1Nombre de la

Teoría/Modelo/Descubrimiento

2Nombre del

Investigador Principales Aportaciones Limitaciones de

su teoría

Teoría Atomista: Concepciones Filosóficas

Demócrito de Abdera (380 a. C.)

La materia está formada por átomos

Están dotados de velocidad

Movimiento aleatorio en el vacío

Pueden formar agregados de materia enganchándose entre sí

El concepto de átomo sólo era una creación de la razón, producto de la lógica humana No tenía evidencia experimental

Teoría Atomista Leucipo de Abdera (450 a.C. – 370 a. C.)

Sólo hay un tipo de materia

Al dividirla encontraremos un límite, una partícula que ya no se podrá dividir

Teoría Continuista: Cuatro elementos de la materia

Aristóteles (384 – 323 a. C.)

No creía en la existencia de átomos

La materia se reducía a cuatro elementos con características: tierra-seco, agua-húmedo; aire-frío; fuego-caliente

No veía posible la existencia del vacío

Atomismo Epicuro (341- 272 a. C.)

Hizo resurgir la idea de las partículas indivisibles

Podían girar en su movimiento de caída

Se desviaban y podían agruparse

Sin evidencia experimental Fundamentado en especulaciones

Teoría Continuista: Corriente averroísta

Averroes (1126-1198)

Existencia de mínimos naturales

Retomó las ideas Aristotélicas al ser su comentador

Explicación filosófica

Atomistas del s. XVII Daniel Sennert (1572-1637)

Los átomos no están dotados de propiedades mecánicas

Los cuatro elementos están formados por átomos distintos

Cuatro diferentes clases de átomos que corresponden a los cuatro elementos

El combinarse originan una sustancia, se reordenan, mantienen su individualidad y aportan cualidades a las sustancias

Desconoce la energía cinética de los átomos Intenta complementar la teoría atomista con la continuista

Teoría Atomista Pierre Gassendi (1592-1655)

Propiedades de los cuerpos debidas a su estructura corpuscular

Los átomos están dotados de movimiento

Existencia del vacío demostrada por el experimento de Torricelli

Elimina aspectos no aceptados por la religión cristiana

Sesgo religioso y creacionista

1 Martín Reyes, Guillermina. La Química de Dalton. IES Mencey Bencomo.

2 http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/3esofisicaquimica/impresos/quincena5.pdf

Dios ha creado al mundo y le dio movimiento a los átomos

Los átomos son partículas sólidas e impenetrables con formas y tamaños variables

Explica fenómenos como calor y frio en función de sus formas

Los átomos se unen para formar cuerpos sólidos mediante ganchos

Asociaciones de átomos llamadas moleculae

Las moleculae explica las reacciones químicas

El cuerpo se descompone en moleculae

Atomismo Descartes No admite la existencia del vacío

No admite que la forma de los corpúsculos sea el origen de las propiedades de la materia ni su extensión

Defendía la infinita divisibilidad de la materia

No admite partículas indivisibles como los átomos

No es experimental Elementos filosóficos

Atomismo Robert Boyle (1627-1691)

Utilizó el microscopio par justificar las regularidades observadas en las reacciones químicas

Las propiedades de las sustancias están determinadas por la forma, el tamaño y el movimiento de éstas

El comportamiento de los gases puede explicarse si se considera que la materia está formada por estos corpúsculos que se mueven en el vacío

Los átomos pueden agruparse originando unos agregados complejos llamados primary concretion y que daban lugar a los elementos básicos que forman los cuerpos

Su limitación principal es de tipo tecnológica, ya que no contaba con las herramientas adecuadas para ir más allá de sus observaciones

Atomismo Hook3

(1665) Observó las formas cristalinas y dedujo que se deben al ordenamiento compacto

de minúsculas partículas esféricas, “como si fueran balas de cañón”

Pensaba que la sal de disuelve en agua porque el líquido no es continuo, pues posee espacios vacíos

Conclusiones limitadas, aunque empiezan a basarse en algo más que simples conjeturas

Atomismo Isaac Newton (1642-1727)

Clasifica a los corpúsculos con base en su grado de complejidad y considera que éstas partículas se atraen entre sí de forma recíproca

Dejó de tras la idea de unión de átomos por corchetes, poros y puntas

Aún no presenta un modelo atómico claro

Electricidad. Precursor. Luigi Galvani (1786)

Descubrió la electricidad animal

No proporciona explicaciones sobre la estructura de la

3 Capítulo 3. El Modelo Atómico Nuclear.

materia

Electricidad. Precursor Alessandro Volta (1800)

Desarrolló en Italia la primera batería que generaba corriente eléctrica a partir de una reacción química, con base en dos tipos de monedas de diferentes metales

Es sólo un precursor, la falta de modelo continúa

Atomismo Claude-Louis Berthollet (1748-1822)

Defensor de la teoría newtoniana

Las sustancias reaccionan entre sí porque existen fuerzas de atracción entre ellas

La temperatura y la presión y la concentración, además de la afinidad química, eran responsables del rendimiento obtenido en cada proceso de reacción química, que nunca es del 100%

La reacción llega a un equilibrio y puede ser completa, pero podemos influir en su rendimiento controlando los factores

No existen dichas afinidades No es posible la manipulación de factores pues cada compuesto poseería más de una fórmula química y la combinación se producirá en proporciones distintas

Teoría Equivalentista Louis Proust 1804

En 1799 postuló la Ley de las proporciones definidas

Los compuestos químicos tienen una identidad, están formados por componentes en proporciones definidas

Sentó las bases de la estequimetría

Aún no explica la conformación de los átomos Pero abrió el camino para la teoría atómica de Dalton

Atomismo. Rayos catódicos

Julius Plücker y

Hienrich Geissler

Al agregar dos electrodos metálicos a los extremos del tubo Geissler para conectar un gas evacuado a una alta diferencia de potencial, observaron un fenómeno luminoso en el interior del tubo, debido a una radiación aparentemente emitida del electrodo negativo que viajaba hacia el positivo

El electrodo positivo se llamó ánodo y el negativo cátodo, por lo que esta emisión fue denominada “rayos catódicos”

Modelo

incompleto

Atomismo John Dalton (1766-1844)

En su obra “A New System of Chemical Philosophy” (Un nuevo sistema de filosofía química) publicó su teoría:

1. La materia está formada por una gran cantidad de partículas muy pequeñas (átomos) que se mantienen unidas por fuerzas de atracción

2. Los átomos son indivisibles y son se crean ni se destruyen 3. Todos los átomos de una misma sustancia-elemento son idénticos en forma,

tamaño y masa

Uso indistinto de los conceptos de átomo y molécula, sin distinguirlos No aceptó la ley de Guy-Lussac lo

4. Los átomos de elementos diferentes tienen distinta masa 5. Los átomos de los elementos se pueden agrupar, en un número fijo para originar

moléculas que son las partículas más simples de un compuesto 6. La masa de la molécula de un compuesto es la suma de los átomos

constituyentes 7. Las cantidades de un mismo elemento que se combinan con la cantidad fija de

otro para formar varios compuestos, están en relación de los números enteros sencillos

8. La masa del átomo de un elemento es la misma en todos sus compuestos, por lo que la composición de una sustancia formada por dos elementos A y B puede deducirse partir re los composiciones de sus compuestos de cada uno de ellos con un tercer elemento C

9. Regla de la mayor simplicidad 10. Niega la ley de Guy –Lussac

Apoya la ley de la conservación de la masa de Lavoisier

Apoya la ley de las proporciones definidas

Introdujo la ley de las proporciones múltiples

Acepta ley de la proporciones recíprocas de Richter

que lo llevó a imposibilidad de explicar la ley e los volúmenes de combinación

Precursor. Electricidad. Johann Wilhelm Hittorf (1869)

Observó que los rayos catódicos viajaban en línea recta y salían del cátodo. No hace aportaciones en cuanto a algún modelo

Precursor William Crookes

Descubrió que los rayos catódicos que salían del tuvo eran desviados por imanes y por campos eléctricos, por lo que concluyó que se trataba de un haz de partículas cargadas negativamente

Sólo complementa observaciones

Descubrimiento del electrón

Joseph John Thomson (1893 y 1897)

Determinó la naturaleza de los rayos catódicos

Construyó un tubo de Geissler con una pantalla flourescente al final, colocó un campo eléctrico en el interior del tubo, que provocaba que el haz de partículas se desviara hacia otro punto de la pantalla

Insertó un campo eléctrico formado por dos láminas metálicas cargadas, una positiva y otra negativamente

Cuando el haz de rayos catódicos era desviado hacia arriba por el campo magnético, variaba poco a poco la intensidad del campo eléctrico entre las placas, haciendo variar paulatinamente el punto de llegada a la pantalla, hasta que el haz arribaba al centro de la misma

La fuerza ejercida por el campo magnético (hacia arriba) sobre las partículas se igualaba con aquélla debida al campo eléctrico (hacia abajo)

Modelo avanzado, pero aún incompleto, pues no considera todas las partículas subatómicas

Esta igualación de fuerzas le permitió escribir una ecuación de la que obtuvo el cociente de carga, e, entre la masa, m, de las partículas de los rayos catódicos, con sólo medir la fuerza de la trayectoria circular en el campo magnético y la magnitud de ambos campos cuando se lograba el equilibrio.

e/m=1.7588 x 1011

Coulomb sobre kilogramo

Concluyó que los rayos catódicos eran cargas de electricidad negativa portadas por partículas materiales a los que llamó “corpúsculos”

Se le reconoce como el descubridor de la primera partícula subatómica que posteriormente recibió el nombre de electrón

Haciendo experimentos similares con los rayos canales descubrió los isótopos, eventualmente, al estudiar los isótopos producidos por el H, se descubrió el protón

El enlace que tiene lugar cuando las esferas correspondientes a los átomos se interpenetran situándose sus electrones simétricamente en la región común

Modelo atómico Thomson-Kelvin

Joseph John Thomson-William Thomson Kelvin (1902)

Formularon el primer modelo del átomo de Dalton

Imaginaron el átomo como un panqué con pasas

El panqué representaba la carga positiva y contenía la mayor parte de la masa del átomo, las pasas eran los electrones, uniformemente distribuidos a lo largo del panqué, para que todo el átomo fuera eléctricamente neutro

Desconoce todas

las partículas

subatómicas

Desconoce el

movimiento de

los electrones

Desconoce los

espacios vacíos

dentro del átomo

Descubrimiento del protón

E. Goldstein (1886)

Colocó un cátodo horadado en uno de los tubos de rayos catódicos. Encontró que en la dirección contraria a los rayos catódicos, fluía una corriente de electricidad positiva, que eran los rayos canales

Gracias a los experimentos de Thomson se descubrió el protón, derivado del descubrimiento de los isótopos de H

Aporta otro

elemento

Falta un modelo

que lo sustente

Descubrimiento del neutrón

James Chadwick (1932)

Físico inglés que confirmó la existencia del neutrón, partícula subatómica sin carga eléctrica, cuya masa es casi igual a la de los protones

Ayuda a

complementar el

modelo atómico,

al descubrir la

última partícula

subatómica

Rayos X Wilhelm Conrad Röntgen (1895)

Al trabajar con los rayos catódicos observó que fuera del tubo había un papel impregnado con un reactivo fosforescente que brillaba

Al desconocer su origen los llamó rayos X

Posteriormente se descubrió que se trataba de una radiación electromagnética de alta energía

No es

propiamente un

modelo, pero

aporta

conocimiento

sobre áreas que

se aplicarían

posteriormente,

sobre todo en la

medicina

Fluorescencia Henri Becquerel (1896)

Trabajando con uranio descubrió que éste emitía luz después de haber sido expuesto a la radiación ultravioleta o cualquier otro tipo de radiación

Misma observación, no aporta algo nuevo al modelo, pero sí permite conocer otros aspectos de la conformación de la materia en los espectros no visibles

Radiactividad Marie Curie 1867-1934

Dedujo que algunos elementos no únicamente eran fluorescentes, sino que emitían una radiación, como el uranio, el polonio y el radio, descubriendo la radiactividad

Posteriormente se descubrió que la radiactividad era una emisión espontánea de radiación proveniente los núcleos de los átomos

No aporta un modelo, sólo amplía los conocimientos sobre las características de la materia

Tipos de emisiones radiactivas

Ernest Rutherford (1900)

Gracias a sus experimentos se conocieron tres tipos de emisiones radiactivas: a) Rayos alfa, que son iones de helio que se mueven a gran velocidad y no poseen

Las órbitas de los electrones no

electrones, son núcleos de helio emitidos a una velocidad de un décimo de la de la luz, con una penetración limitada que se pueden detener con un pedazo de papel o de tela.

b) Rayos beta, son electrones emitidos a grandes velocidades, a menudo cercanas a la de la luz, cuya radiación puede detenerse con capas metálicas delgadas.

c) Rayos gamma, forma de radiación electromagnética similar a los rayos x, pero de mayor energía, viaja a la velocidad de la luz, no tiene masa ni carga eléctrica. Se necesitan varios centímetros de plomo o una placa gruesa de concreto para detenerlas.

Determinó con la ayuda de Johans Hanes Wilhelm Geiger el fenómeno ocurría mediante un decrecimiento exponencial de la actividad radiactiva.

Realizó experimentos con rayos alfa, descubriendo que muchas partículas emitidas por un material radiactivo, eran desviadas en ángulos muy pronunciados al pasar a través de una lámina de metal delgada, otras pasaban directamente, y otras eran desviadas con ángulos pequeños. Lo anterior contradecía el modelo atómico de Thomson.

Modelo de Rutherford. Llegó a la conclusión de que dentro del átomo había un núcleo constituido por partículas cargadas positivamente cuya masa contenía el 99.9% de la total del átomo, y que los electrones giraban a su alrededor.

están bien definidas

Atomismo Modelo de G. N. Lewis 1916

Propuso que los átomos de los gases nobles compartían un par o más electrones

Los electrones en los átomos están normalmente en posiciones estáticas

Los electrones estaban arreglados en capas: o La primera contenía 2 electrones o El resto tendería a retener 8 o La última capa no tendría 8

Los electrones de valencia se encontraban colocados en los vértices de un cubo

No hay tal conformación cúbica de los electrones

Atomismo Walther Kossel 1888-1956

Sugirió un modelo de átomo que diera cuenta de la formación de enlaces químicos

Los electrones están en anillos concéntricos, rotando en órbitas alrededor del núcleo

Pensaba que el neón y el argón sí tenían 8 electrones en la órbita más externa

Sólo podía aplicarse a los primeros 23 elementos

Atomismo Niels Henrik David Bohr 1885-1962

Su modelo atómico tiene tres postulados fundamentales: o Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo

sin radiar energía. o No todas las órbitas para el electrón están permitidas, tan sólo se

puede encontrar órbitas cuyo radio cumple que el momento angular

Ofrece una explicación del espectro de líneas del átomo de hidrógeno, no

del electrón es la un múltiplo entero. o El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita

permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de energía entre ambos niveles.

puede explicar los espectros de otros átomos

Atomismo Modelo atómico de Sommerfeld 1916

Con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein hizo modificaciones al modelo de Bohr:

o Los electrones se mueven alrededor del núcleo, en órbitas circulares o elípticas

o Las órbitas de los electrones son elípticas o Cada órbita está compuesta de cuatro orbitales:

s= sharp p=principal d=diffuse f=fundamental

o A partir del segundo nivel energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel

o El electrón es una corriente eléctrica minúscula

No pudo demostrar las formas de emisión de las órbitas elípticas, sólo descartó su órbita circular

Atomismo Modelo atómico de Shrördinger 1924

Concebía a los electrones como ondas de materia

La ecuación se interpretaba como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de dicha onda material

No explica la estructura completa del átomo No considera el spin de los electrones Ignora los efectos relativistas de los electrones rápidos No explica por qué un electrón es un estado cuántico excitado decae hacia un nivel inferior si existe alguno libre