Modelos atómicos

La comprensión del átomo ha evolucionado significativamente desde las primeras ideas filosóficas hasta los modelos científicos modernos.

Cada modelo atómico ha aportado conocimientos esenciales que nos ayudan a entender mejor la estructura de la materia.

Objetivos de aprendizaje

• Describir la evolución de los modelos atómicos desde las primeras ideas filosóficas hasta los modelos científicos actuales.
• Identificar y explicar los experimentos clave que llevaron a los descubrimientos de las partículas subatómicas.

1. Primeras ideas filosóficas (Siglo V a.C.)

Demócrito y Leucipo

• Los filósofos griegos Demócrito y Leucipo propusieron que la materia estaba compuesta por partículas indivisibles llamadas “átomos” (del griego “átomos”, que significa indivisible).
• Inconsistencias: No tenían evidencia experimental, y sus ideas eran puramente filosóficas.

Aristóteles

• Descripción: Aristóteles rechazó la idea de los átomos de Demócrito y propuso que toda la materia estaba compuesta por cuatro elementos: tierra, agua, aire y fuego.
• Inconsistencias: Aunque ampliamente aceptada en su tiempo, la teoría de los cuatro elementos no podía explicar las reacciones químicas ni la diversidad de materiales.

2. Modelo de Dalton (1803)

Postulados:

1. La materia está compuesta de átomos, que son partículas indivisibles e indestructibles.
2. Todos los átomos de un elemento son idénticos en masa y propiedades.
3. Los compuestos están formados por la combinación de átomos de diferentes elementos en proporciones fijas.
4. Las reacciones químicas implican la reorganización de átomos, pero los átomos en sí no se transforman en otros elementos.

• Experimentos: Dalton basó su modelo en las leyes de la conservación de la masa y las proporciones definidas.
• Inconsistencias: No explica la existencia de partículas subatómicas ni las reacciones químicas que liberan energía.

3. Modelo de Thomson (1897)

• Propuso el modelo del “pudín de pasas”, donde los electrones (cargas negativas) están incrustados en una esfera positiva.
• Experimentos: Descubrió los electrones utilizando tubos de rayos catódicos.
• Inconsistencias: No explica la distribución de carga ni la estructura del núcleo atómico.

4. Modelo de Rutherford (1911)

• Rutherford propuso que el átomo tiene un núcleo central denso y positivo, con electrones orbitando alrededor.
• Experimentos: Realizó el experimento de la lámina de oro, donde partículas alfa atravesaban una lámina de oro, pero algunas se desviaban.
• Inconsistencias: No explica la estabilidad de las órbitas electrónicas ni los espectros de emisión.

5. Modelo de Bohr (1913)

• Propuso que los electrones orbitan en niveles de energía definidos y pueden saltar entre estos niveles.
• Experimentos: Utilizó los espectros de emisión del hidrógeno para su modelo.
• Inconsistencias: No explica el comportamiento de átomos más complejos ni la dualidad onda-partícula de los electrones.

6. Modelo de la Mecánica Cuántica (1926)

• Este modelo fue propuesto por Erwin Schrödinger y Werner Heisenberg
• Desarrollaron un modelo donde los electrones tienen propiedades de ondas y partículas, y su posición se describe por probabilidades.
• Experimentos: El principio de incertidumbre de Heisenberg y la ecuación de onda de Schrödinger.
• Inconsistencias: Aunque es el modelo más preciso hasta la fecha, es complejo y difícil de visualizar para átomos grandes.

Actividad: Concurso de modelos atómicos

Objetivo:

• Motivar a los estudiantes a construir modelos precisos de átomos fomentando la creatividad en la comprensión de la estructura atómica.

Materiales:

• Bolas de espuma de diferentes colores (para protones, neutrones y electrones)
• Plastilina
• Palillos de dientes o mondadientes
• Alambre o hilos
• Cartulina o papel grande
• Marcadores
• Reglas y tijeras

Procedimiento:

1. Dividir a los estudiantes en equipos y asigna a cada equipo un elemento específico.
2. Cada equipo debe construir un modelo tridimensional del átomo asignado, mostrando correctamente el número de protones, neutrones y electrones.
3. Los estudiantes deben presentar sus modelos y explicar la estructura y características del átomo.
4. Evalúa los modelos basándote en la precisión, creatividad y presentación.
5. Premia al equipo con el mejor modelo atómico.

Video de repaso