Modelos atómicos de Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr, y partículas subatómicas
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Todo lo que existe está formado por átomos. Nadie puede verlos a simple vista, así que los científicos han propuesto modelos: representaciones que explican cómo están formados y que se corrigen cuando aparecen nuevos experimentos.
En tu libro: este tema está en las páginas 216 a 220 de Saberes y pensamiento científico. Tercer grado (SEP).
De Demócrito a Dalton
Hacia el siglo V a. n. e., Demócrito propuso que la materia está formada por partículas pequeñísimas e indivisibles, los átomos. Aristóteles rechazó la idea y durante siglos se olvidó. En 1808, John Dalton la retomó con base en experimentos y propuso estos postulados:
- Los elementos están formados por partículas muy pequeñas llamadas átomos.
- Todos los átomos de un mismo elemento son idénticos en tamaño y masa, y distintos de los de otros elementos.
- Los compuestos se forman por átomos de distintos elementos, combinados en proporciones de números enteros (por ejemplo, 2 de hidrógeno por 1 de oxígeno en el agua).
- En una reacción química los átomos no se crean ni se destruyen: solo se separan, se combinan o se reordenan.
Para Dalton el átomo era una esfera sólida, sin partes.
Las partículas subatómicas y los nuevos modelos
| Año | Científico | Descubrimiento | Modelo |
|---|---|---|---|
| 1897 | J. J. Thomson | El electrón, partícula con carga negativa (Nobel de Física 1906) | «Pudín de pasas»: una esfera de carga positiva con electrones incrustados, como pasas en un pastel |
| 1911 | Ernest Rutherford | El núcleo: al bombardear una lámina de oro con partículas alfa, algunas rebotaban. La carga positiva y casi toda la masa están en un núcleo diminuto; más tarde llamó protones a sus partículas positivas | Modelo nuclear: núcleo positivo con los electrones alrededor y mucho espacio vacío |
| 1913 | Niels Bohr | Los electrones solo pueden estar en ciertas órbitas o niveles de energía | Modelo de Bohr: electrones en capas alrededor del núcleo, como un sistema solar |
| 1932 | James Chadwick | El neutrón, partícula sin carga que está en el núcleo | Completa el núcleo: protones y neutrones |
Notas sobre el libro: el neutrón se descubrió en 1932 (el libro dice 1936). Rutherford recibió el Nobel de Química en 1908 por sus estudios de la radiactividad, antes de proponer su modelo del átomo.
Las tres partículas subatómicas
| Partícula | Carga | Masa aproximada | Dónde está |
|---|---|---|---|
| Protón | +1 | 1 u | Núcleo |
| Neutrón | 0 | 1 u | Núcleo |
| Electrón | −1 | 1/1836 u (casi nada) | Alrededor del núcleo |
En un átomo neutro, el número de protones es igual al de electrones, así que las cargas se anulan.
Los electrones de valencia y la regla del octeto
En el modelo de Bohr, los electrones de la última capa son los electrones de valencia, y son los que participan en los enlaces químicos.
En 1916, Gilbert N. Lewis propuso la regla del octeto: los átomos tienden a ganar, perder o compartir electrones hasta tener ocho en su capa de valencia (como los gases nobles), porque así son más estables. Un átomo con su octeto completo casi no reacciona.
Comprueba lo aprendido
1. ¿Qué partícula descubrió Thomson y cómo era su modelo?
El electrón. Su modelo era el «pudín de pasas»: una esfera positiva con electrones incrustados.
2. ¿Qué demostró el experimento de Rutherford?
Que el átomo tiene un núcleo pequeño, positivo y con casi toda la masa, y que el resto es casi todo espacio vacío.
3. ¿Qué partícula no tiene carga y quién la descubrió?
El neutrón, descubierto por James Chadwick en 1932.
Practica con los ejercicios resueltos de esta unidad:
Ejercicios del átomo, la tabla periódica y el enlace
Temas relacionados: periodicidad de los elementos y diagramas de Lewis en el curso de Saberes y pensamiento científico 3. Para profundizar, revisa estructura atómica y modelos atómicos en el curso de química de preparatoria.
Referencias
- Secretaría de Educación Pública (2024). Colección Nanahuatzin. Saberes y pensamiento científico. Tercer grado. SEP, pp. 216-220.
- Chang, R. y Overby, J. (2017). Química. McGraw Hill.
- Asimov, I. (2010). Breve historia de la química. Alianza Editorial.
