativo (cátodo) se emite una radiación hacia el polo positivo
(ánodo).
IV. La radiación es emitida por el gas
Tubo de descarga

12. Fundamentos del Modelo de Thomson
V. Si la radiación viaja en sentido del cátodo(-) al ánodo(+),su naturaleza
será NEGATIVA.
VI. Además estará formada por partículas discretas al terminar impactando en
forma de chasquidos en la placa del final del tubo.
VII. Se había descubierto una partícula constitutiva de la materia
EL ELECTRÓN.

13. Thomson demostró que en el interior de los átomos hay
partículas diminutas, con carga eléctrica negativa a las
que denominó electrones.
Como la materia es eléctricamente neutra, Thomson
consideró que el átomo debía ser una esfera maciza
de materia cargada positivamente, en cuyo interior
estaban incrustados los electrones.
Se trata de un modelo estático y no nuclear en el que los átomos pueden perder
electrones, con lo que justificaba fenómenos como la electrización.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
Electrones
Carga negativa
Materia
Carga positiva

14. En base a su experiencia desarrolla su modelo del
átomo de la siguiente forma:
• El átomo posee partículas negativas llamada
electrones.
• Intuía ,dada la neutralidad de la materia, la
existencia de carga positiva en el átomo.
Por tanto, anuncia que el átomo es
“UNA ESFERA MACIZA CARGADA POSITIVAMENTE Y EN SU INTERIOR
SE DISTRIBUYEN LOS ELECTRONES”
Simil: sandía (pepitas=electrones fruto=átomo cargado positivamente)
Electrones
Carga negativa
Materia
Carga positiva
MODELO ATÓMICO DE THOMSON

15. Descubrimiento del PROTÓN.
En 1886, el físico alemán Eugen Goldstein, empleando
un tubo catódico con un cátodo perforado, descubrió
una nueva radiación, que fluía por los orificios del
cátodo en dirección opuesta a la de los rayos catódicos.
Se le denominó "rayos canales".
Puesto que los rayos canales se mueven en dirección
opuesta a los rayos catódicos de carga negativa , ésta
era de naturaleza positiva.
Eugen Goldstein
(1850 – 1930)

16. Ernest Rutherford, (1871 - 1937), fue un físico y químico
británico nacido en Nueva Zelanda.
Se dedicó al estudio de las partículas radiactivas y logró
clasificarlas en alfa (α), beta (β) y gamma (γ). Halló que
la radiactividad iba acompañada por una desintegración de
los elementos, lo que le valió para ganar el Premio Nobel de
Química en 1908. Se le debe un modelo atómico, con el que
probó la existencia del núcleo atómico, en el que se reúne toda
la carga positiva y casi toda la masa del átomo..
Ernest Rutherford

17. MODELO DE RUTHERFORD.
REVOLUCION EN LA CONCEPCIÓN ATÓMICA DE LA MATERIA.
La experiencia de Ernest Rutherford , y posteriormente la presentación de su modelo
,invalida en gran parte el modelo anterior y supone una revolución en el conocimiento
intimo de la materia.

18. Experiencia de RUTHERFORD.
Rutherford bombardeó una fina lámina de oro con partículas alfa (núcleos de Helio,
provenientes de la desintegración del Polonio)
Observó que la mayor parte de las partículas que atravesaban la lámina seguían una
línea recta o se desviaban un ángulo muy pequeño de la dirección inicial.
Solamente, muy pocas partículas se desviaban grandes ángulos, lo que contradecía
el modelo atómico propuesto por Thomson.
Rutherford supuso que dichas desviaciones provenían de una única interacción entre
la partícula proyectil y el átomo.
Mineral de Polonio
Plomo

19. Experiencia de RUTHERFORD.
Mineral de Polonio
Plomo
Lámina de oro
La mayoría de las partículas alfa atravesaba la
lámina de oro sin desviarse.
Una de cada 10 000 partículas alfa rebotaba al
llegar a la lámina y volvía hacia atrás. Una pequeña proporción de partículas
alfa atravesaba la lámina, pero sufrían
una leve desviación.
Las partículas alpha son núcleos de helio

20. MODELO DE RUTHERFORD
Rutherford concluyó que el hecho de que la mayoría de las partículas atravesaran la hoja
metálica, indica que gran parte del átomo está vacío
El rebote de las partículas indica un encuentro directo con una zona fuertemente positiva
del átomo y a la vez muy densa de la masa.
Partículas α

21. MODELO DE RUTHERFORD.
Podemos mencionar que el modelo de Rutherford ofrecía las siguientes
afirmaciones:
• El átomo esta constituido por una parte central a la que se le llama núcleo y la que
se encuentra concentrada casi toda la masa del núcleo y toda la carga positiva.
• En la parte externa del átomo se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es
muy pequeña en comparación con el resto del átomo, esta está formada por los
electrones que contenga el átomo.
• Los electrones giran a gran velocidad en torno al núcleo, en orbitas circulares.
• El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo,
aproximadamente 10000 veces menor

22. Invalidación del modelo de Thomson en base a la
Experiencia de Rutherford.
Partículas α
Partículas α

23. En 1911 el físico de origen neozelandés Ernest Rutherford demostró que los
átomos no son macizos, sino que están vacios en su mayor parte.
En su experiencia, Rutherford dedujo que en el centro del átomo hay un diminuto
corpúsculo, al que llamó núcleo, en el que se encuentran las partículas de carga
positiva, los protones. Además, Rutherford ya intuyó la presencia de neutrones en
el núcleo.
El modelo presenta un átomo dinámico y nuclear, en el que los electrones, en igual
número que los protones, giran alrededor del núcleo en órbitas circulares.

24. Niels Henrik David Bohr (1885 - 1962) fue un físico
danés que realizó contribuciones fundamentales para la
comprensión de la estructura del átomo y la mecánica
cuántica. Fue galardonado con el Premio Nobel de
física en 1922.
En 1943, con la Segunda Guerra Mundial en pleno
apogeo, Bohr escapó a Suecia para evitar su arresto por
parte de la policía alemana, viajando posteriormente
a Londres. Una vez a salvo, apoyó los intentos
angloamericanos para desarrollar armas atómicas, en la
creencia de que la bomba alemana era inminente, y
trabajó para ello en el Proyecto Manhattan de Los
Álamos, Nuevo México (EE. UU.).
Niels Bohr y Albert Einstein

25. MODELO DE BOHR.
Niels Bohr propuso un nuevo modelo atómico, a partir de
los descubrimientos sobre la naturaleza de la luz y la
energía.
Los electrones giran en torno al núcleo en niveles
energéticos bien definidos.
Cada nivel puede contener un número máximo de
electrones.
Es un modelo precursor del actual.

26. Descubrimiento del neutrón.
Ernest Rutherford pasó la segunda mitad dedicado a la
docencia y dirigiendo los Laboratorios
Cavendish de Cambridge, en donde se descubrió
el NEUTRÓN. Fue maestro de Niels Bohr y Otto Hahn.
• Investigando las diferencias entre el número de protones
y la masa del átomo ,descubrió una nueva partícula: EL
NEUTRÓN.
• Poseen masa similar al protón.
• Sin carga eléctrica.
• El neutrón permite explicar la estabilidad de los protones en el núcleo del átomo,
manteniéndolos “unidos”, y por tanto justificando la no repulsión de estos en dicho núcleo, a
pesar de poseer el mismo signo de carga (+).

27. A partir de los descubrimiento sobre la naturaleza de la luz y la energía, en 1913, el físico danés
Niels Bohr propuso un nuevo modelo atómico.
Para Bohr los electrones giran en torno al núcleo en orbitas circulares de radios definidos. No todas
las orbitas son posibles: existen órbitas permitidas y otras prohibidas.
En cada una de estas órbitas sólo puede haber un número dado de electrones, con una energía
determinada en cada caso
Niveles energéticos
Núcleo

28. El descubrimiento de una nueva partícula fundamental en el núcleo por
parte de James Chadwick (1891 – 1974), el neutrón, cuya masa es
similar a la del protón y sin carga eléctrica, completó la descripción del
modelo atómico desarrollado a lo lardo del siglo XX. Premio Nobel de
física 1935
Tenemos así que el átomo tiene dos partes bien diferenciadas: el
núcleo y la corteza.
Núcleo (protones + neutrones)
Corteza (electrones (e-))
James Chadwick

29. Erwin Rudolf Josef Alexander Schrödinger ( 1887 – 1961)
fue un físico y filósofo austríaco, naturalizado irlandés, que
realizó importantes contribuciones en los campos de
la mecánica cuántica y la termodinámica.1 Recibió el Premio
Nobel de Física en 1933 por haber desarrollado la ecuación de
Schrödinger, compartido con Paul Dirac. Tras mantener una
larga correspondencia con Albert Einstein propuso el
experimento mental del Gato De Schrödinger que mostraba
las paradojas e interrogantes a los que abocaba la física
cuántica.
Erwin Schrödinger

30. MODELO DE SCHRÖDINGER.
El modelo atómico de Schrödinger definía al principio los
electrones como ondas de materia (dualidad onda-
partícula), describiendo de este modo la ecuación ondulatoria que
explicaba el desarrollo en el tiempo y el espacio de la onda material
en cuestión. El electrón con su carácter ondulatorio venía definido
por una función de ondas (Ψ), usando una ecuación de ondas
sencilla que no era más que una ecuación diferencial de segundo
grado, donde aparecían derivadas segundas de Ψ.
Cuando se resuelve esta ecuación, se ve que la función depende
de unos parámetros que son los números cuánticos, como se decía
en el modelo de Bohr. De este modo, el cuadrado de la función de
ondas correspondía con la probabilidad de encontrar al electrón en
una región concreta, lo que nos introducía en el Principio de
Heisenberg. Es por esto, que en el modelo de Schrödinger,
aparece un concepto pare definir la región del espacio en la cual
cabría mayor posibilidad de hallar al electrón: el orbital.
Núcleo (protones + neutrones)
Corteza (electrones (e-))
Probabilidad

31. Fin
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