Modelo atómico actual: características, postulados y científicos influyentes (2022)

¿Qué es el modelo atómico actual?

El modelo atómico actuales el que está basado en la mecánica cuántica, particularmente en la ecuación de Schrödinger, en el principio de exclusión de Pauliy una propiedad del electrón denominada spin o espin.

Es el modelo de mayor aceptación y uso en el estudio de la estructura de átomos, moléculas y en la reactividad química de los elementos, debido a la precisión de sus predicciones y su relativa sencillez.

Modelo atómico actual: características, postulados y científicos influyentes (1)

Este modelo es la evolución de varios modelos atómicos anteriores, como el modelo de Rutherford y el de Bohr – Sommerfeld, considerados modelos clásicos o semi-clásicos.

En la actualidad hay modelos teóricamente más completos que el modelo mecanocuántico de Schrödinger, como el modelo de Dirac-Jordan, que incorpora la relatividad especial y se basa en la ecuación de onda de Dirac. En esta ecuación el spin, la propiedad de los electrones mencionada al principio, aparece de forma natural.

También están los modelos basados en la teoría cuántica de campos, aplicados en física de altas energías. Estos modelos son excelentes en la predicción de la creación y aniquilación de partículas fundamentales, el objetivo de este campo de la física.

Cabe mencionar que las teorías más sofisticadas convergen al los mismos resultados que los de la ecuación de Schrödinger, sobre todo para los átomos ligeros.

Características del modelo atómico actual

En la visión del átomo actual, basado en la mecánica cuántica no-relativista, no cabe el concepto de órbitas electrónicas al estilo de sistemas planetarios.

Sin embargo, la imagen más difundida del átomo sigue siendo la de un núcleo central positivo y unos puntitos de carga eléctrica negativa (los electrones), girando en órbitas perfectamente definidas en torno al núcleo central. Pero a pesar de su arraigo, yano se corresponde con el modelo atómico actual.

Modelo atómico actual: características, postulados y científicos influyentes (2)

En la figura 2 se muestra la imagen antigua y la imagen actual de un átomo de helio en su estado de menor energía (nivel n = 1 y l = 0).

La imagen clásica es útil para ver que el núcleo contiene dos protones y dos neutrones. Garantizando la neutralidad del átomo hay dos electrones ocupando el mismo nivel de energía.

(Video) El MODELO ATÓMICO ACTUAL explicado, postulados y fórmulas

Del resto es una imagen alejada de la realidad, puesto que la escala del núcleo ni siquiera corresponde con la del átomo: el núcleo es 1/100000 veces el tamaño del átomo, pero es allí donde se concentra la masa atómica.

Dualidad onda – partícula

La mecánica clásica establece que toda partícula material tiene una onda asociada, denominadafunción de onda. Esta es la famosa dualidad onda-partícula de Louis De Broglie.

En el modelo atómico actual, el comportamiento del electrón a la escala de los átomos es prominentemente ondulatorio, mientras que a nivel macroscópico, como los electrones que se mueven en los tubos de rayos catódicos de los antiguos televisores, predomina el comportamiento corpuscular.

En cambio con los fotones, sucede al contrario, en la mayoría de los fenómenos ópticos (a nivel macroscópico) tienen un comportamiento fundamentalmente ondulatorio. Y cuando interactúan con los átomos de materia, tienen un comportamiento de partícula.

Debido a esto, los electrones alrededor del núcleo están esparcidos en zonas denominadas orbitales atómicos, cuya forma y extensión dependerá del nivel de energía de los electrones y del momentum angular.

Tanto la energía como el momentum angular del electrón en torno al núcleo tienen ciertos valores permitidos, por lo tanto se dice que están cuantizados.

La ecuación de onda de Schrödinger predice cuáles valores de energía y momentum angular son permitidos, así como la función de onda asociada a cada nivel de energía y momentum.

El cuadrado matemático de la función de onda determina los orbitales, es decir las zonas en torno al núcleo donde los electrones podrán encontrarse con mayor probabilidad.

El tamaño del átomo

Para tener una imagen a escala del modelo atómico actual, imaginemos que un átomo tiene un diámetro como el de una cancha de fútbol. El núcleo sería como una hormiga en el centro del campo, pero asombrosamente con el 99,9% de la masa atómica.

Por otra parte, los electrones serían como jugadores fantasmales difusos por todo el campo, con mayor probabilidad de ser encontrados en el medio campo.

Hay unas cuantas alineaciones o formas permitidas de ocupar el campo, las cuales dependen de la energía de los jugadores (los electrones) y la cantidad de “giro” o spin en torno al centro.

(Video) Resumen de los principales modelos atomicos y el modelo atomico actual

Postulados del modelo atómico actual

1.- El electrón se caracteriza por su masa m, por su espín s y por ser la partícula portadora de carga negativa elemental (-e).

2.- Los electrones tienen comportamiento dual, de onda-partícula simultáneo, pero dependiendo de su energía y de la escala del fenómeno puede ser más preponderante uno que el otro.

3.- Los electrones rodean al núcleo atómico positivo, de forma tal que garantizan la neutralidad eléctrica del átomo. Por lo tanto, la cantidad de electrones es igual a la de protones; este es el número atómico, que le confiere las características químicas y físicas de cada elemento.

4.- La interacción entre electrones y núcleo se modela mediante el potencial V(r) electrostático de Coulomb, al cual se le incorpora el término de la energía potencial en el operador hamiltoniano.

5.- El término deenergía cinética en el operador hamiltoniano es un operador que se construye a partir del operador del momentum lineal, siendo el mismo:

p = – i ħ ∂ /∂r

Donde ħ es la constante de Planck dividida entre 2π.

6.- El operador hamiltoniano H = (p⋅p)/2m – e V(r) actúa sobre la función de onda del electrón Ψ(r).

7.- Como se buscan las soluciones estacionarias de la función de onda electrónica se usa la ecuación de Schrödinger independiente del tiempo:

H Ψ(r) = E Ψ(r)

Donde E representa la energía total del electrón.

(Video) El MODELO ATÓMICO DE DEMÓCRITO explicado: características y postulados ⚛️

8.- En los átomos con varios electrones no se toma en cuenta la interacción entre ellos.

9.- Cuando se trata de átomos de muchos electrones los orbitales de los electrones más externos se modelan por el potencial del núcleo apantallado por los electrones más internos, el cual se conoce como potencial de Debye.

10.- La ecuación (7) tiene solución para algunos valores discretos de energía, de modo que los famosos cuantos de Planck, aparecen naturalmente de las soluciones de la ecuación de Schrödinger.

11.- Para cada valor discreto de E hay una función de onda. Pero algunas soluciones son degeneradas, dependiendo del valor del momentum angular L.

12.- La función de onda es el producto de una función radial, la función azimutal y la función polar.

13.- Dicha función de onda determina las regiones permitidas para el electrón. El cuadrado de la función de onda es la densidad de probabilidad de encontrar el electrón en determinada posición, vista desde el centro del núcleo atómico.

14.- El spin no aparece en la ecuación de Schrödinger, pero se incorpora en el modelo atómico mediante el principio de Pauli:

El electrón es un fermión con dos estados posibles de espín +½ y -½.

Así que un mismo estado caracterizado por los números cuánticos n, l, m de la ecuación de Schrödinger, puede estar ocupado a lo sumo por 2 electrones con espines contrarios. De esta forma el espin pasa a ser el cuarto número cuántico.

Científicos influyentes en el modelo atómico actual

Parece increíble, pero la mayor parte de los físicos que contribuyeron al modelo atómico actual aparecen en una misma foto. Se reunieron en las famosas conferencias patrocinadas porErnest Solvay, un químico e industrial de origen belga, que llegaron a ser famosas en el mundo de la ciencia.

Comenzaron a celebrarse desde 1911 y reunían a los más grandes científicos del momento, entre ellos estuvieron prácticamente todos los que dieron su aporte al modelo atómico actual.

(Video) Los MODELOS ATÓMICOS: Demócrito, Dalton, Thomson, Rutherford, Bohr, Sommerfeld, Cuántico

La más famosa de estas conferencias se celebró en Bruselas en 1927 y allí se tomó esta fotografía histórica:

Modelo atómico actual: características, postulados y científicos influyentes (3)
Modelo atómico actual: características, postulados y científicos influyentes (4)
  1. Peter Debye
  2. Irving Langmuir
  3. Martin Knudsen
  4. Auguste Piccard
  5. Max Planck
  6. William Lawrence Bragg
  7. Émile Henriot
  8. Paul Ehrenfest
  9. Marie Curie
  10. Hendrik Anthony Kramers
  11. Édouard Herzen
  12. Hendrik Antoon Lorentz
  13. Théophile de Donder
  14. Paul Adrien Maurice Dirac
  15. Albert Einstein
  16. Erwin Schrödinger
  17. Arthur Holly Compton
  18. Jules-Émile Verschaffelt
  19. Paul Langevin
  20. Louis-Victor de Broglie
  21. Charles-Eugène Guye
  22. Wolfgang Pauli
  23. Werner Heisenberg
  24. Max Born
  25. Charles Thomson Rees Wilson
  26. Ralph Howard Fowler
  27. Léon Brillouin
  28. Niels Bohr
  29. Owen Williams Richardson

Artículos de interés

Modelo atómico de Schrödinger.

Modelo atómico de Broglie.

Modelo atómico de Chadwick.

Modelo atómico de Heisenberg.

Modelo atómico de Perrin.

Modelo atómico de Thomson.

Modelo atómico de Dalton.

Modelo atómico de Dirac Jordan.

Modelo atómico de Demócrito.

Modelo atómico de Leucipo.

(Video) 🌐Modelos Atómicos🌐 [Fácil y Rápido] | QUÍMICA | FÍSICA |

Modelo atómico de Bohr.

Referencias

  1. Alonso – Finn. Fundamentos cuánticos y estadísticos. Addison Wesley.
  2. Bauer, W. 2011. Física para Ingeniería y Ciencias. Volumen 1. Mc Graw Hill.
  3. Eisberg y Resnick. Física Cuántica. Limusa – Wiley.
  4. Wikipedia. Teoría atómica. Recuperado de: es.wikipedia.com
  5. Zapata F. Modelo mecanocuántico del átomo. Recuperado de: lifeder.com

FAQs

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico actual? ›

Características de los modelos atómicos actual

Se trata de un modelo matemático. Está compuesto de orbitales y no de órbitas, también llamadas zonas de probabilidad. Propone el hecho de que la energía y la materia están formadas por partículas. Expresa la distribución de los electrones por niveles de energía.

¿Qué científicos postularon el modelo atómico actual? ›

Un poco de historia sobre el modelo atómico actual. El modelo atómico aceptado actualmente, fue propuesto en la década del 1920, el cuál fue desarrollado principalmente por los científicos Schrödinger y Heisenberg. El modelo atómico actual: Modelo mecano cuántico.

¿Cuál es el modelo atómico actual? ›

El modelo atómico de Schrödinger se desarrolló en 1926. Se trata del modelo mecánico cuántico del átomo que partía de la ecuación de Schrödiger. Con esta ecuación se podía conocer la probabilidad de encontrar un electrón en un determinado punto de un átomo.

¿Cuántos modelos atómicos se han postulado hasta la actualidad? ›

Modelo atómico de Dalton (1803 d.C.) Modelo atómico de Lewis (1902 d.C.) Modelo atómico de Thomson (1904 d.C.) Modelo atómico de Rutherford (1911 d.C.)

¿Cómo surge el modelo atómico actual? ›

Modelo atómico actual. Fué desarrollado durante la decada de 1920, sobre todo por Schrödinger y Heisenberg. Es un modelo de gran complejidad matemática, tanta que usándolo sólo se puede resolver con exactitud el átomo de hidrógeno. Para resolver átomos distintos al de hidrógeno se recurre a métodos aproximados.

¿Qué es el modelo actual y sus aplicaciones? ›

Los principios básicos del modelo actual son: La presencia de un núcleo atómico con las partículas conocidas, la casi totalidad de la masa atómica en un volumen muy pequeño. Los estados estacionarios o niveles de energía fundamentales en los cuales se distribuyen los electrones de acuerdo a su contenido energético.

¿Cuáles son los 7 modelos atómicos? ›

6. Modelo atómico actual (1926)
  • Modelo atómico de Demócrito.
  • Modelo atómico de Dalton.
  • Modelo atómico de Thomson.
  • Modelo atómico de Nagaoka.
  • Modelo atómico de Rutherford.
  • Modelo atómico de Bohr.
  • Modelo atómico de Sommerfeld.
  • Modelo atómico de Schrödinger.
15 Aug 2021

¿Qué aporto al modelo actual Einstein Broglie y Heisenberg? ›

La dualidad onda-corpúsculo. Luis de Broglie (1924) postula que el electrón se comporta y como partícula o corpúsculo. El principio de incertidumbre de Heisenberg (1927). Establece que “Es imposible determinar simultáneamente y con exactitud, la posición y velocidad del electrón”.

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico de Dalton? ›

Postulados principales de Dalton

Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa e iguales propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen masa diferente. Comparando la masa de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad, propuso el concepto de peso atómico relativo.

¿Qué es el modelo atómico actual Wikipedia? ›

El modelo atómico es una representación estructural de un átomo que trata de explicar su comportamiento y propiedades.

¿Cuál es la principal diferencia entre el modelo de Bohr y el modelo actual? ›

Oberva que la principal diferencia entre el modelo atómico de Rutherford y el de Bohr es que en el primero los electrones giran describiendo órbitas que pueden estar a una distancia cualquiera del núcleo, mientras que en el modelo de bohr, los electrones solo se pueden encontrar girando en determinados niveles de ...

¿Cuál es el modelo atómico más importante? ›

Modelo atómico de Thomson

Estas partículas recibieron el nombre de electrones. Entre las características de su modelo, las más importantes serían: El modelo es concebido como una esfera uniforme con carga positiva. Dentro de esta esfera se encuentran incrustados los electrones.

¿Cuál es el uso de los átomos en la tecnología actual ejemplos? ›

Por ejemplo: cuando queremos tomar café, encendemos un fosforo, que está hecho de átomos de madera y fósforo, y lo frotas en el raspador para lograr que encienda (Combustión – Oxidación), pata luego llenar la cafetera que por lo general es de aluminio (átomos de aluminio) que soportan el fuego de la cocina, (átomos de ...

¿Cuál fue el primer modelo atómico con bases científicas? ›

Modelo atómico de Dalton (1803-1808 d.C.)

Propuesto en varios pasos y aunque su autor, John Dalton, lo denominó “teoría atómica”, fue el primer modelo atómico con bases científicas.

¿Cuáles son las principales características del modelo atomico de Rutherford? ›

El Modelo de Rutherford establecía: El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y prácticamente toda la masa. La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo.

¿Cuáles son los postulados de Broglie? ›

De Broglie y las ondas de materia

En 1924, el físico francés, Louis-Victor de Broglie (1892-1987), formuló una hipótesis en la que afirmaba que: Toda la materia presenta características tanto ondulatorias como corpusculares comportándose de uno u otro modo dependiendo del experimento específico.

¿Quién creó el modelo atomico de Schrodinger? ›

Se le conoce como “Modelo Cuántico-Ondulatorio” y fue propuesto por Erwin Schrödinger, en 1926, a partir de los estudios de De Broglie, Bohr y Sommerfeld.

¿Cuáles son los 4 postulados de la teoría atómica de Dalton? ›

un elemento puro consiste en partículas indivisibles llamadas átomos. los átomos de un elemento son todos iguales. los átomos de diferentes elementos se pueden identificar por su peso atómico. los átomos de los elementos se combinan para formar compuestos químicos.

¿Cuáles son los postulados del modelo de Thomson? ›

En su modelo el átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un "pudin de pasas". Los electrones están repartidos de manera uniforme por todo el átomo. El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva.

¿Cuáles son los postulados de la teoría de Dalton? ›

Según la teoría de Dalton: 1) Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas e indivisibles, llamadas átomos, que no se alteran en los cambios químicos. 2) Los átomos de un mismo elemento son todos iguales entre sí en masa, tamaño y en el resto de las propiedades físicas o químicas.

¿Cuáles son los tres postulados del modelo atomico de Bohr? ›

El electrón gira alrededor del núcleo del átomo en una órbita circular. Las órbitas electrónicas son estacionarias y el electrón cuando se mueve en ellas, no radia energía. Representación del proceso de absorción de un fotón. Representación del proceso de emisión de un fotón.

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico de Bohr? ›

En 1913 Niels Bohr desarrolló un nuevo modelo del átomo. Propuso que los electrones están dispuestos en órbitas circulares concéntricas alrededor del núcleo. Este modelo está basado en el sistema solar y se conoce como el modelo planetario.

¿Cuáles son las aportaciones del modelo de Bohr? ›

EL ÁTOMO DE BOHR

Adoptando el modelo de Rutherford, Bohr propuso para el átomo de hidrógeno, un núcleo formado por una partícula positiva, y girando alrededor de ella, un electrón. Este es el modelo planetario donde el núcleo es el sol y los electrones los planetas.

¿Cuáles fueron los aportes de Bohr a la teoría atómica? ›

Bohr fue el primero en aplicar la teoría cuántica al problema d la estructura atómica y molecular. Por este trabajo recibió el premio Nobel de Física en 1922. Desarrolló la llamada teoría del átomo y el modelo del núcleo atómico líquido.

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico de Dalton? ›

Postulados principales de Dalton

Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen la misma masa e iguales propiedades. Los átomos de diferentes elementos tienen masa diferente. Comparando la masa de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad, propuso el concepto de peso atómico relativo.

¿Por qué crees que es importante conocer el modelo atómico actual? ›

Un modelo atómico, por lo tanto, consiste en representar, de manera gráfica, la materia en su dimensión atómica. La importancia de estos modelos es que el estudio de este nivel material resulte más sencillo gracias a abstraer la lógica del átomo y trasladarla a un esquema.

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico de Bohr? ›

En 1913 Niels Bohr desarrolló un nuevo modelo del átomo. Propuso que los electrones están dispuestos en órbitas circulares concéntricas alrededor del núcleo. Este modelo está basado en el sistema solar y se conoce como el modelo planetario.

¿Cuáles son las principales características del modelo atómico de thomson? ›

En 1904, Thomson contaba con evidencias suficientes para desarrollar el primer modelo atómico. Según él, el átomo era una esfera de masa positiva uniforme, en la que se encontraban insertas las cargas negativas, lo que explicaba la neutralidad eléctrica de la materia. Este modelo fue conocido con budín de pasas.

¿Cuáles son los 4 postulados de la teoría atómica de Dalton? ›

un elemento puro consiste en partículas indivisibles llamadas átomos. los átomos de un elemento son todos iguales. los átomos de diferentes elementos se pueden identificar por su peso atómico. los átomos de los elementos se combinan para formar compuestos químicos.

¿Cuáles son los postulados del modelo de Thomson? ›

En su modelo el átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva como en un "pudin de pasas". Los electrones están repartidos de manera uniforme por todo el átomo. El átomo es neutro de manera que las cargas negativas de los electrones se compensan con la carga positiva.

¿Cuáles son los postulados de Dalton? ›

Dalton descubrió que la materia esta formada por pequeñas particulas indivisibles llamadas moléculas. En una reacción química, puedo obtener más masa de productos que la masa original de reactivos. Los atomos no se crean ni se destruyen. en consecuencia, la materia tampoco se crea ni se destruye.

¿Cuál es el modelo atómico actual 2022? ›

Modelo atómico Actual o Modelo Orbital

Está basado en la mecánica cuántica ondulatoria, la cual está fundamentada en los números cuánticos. Los números cuánticos son 4 : n, l, m, s. Sirven para describir cada uno de los electrones de un átomo.

¿Quién fue el creador del modelo atómico? ›

En 1808, John Dalton publicó su teoría atómica, que retomaba las antiguas ideas de Leucipo y Demócrito. Según la teoría de Dalton: Los elementos están formados por partículas discretas, diminutas e indivisibles, llamadas átomos, que no se alteran en los cambios químicos.

¿Qué aporto al modelo actual Einstein Broglie y Heisenberg? ›

La dualidad onda-corpúsculo. Luis de Broglie (1924) postula que el electrón se comporta y como partícula o corpúsculo. El principio de incertidumbre de Heisenberg (1927). Establece que “Es imposible determinar simultáneamente y con exactitud, la posición y velocidad del electrón”.

¿Cuáles son los 3 postulados basicos del modelo de Rutherford? ›

Rutherford estableció los siguientes postulados: Existe una pequeña región densa en el átomo con carga positiva llamada núcleo. La masa del átomo es aproximadamente igual a la masa de los protones y los electrones. La estructura del átomo se asemeja a un durazno o al sistema solar.

¿Cuáles son los postulados del modelo atomico de Schrodinger? ›

Aplicando los postulados del modelo atómico de Schrödinger a esta ecuación se tiene que: Los electrones se comportan como ondas estacionarias que se distribuyen en el espacio según la función de onda Ψ. Los electrones se desplazan dentro del átomo en describiendo orbitales.

¿Cómo se llama el modelo atomico de Schrodinger? ›

El modelo atómico de Schrödinger predice adecuadamente las líneas de emisión espectrales, tanto de átomos neutros como de átomos ionizados. El modelo también predice la modificación de los niveles energéticos cuando existe un campo magnético o eléctrico (efecto Zeeman y efecto Stark respectivamente).

¿Qué dice el modelo de Rutherford? ›

Modelo atómico de Rutherford. El Modelo de Rutherford establecía: El átomo tiene un núcleo central en el que están concentradas la carga positiva y prácticamente toda la masa. La carga positiva de los protones es compensada con la carga negativa de los electrones, que se hallan fuera del núcleo.

¿Cuál fue el modelo atomico de Rutherford? ›

En su experiencia, Rutherford dedujo que en el centro del átomo hay un diminuto corpúsculo, al que llamo núcleo, en el que se encuentran las partículas de carga positiva, los protones. Además, ya intuyo la presencia de neutrones en el núcleo.

¿Qué propone el modelo de Bohr? ›

EL ÁTOMO DE BOHR

Adoptando el modelo de Rutherford, Bohr propuso para el átomo de hidrógeno, un núcleo formado por una partícula positiva, y girando alrededor de ella, un electrón. Este es el modelo planetario donde el núcleo es el sol y los electrones los planetas.

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Author: Prof. An Powlowski

Last Updated: 11/18/2022

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