DEMOCRITO

Yo desarrolle la teoría atómica del universo, y consiste en que todas las

cosas están compuestas de partículas diminutas, invisibles e indestructibles de

materia pura, que se mueven por la eternidad en un infinito espacio vacío. Aunque los átomos estén hechos de la

misma materia, difieren en forma, medida, peso, secuencia y posición.

También considere la creación de mundos como la consecuencia natural del incesante movimiento giratorio de los átomos en el espacio. Los átomos

chocan y giran, formando grandes agregaciones de materia.

Modelo Atómico de Dalton

Mi modelo atómico explica por qué las sustancias se

combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.

La materia está dividida en unas partículas indivisibles

e inalterables, que se denominan átomos.

Creo que construiré un modelo atómico, dejando aparte a precursores de la

Antigüedad como Demócrito y Leucipo, cuyas afirmaciones no se apoyaban en ningún

experimento riguroso.

Postulados de Dalton: Dalton explicó su teoría formulando una

serie de enunciados simples:

1. La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.

2. Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de los diferentes elementos tienen pesos diferentes.

3. Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.

4. Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.

5. Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.

6. Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.

El átomo es la partícula más pequeña

que existe, y son indivisibles e

inmutables, en cada elemento hay átomos

iguales.

El modelo atómico de Dalton explicaba por

qué las sustancias se combinaban

químicamente entre sí sólo en ciertas

proporciones. Además el modelo aclaraba que

aún existiendo una gran variedad de

sustancias diferentes, estas podían ser

explicadas en términos de una cantidad más

bien pequeña de constituyentes elementales o

elementos. En esencia, el modelo explicaba la

mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos

complejos a una teoría combinatoria

realmente simple.

El modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por

John Dalton.

Los éxitos que tuvo mi modelo atómico fueron, que explicaba por qué las sustancias se combinaban

químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones. Además mi modelo aclaraba que aún existiendo

una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos. En esencia, mi modelo explico la mayor

parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una

teoría combinatoria realmente simple.

A John Dalton se le conoce sobre todo por desarrollar la teoría atómica de los elementos y compuestos. Mientras investigaba la naturaleza de la atmósfera en los primeros años del siglo XIX, Dalton dedujo la estructura del dióxido de carbono y propuso la teoría de que cada molécula está compuesta por un número definido de átomos. Postuló que todos los átomos de un mismo elemento son idénticos entre sí y diferentes de los átomos de cualquier otro elemento. Dalton fue el primer científico en clasificar los elementos por su peso atómico, con lo que preparó el terreno para una revolución del pensamiento científico. Realizó numerosas contribuciones en el campo de la meteorología y en 1794 fue el primero en describir la ceguera cromática o daltonismo.

Modelo Atómico de Thomson

Joseph John Thomson fue el descubridor del electrón en 1897

El átomo no deja de ser un sistema material que contiene una cierta

cantidad de energía externa. Ésta provoca un cierto grado de atracción

de los electrones contenidos en la estructura atómica.

Propondré un segundo modelo atómico. Y en el describiré que

el átomo es una esfera con carga positiva en la que

estaban "incrustadas" unas pocas partículas con carga

negativa llamadas electrones.

Mi teoría es que los átomos son esferas materiales electrizadas positivamente

cuyo radio es de 10-10 m. Y que los electrones están dentro de esta esfera y se realiza un movimiento alrededor de

su posición. Con esto me permitió medir el número de electrones que hay en los diferentes elementos químicos.

Thomson considero al átomo como una gran esfera con carga eléctrica positiva, en la cual se distribuyen los electrones como pequeños granitos (de forma similar a las pepitas de una sandía).Thomson elaboró en 1898 la teoría del pudín de ciruelas de la estructura atómica, en la que sostenía que los electrones eran como “ciruelas” negativas incrustadas en un “pudín” de materia positiva, después de medir las características del electrón, intuyó la existencia de carga positiva en el átomo, dada la neutralidad de la materia.

En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga

negativa en un átomo positivo, como pasas en un budín.

J.J. Thomson, en 1897, a mitad de un experimento midió la proporción que existe entre la carga y la maza de una corriente de electrones, usando un tubo de rayos catódicos del cual obtiene un valor, este valor es de 1.76x 108 Coulombs .En 1906 Thomson demuestra que el hidrógeno tiene un electrón, esto permite diversas teorías. En concreto, era de esperar que si las cargas estaban distribuidas acordemente al modelo de Thomson la mayoría de las partículas atravesarían la delgada lámina sufriendo sólo ligerísimas deflacciones en su trayectoria aproximadamente recta.

Thomson pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva, en 1906 Thomson fue premiado con el premio nobel de física por este descubrimiento.

Veamos el modelo de Thomson como una forma simple, el modelo de era parecido a un pastel de Frutas y los electrones estaban incrustados en una masa esférica de carga positiva.

Modelo Atómico de Rutherford

Ernest Rutherford en sus experimentos con partículas alfa observó, junto con sus colaboradores Hans Geiger y Ernest Marsden, que al bombardear una fina lámina de oro con estas partículas, algunas de ellas rebotaban contra la lámina en vez de atravesarla, lo cual era incompatible con el modelo atómico de Joseph J. Thomson, aceptado como válido por aquel entonces. Su estudio de la radiación le llevó a formular una teoría de la estructura atómica que fue la primera en describir el átomo como un núcleo denso cargado positivamente alrededor del cual giran los electrones cargados negativamente.

En el núcleo se concentra la carga positiva (protones) y la mayor parte de la masa del átomo. En la corteza, giran alrededor del núcleo, los

electrones. Esta zona ocupa la mayor parte del volumen atómico.

En 1911, Rutherford introduce el modelo planetario, que es el más utilizado aún hoy en día. Considera que el átomo se divide en: *Un núcleo central, que contiene los protones y neutrones (y por tanto allí se concentra toda la carga positiva y casi toda la masa del átomo) *Una corteza, formada por los electrones, que giran alrededor del núcleo en órbitas circulares, de forma similar a como los planetas giran alrededor del Sol. Como el peso atómico de los elementos tenía un valor mucho mayor que el calculado a base de los protones del núcleo, Rutherford sugirió que en los núcleos de los átomos tenían que existir otras partículas de masa casi igual a la del protón, pero sin carga eléctrica, por lo que las llamó neutrones. El neutrón fue descubierto experimentalmente en 1932 por Chadwick, quien, al bombardear el berilio con partículas a, observó que se producían unas partículas que identificó con los neutrones predichos por Rutherford.

PartículaCarga eléctrica

(Coulombs)Masa (kg)

electrón - 1,6021 · 10-19 9,1091 · 10-31protón + 1,6021 · 10-19 1,6725 · 10-27neutrón — 1,6748 · 10-27

Mi teoría es que los electrones acelerados, viajando en trayectorias

curvas, y pierden energía por radiación. Tambien que los electrones orbitan tés no podían permanecer indefinidamente

en órbita sino que debían agotarse rápidamente y descender en espiral

hacia el núcleo destruyendo el átomo.

Las fallas que tuvo mi modelo fueron que contradecía las leyes del electromagnetismo de Maxwell, las cuales estaban

ampliamente comprobadas mediante numerosos datos experimentales. Según las leyes de Maxwell, una carga

eléctrica en movimiento (como es el electrón) debería emitir energía continuamente en forma de radiación, con lo que

llegaría un momento en que el electrón caería sobre el núcleo y la materia se destruiría; esto debería ocurrir en un tiempo muy breve y no explicaba los espectros atómicos.

MODELO ATOMICO DE BOHR

Niels Bohr recibió el Premio Nobel de Física en 1922 por su teoría de la estructura atómica. El modelo del átomo de Bohr utilizó la teoría cuántica y la constante de Planck.

El modelo atómico de Rutherford llevaba a unas conclusiones que se contradecían claramente con los datos experimentales. Para evitar esto, Bohr planteó unos postulados que no estaban demostrados en principio, pero que después llevaban a unas conclusiones que sí eran coherentes con los datos experimentales; es decir, la justificación experimental de este modelo es a Posteriori.

Cuando Rutherford enunció su modelo, no tomo en cuenta algunos trabajos

publicados por sus contemporáneos y que ponían en evidencia ciertos aspectos

negativos de su teoría. El principal inconveniente del modelo de Rutherford radica en que si los electrones, que son

partículas cargadas, están girando alrededor del núcleo, van perdiendo

energía y acabarían precipitándose sobre él en un tiempo muy pequeño (una

fracción de segundo).

Primer postulado

El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía radiante. La idea de

que "el electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares" existía ya en el modelo de Rutherford, pero yo supongo que, por alguna

razón desconocida por el momento, el electrón está incumpliendo las leyes del

Primer postulado

El electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares sin emitir energía radiante. La idea de

que "el electrón gira alrededor del núcleo en órbitas circulares" existía ya en el modelo de Rutherford, pero yo supongo que, por alguna

razón desconocida por el momento, el electrón está incumpliendo las leyes del

Segundo postulado

Sólo son posibles aquellas órbitas en las que el electrón tiene un momento angular que es múltiplo

entero de h/ (2 · ð.). Puesto que el momento angular se define como L = mvr, tendremos:

m: masa del electrón = 9.1 · 10-31 kgv: velocidad del electrón

r: radio de la órbita que realiza el electrón alrededor del núcleo

h: constante de Planckn: número cuántico = 1, 2, 3...

a0: constante = 0,529 Å Así, el Segundo Postulado nos indica que el electrón no puede estar a cualquier distancia del núcleo, sino que sólo hay unas pocas órbitas posibles, las cuales vienen definidas por los valores permitidos para un parámetro que se denomina número cuántico, n.

El modelo atómico de Bohr es un modelo cuan tizado del átomo propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo. Este modelo planetario es un modelo funcional que no representa el átomo (objeto físico) en sí, sino que explica su funcionamiento por medio de ecuaciones. Bohr se basó en el átomo de hidrógeno para realizar el modelo que lleva su nombre. Bohr supuso además que el momento angular de cada electrón estaba cuan tizado y sólo podía variar en fracciones enteras de la constante de Planck.

MODELO ATOMICO DE SOMMERFELD

Tercer Postulado

La energía liberada al caer el electrón desde una órbita a otra de menor energía se emite en forma

de fotón, cuya frecuencia viene dada por la ecuación de Planck:

Ea - Eb = h · n

Así, cuando el átomo absorbe (o emite) una radiación, el electrón pasa a una órbita de mayor

(o menor) energía, y la diferencia entre ambas órbitas se corresponderá con una línea del

espectro de absorción (o de emisión).

Las fallas que tuvo mi modelo son que no permitió explicar adecuadamente el espectro

del átomo de hidrógeno, pero fallaba al intentar aplicarlo a átomos poli electrónicos y

al intentar justificar el enlace químico. Además, los postulados para mi modelo

suponían una mezcla un tanto confusa de mecánica clásica y mecánica cuántica.

En 1916, Sommerfeld perfeccionó el modelo atómico de Bohr intentando paliar los dos principales defectos de éste.

encontré que en ciertos átomos las velocidades de los electrones alcanzaban una fracción apreciable de la velocidad de la luz.

Para eso introducire dos modificaciones básicas: Órbitas cuasi-elípticas para los electrones y

velocidades relativistas.

El modelo atómico de Sommerfeld es un modelo atómico hecho por el físico alemán Arnold Sommerfeld (1868-1951) que básicamente es una generalización relativista del modelo atómico de Bohr (1913).

En el modelo de Bohr los electrones sólo giraban en órbitas circulares. La excentricidad de la órbita dio lugar a un nuevo número cuántico: el número cuántico azimutal, que determina la forma de los orbitales, se lo representa con la letra l y toma valores que van desde 0 hasta n-1. Las órbitas con:

l = 0 se denominarían posteriormente orbitales s o sharp l = 1 se denominarían 2 p o principal. l = 2 se denominarían d o diffuse. l = 3 se denominarían f o fundamental.

Para explicar el desdoblamiento de las líneas espectrales, observando al emplear espectroscopios de mejor calidad, Sommerfeld supone que las órbitas del electrón pueden ser circulares y elípticas. Introduce el número cuántico secundario o azimutal, en la actualidad llamado l, que tiene los valores 0, 1, 2,…(n-1), e indica el momento angular del electrón en la órbita en

unidades de , determinando los subniveles de energía en cada nivel cuántico y la excentricidad de la órbita.

Para hacer coincidir las frecuencias calculadas con las experimentales, postule que el núcleo del átomo no

permanece inmóvil, sino que tanto el núcleo como el electrón se mueven alrededor del centro de masas del sistema, que estará situado muy

próximo al núcleo al tener este una masa varios miles de veces superior

a la masa del electrón.

Más tarde, Arnold Sommerfeld (1868-1951), en una ampliación del modelo de Bohr, supuso que las órbitas también podían ser elípticas.

Con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hice tres

modificaciones al modelo Bohr.

1. Los electrones se mueven alrededor del núcleo en

órbitas circulares o elípticas.2. A partir del segundo nivel

energético existen dos o más subniveles en el mismo nivel.

3. El electrón es una corriente eléctrica minúscula.

En consecuencia mi modelo atómico es una generalización del modelo atómico de

Bohr desde el punto de vista relativista, aunque no pude demostrar las formas de

emisión de las órbitas elípticas, solo descarte su forma circular.

MODELO ATOMICO DE DIRAC- JORDAN

En las ecuaciones de Dirac- Jordan aparece el cuarto parámetro con característica cuántica denominado "s", además de los ya conocidos "n" "l" y "m".

La ecuación de ondas relativista de la mecánica cuántica da una descripción de las partículas elementales de espín ½, como el electrón, y es completamente consistente con los principios de la mecánica cuántica y de la teoría de la relatividad especial. Además de dar cuenta del espín, la ecuación predice la ocurrencia de antipartículas.

Ya que mi ecuación fue originalmente formulada para describir el electrón, las referencias se harán respecto a los "electrones", mi ecuación se presenta de la siguiente forma:

Siendo m la masa en reposo del electrón, c la velocidad de la luz, p el operador de momento, es la constante de Planck, x y t son las coordenadas del espacio y el tiempo, respectivamente; y ψ (x, t) una función de onda de cuatro componentes. La función de onda ha de ser formulada como un espinor (objeto matemático similar a un vector que cambia de signo con una rotación de 2π descubierto por Pauli y Dirac) de cuatro componentes, y no como un simple escalar, debido a los requerimientos de la relatividad especial. Los α son operadores lineales que gobiernan la función de onda, escritos como una matriz y son matrices de 4×4 conocidas como matrices de Dirac. Hay más de una forma de escoger un conjunto de matrices de Dirac; un criterio práctico es:

Ya que mi ecuación fue originalmente formulada para describir el electrón, las referencias se harán respecto a los "electrones", mi ecuación se presenta de la siguiente forma:

Mi ecuación describe las amplitudes de probabilidad para un electrón solo. Esta

teoría de una sola partícula da una predicción suficientemente buena del espín y del momento magnético del

electrón, y explica la mayor parte de la estructura fina observada en las líneas

espectrales atómicas.

Para afrontar este problema, Dirac introdujo una hipótesis (conocida como teoría de agujeros) según la cual el vacío es el estado más importante de los cuantos, en el que todos los estados propios de energía negativa del electrón están ocupados. Esta descripción del vacío, como un “mar” de electrones es llamada el mar de Dirac. El principio de exclusión de Pauli prohíbe a los electrones ocupar el mismo estado, cualquier electrón adicional sería forzado a ocupar un estado propio de energía positiva, y los electrones de energía positiva no podrían decaer a estados propios de energía negativa.

Mi ecuación es una extensión al caso relativista de la ecuación

de Schrödinger, que describe la evolución en el tiempo de un

sistema cuántico:

También propuse la existencia de antipartículas de los electrones conocida

como positrón. Mi teoría cuántica del movimiento del electrón me llevó a

formular la existencia de una partícula idéntica al electrón en todos los aspectos excepto en la carga, el electrón con una carga negativa y esta hipotética partícula

con una carga positiva.

EUGEN GOLDSTEIN

James Chadwick

James Chadwick (1891-1974), conocido sobre todo por su descubrimiento en 1932 de una de las partículas fundamentales de la materia, el neutrón, un descubrimiento que condujo directamente a la fisión nuclear y a la bomba atómica. Nació en Manchester y estudió en la Universidad Victoria. En 1909 comenzó a trabajar bajo las órdenes del físico británico Ernest Rutherford. Al final de la Iº Guerra Mundial, fue a la Universidad de Cambridge con Rutherford, con quien continuó colaborando hasta 1935. Ese año, Chadwick accedió a una cátedra de la Universidad de Liverpool. De 1948 a 1958 fue profesor y desde 1959 miembro del Gonville College y del Caius College de la Universidad de Cambridge.

Modelo atómico de Schrödinger

Yo descubrí una partícula que posee carga positiva y la llame Protón (p+) e introduje un gas

de hidrógeno en un rayo catódico. Fui el descubridor de los rayos positivos o canales e

introduje el término “rayos catódicos”.

Yo fui el descubridor del neutrón. Con este descubrimiento condujo al

desarrollo de la fisión nuclear y de la bomba atómica.

Mi modelo atómico se basa en la solución de mi

ecuación para un potencial electrostático con simetría esférica,

llamado también átomo hidrogenoide. En este modelo el electrón se

contemplaba originalmente como una

onda estacionaria de materia cuya amplitud decaía rápidamente al

sobrepasar el radio atómico.

NúcleoOnda electrónica

En 1926, el físico austriaco Erwin Schrödinger introdujo un cambio revolucionario en el modelo atómico. Según el modelo propuesto, los electrones no giran en torno al núcleo, sino que se comportan más bien como ondas que se desplazan alrededor del núcleo a determinadas distancias y con determinadas energías. Este modelo resultó ser el más exacto: los físicos ya no intentan determinar la trayectoria y posición de un electrón en el átomo, sino que emplean ecuaciones que describen la onda electrónica para hallar la región del espacio en la que resulta más probable que se encuentre el electrón.

Mi modelo atómico concebía originalmente a los electrones como ondas de materia.

Así mi ecuación se interpreta como la ecuación ondulatoria que describía la evolución en el tiempo y el espacio de

dicha onda material.

Schrödinger compartió en 1933 el Premio Nobel de Física con el británico Paul A. M. Dirac por su aportación al desarrollo de la mecánica cuántica. Su investigación incluía importantes estudios sobre los espectros atómicos, la termodinámica estadística y la mecánica ondulatoria.