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5 de junio de 2011

RESUMEN DE LOS MODELOS ATOMICOS

TEORÍAS ATÓMICAS
EL PENSAMIENTO GRIEGO
La primera idea del átomo surge con los griegos, más específicamente con un grupo de pensadores liderados por Demócrito, conocido posteriormente como "Los atomistas".
La teoría atómica de Demócrito surge como un esfuerzo para hallar una solución al dilema planteado por Parménides según el cual el ser era único e indivisible y por lo tanto inmutable y negaba por lo tanto toda posibilidad de cambio. La primera tarea que encaró Demócrito fue demostrar que los cambios eran posibles para luego tratar de explicarlos. La solución que planteó fue sencilla "todo cambio aparente descansa en última instancia sobre el movimiento local, por lo que el ser no es uno sino que está dividido en un número de seres cada uno de los cuales es inmutable en si mismo e indivisible".
Para hacer comprensible la enorme multiplicidad de los cambios Demócrito introdujo las siguientes hipótesis acerca de las propiedades de los átomos:
Son infinitos en número, cualitativamente idénticos y distintos sólo en forma y tamaño. Todas las diferencias que percibamos en las cosas se basan en la diferencia en tamaño y forma de sus átomos, pero sobre todo en sus diferentes posiciones.
El movimiento es una propiedad primitiva de los átomos y cómo los mismos es eterno e incorruptible.
Demócrito y sus seguidores proponen la "Teoría atomista", en la cual como vimos consideran a la materia como formada por entes indivisibles llamados átomos. Estos átomos se acomodan de manera más o menos compacta para formar todas las cosas; de este modo Demócrito introduce además la idea de densidad.

EL ATOMISMO DE DALTON
Aproximadamente por el año 1808, Dalton define a los átomos como la unidad constitutiva de los elementos (retomando las ideas de los atomistas griegos). Las ideas básicas de su teoría, publicadas en 1808 y 1810 pueden resumirse en los siguientes puntos:
La materia está formada por partículas muy pequeñas para ser vistas, llamadas átomos.
Los átomos de un elemento son idénticos en todas sus propiedades, incluyendo el peso.
Diferentes elementos está formados por diferentes átomos.
Los compuestos químicos se forman de la combinación de átomos de dos o más elementos, en un átomo compuesto.
Los átomos son indivisibles y conservan sus características durante las reacciones químicas.
En cualquier reacción química, los átomos se combinan en proporciones numéricas simples.
A pesar de que la teoría de Dalton era errónea en varios aspectos, significó un avance cualitativo importante en el camino de la comprensión de la estructura de la materia. Por supuesto que la aceptación del modelo de Dalton no fue inmediata, muchos científicos se resistieron durante muchos años a reconocer la existencia de dichas partículas.
Además de sus postulados Dalton empleó diferentes símbolos para representar los átomos y los átomos compuestos, las moléculas.
Sin embargo, Dalton no elabora ninguna hipótesis acerca de la estructura de los átomos y habría que esperar casi un siglo para que alguien expusiera una teoría acerca de la misma.

LOS PRIMEROS MODELOS ATÓMICOS
Hubo que esperar casi un siglo, para que surgieran los primeros modelos de la estructura del átomo. A principios de este siglo, la producción científica, tanto en física como en química, fue enorme. Muchos de los postulados establecidos en esta época, como ya vimos, condujeron a una nueva interpretación de la naturaleza.
El modelo de Kelvin-Thomson
En 1902, Sir Joseph John Thomson y Lord William Thomson Kelvinelaboran el primer modelo atómico. En él tuvieron en cuenta la existencia de los electrones
Según este modelo, la mayor parte de la masa de los átomos estaría constituida por una gran esfera positiva dentro de la cual estarían insertos los electrones (a este modelo y a propuesta del hijo de Thomson, se lo conoce también como el modelo del budín de pasas). El átomo propuesto tendría una carga total nula y los electrones se distribuirían dentro de la esfera positiva de modo de minimizar las repulsiones entre ellos.
En 1909, Hans Geiger y Ernest Marsden, se dedicaban a estudiar el comportamiento de las partículas cuando se las hacía incidir sobre una lámina muy fina de Au. En sus experimentos encontraron que la mayoría de las partículas (núcleos de helio) pasaban a través del oro, sólo mostrando pequeñas deflexiones. Entonces Rutherford les sugiere que observen si había partículas que fueran deflectadas con un ángulo mayor de 90°. Geiger y Marsden encuentran que efectivamente algunas pocas partículas, literalmente rebotan en la lámina de oro.
A la luz de los pensamientos de la época este hallazgo resultó bastante sorprendente; el mismo Rutherford comentó después: "...fue el evento más increíble que ha ocurrido en mi vida. Es como si al disparar una granada contra un papel higiénico, ésta rebotara y le golpeara a uno mismo".
Las conclusiones de Rutherford
A partir de estos resultados Rutherford elabora un nuevo modelo atómico según el cual el átomo estaría formado por una carga positiva muy concentrada en un volumen muy pequeño (núcleo) y electrones que se mueven alrededor del núcleo; los electrones se mantienen en las cercanías del núcleo debido a la atracción electrostática ejercida por el núcleo. Dicho núcleo concentraría además la mayor parte de la masa del átomo.
Este modelo explica las observaciones de Geiger y Marsden ya que al encontrarse casi toda la masa nuclear concentrada en el núcleo, la mayoría de las partículas a pasarían a través de ellos casi sin deflectar mientras que una pequeña proporción de ellas harían colisión con el núcleo y saldrían hacia atrás de la lámina de oro. Además este modelo permitió calcular el número atómico del elemento constituyente de la lámina utilizando la Ley de Coulomb.
Al modelo de Rutherford se lo conoce también como "Modelo Planetario" debido a su semejanza con sistemas planetarios tales como el sistema solar. Este sistema sin embargo tenía una limitación que expusieron los físicos de la época: una carga negativa que se mueve alrededor de una carga positiva debe (según las leyes de electromagnetismo clásico) emitir energía y por ende se acercaría cada vez más al núcleo en un movimiento de espiral hasta chocar con él.
EL ÁTOMO DE BOHR
En 1913, Niels Bohr desarrolló un nuevo modelo atómico para el cual tuvo en cuenta la cuantización de la energía, utilizando las ideas de Planck y Einstein, en particular la relación entre la energía y la frecuencia de la radiación. Este nuevo modelo permitió explicar los espectros de absorción y emisión del átomo de hidrógeno y los iones hidrogenoides (con un solo electrón). Para desarrollar su modelo Bohr se basó en el modelo planetario introducido por Rutherford unos pocos años antes y estableció una serie de postulados
En un átomo, el electrón tiene únicamente ciertos estados definidos estacionarios de movimiento que le son permitidos; cada uno de estos estados estacionarios tiene una energía fija y definida.
Cuando un átomo está en uno de estos estados no irradia; pero al cambiar de un estado de alta energía a un estado de energía inferior, el átomo emite un cuanto de radiación cuya energía es igual a la diferencia de energía entre los dos estados.
En cualquiera de estos estados, el electrón se mueve siguiendo una órbita circular alrededor del núcleo.

3 de junio de 2011

QUIMICA UNA CIENCIA ENTRETENIDA


Se denomina química (del árabe kēme (kem, كيمياء), que significa "tierra") a la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, como los cambios que ésta experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía. Históricamente la química moderna es la evolución de la alquimia tras la Revolución química (1733).
Las disciplinas de la química han sido agrupadas por la clase de materia bajo estudio o el tipo de estudio realizado. Entre éstas se tienen la química inorgánica, que estudia la materia inorgánica; la química orgánica, que trata con la materia orgánica; la bioquímica, el estudio de substancias en organismos biológicos; la físico-química, comprende los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas; la química analítica, que analiza muestras de materia tratando de entender su composición y estructura. Otras ramas de la química han emergido en tiempos recientes, por ejemplo, la neuroquímica que estudia los aspectos químicos del cerebro

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