Ideas de Demócrito y Leucipo

La teoría atomista se basa en los siguientes puntos:

• La materia no es infinitamente divisible. Es decir, si dividimos la materia en fragmentos cada vez más pequeños, llega un momento en que esos pedazos ya no se pueden hacer más pequeños. A dichos pedazos se les denomina átomos.
• Los átomos se diferencian en su forma y tamaño.
• Las propiedades de la materia varían según cómo se agrupen los átomos.

Ideas de la escuela de Aristóteles

La teoría aristotélica se basa en las siguientes ideas:

• La materia es infinitamente divisible. Niega, por tanto, la idea de “átomo”.
• La materia está formada por 4 elementos: tierra, fuego, agua y aire.

Teoría atómica de Dalton

En 1808, el químico inglés John Dalton elabora su teoría atómica, que se basa en los siguientes puntos:

1. Las partículas más pequeñas de las que está hecha la materia se denominan átomos, que son indivisibles.
2. Los átomos de un mismo elemento químico tienen la misma masa y las mismas propiedades.
3. Los compuestos químicos están formados por átomos de elementos químicos diferentes, que se unen siguiendo una proporción determinada.
4. En una reacción química, los átomos ni se crean ni se destruyen, solo se reordenan de forma diferente para dar lugar a sustancias distintas de las sustancias iniciales.

Conceptos Clave

• Átomo: es la parte más pequeña en la que se puede dividir un elemento químico de manera que siga conservando sus propiedades. Ejemplo: un lingote de oro (Au) está formado por millones de átomos de oro, y tanto el lingote como cualquiera de sus átomos constituyentes tienen idénticas propiedades. Por otro lado, átomo se puede definir también como diciendo que es cada elemento químico tal como aparece en la tabla periódica (Ejemplo: Fe, Cl, F, Ne, Ag, H…)
• Elemento químico: sustancia formada por átomos del mismo tipo, ya se encuentren separados o bien unidos entre sí. Ejemplos: la molécula de oxígeno gaseoso (O₂) y el oxígeno atómico (O) pertenecen al mismo elemento químico: el oxígeno.
• Compuesto químico: sustancia formada por dos o más tipos de átomos unidos entre sí. Ejemplos: la molécula de HBr (1 átomo de H y otro de Br); la molécula de HNO₃ (1 átomo de H, 1 átomo de N, 3 átomos de O).
• Molécula: partícula formada por la unión de dos o más átomos, que pueden ser del mismo o de diferentes elementos químicos. Si los átomos son iguales, la molécula se denomina homonuclear, y está formada por un solo elemento químico. Si los átomos son diferentes, se llama heteronuclear, y está constituida por diferentes elementos químicos.

Experimento de Thomson

Utilizando un tubo de vacío (recipiente alargado de vidrio al que se le ha extraído prácticamente todo el aire), Thomson en 1897 realiza el siguiente experimento:

• Mediante cables conecta a un generador eléctrico dos láminas de metal introducidas en los extremos del tubo de vacío, produciendo un gran voltaje. Así, una de las láminas de metal se comporta como polo + (ánodo), y otra como polo − (cátodo).
• Se observa unos rayos de luz dentro del tubo como consecuencia de la corriente eléctrica del circuito, que siguen una trayectoria recta, desde el cátodo hacia el ánodo. Como los rayos salen del cátodo, se denominan rayos catódicos.

Modelo atómico de Thomson

Tras los experimentos con tubos de vacío, Thomson elabora su modelo atómico con las siguientes ideas:

• El átomo es una esfera compacta, maciza y eléctricamente neutra (carga total = 0), pero puede ganar o perder electrones, adquiriendo en consecuencia carga negativa o carga positiva, respectivamente.
• La carga positiva representa la mayor parte de la masa del átomo.
• Los electrones representan la carga negativa, y están incrustados uniformemente en la carga positiva, (de forma parecida a cómo en una magdalena las pasas están incrustadas en el bizcocho).

Fallos del modelo atómico de Thomson

• No explicaba los fenómenos radiactivos.
• No explicaba el movimiento de los electrones dentro del átomo.
• Se descubrió posteriormente que los electrones no están distribuidos uniformemente, sino que se distribuyen de una forma específica en cada átomo.
• El experimento de Rutherford puso de manifiesto que el átomo no es macizo, sino prácticamente hueco, con la carga positiva y la mayor parte de la masa concentrada en el núcleo.

Experimento de Rutherford

Rutherford, que era alumno de Thomson, realiza el siguiente experimento:

Utilizando una fuente radiactiva de suministro de partículas α (partículas con carga positiva, capaces de atravesar la materia), bombardea con dichas partículas una lámina de oro, y obtiene los siguientes resultados:

• La mayoría de las partículas atraviesan la lámina sin desviarse.
• Una pequeña parte de las partículas se desvían tras atravesar la lámina.
• Una parte todavía más pequeña de las partículas rebota al intentar atravesar la lámina.

Modelo atómico de Rutherford

Tras su experimento, Rutherford en 1911 elabora su modelo atómico con las siguientes ideas:

• El átomo es prácticamente hueco, y está constituido por:
  • El núcleo, donde se concentra las cargas positivas y la mayor parte de la masa del átomo.
  • La corteza, en la que se sitúan los electrones girando a gran velocidad en órbitas circulares en torno al núcleo.

Fallos del modelo atómico de Rutherford

Según las leyes del electromagnetismo, una partícula en movimiento con carga eléctrica emite energía. Así pues, al emitir energía, el electrón describiría órbitas circulares cada vez más pequeñas (en forma de espiral), hasta chocar con el núcleo y destruir el átomo.