domingo, 19 de diciembre de 2010

Modelo atómico de Bohr

A pesar de constituir un gran avance y de predecir hechos reales, el modelo nuclear de Rutherford presentaba graves inconvenientes.
Por teoría electromagnética, una carga eléctrica moviéndose a cierta velocidad, y atraído por una fuerza, va perdiendo energía progresivamente, por lo cual, al final, por teoría, los electrones perderían toda su energía hasta que se chocarían con el núcleo, con esto, los electrones dejarían de existir. Esto nos lleva a otra conclusión: Si los electrones al final chocan con el núcleo y dejan de existir, luego, los átomos y la materia no existen... esto por suspuesto va en contra la realidad, ya que los átomos y la materia misma existen. Esto supuso el mayor problema de la teoría de Rutherford.
El físico danés Meils Bohr (l.885-l.962), premio Nóbel de Física presento el primer modelo de un átomo basado en la cuantización de la energía. Supero las dificultades del modelo de Rutherford suponiendo simplemente que la Física clásica no se podía aplicar al universo atómico. Ello le llevo a formular un nuevo modelo que superaba las dificultades del átomo de Rutherford.
Este modelo implicaba los siguientes postulados:
1. El electrón tenía ciertos estados definidos estacionarios de movimiento (niveles de energía) que le eran permitidos; cada uno de estos estados estacionarios tenía una energía fija y definida.
2. Cuando un electrón estaba en uno de estos estados no irradiaba pero cuando cambiaba de estado absorbía o desprendía energía.
3. En cualquiera de estos estados, el electrón se movía siguiendo una orbita circular alrededor del núcleo.
El modelo de Bohr era análogo al de Rutherford, pero conseguía salvar la inestabilidad recurriendo a la noción de cuantificación y junto con ella a la idea de que la física de los átomos debía ser diferente de la física clásica. Sin negar el considerable avance que supuso la teoría atómica de Bohr, el modelo no fue capaz de explicar los numerosos saltos electrónicos, responsables de las líneas que aparecen en los espectros de los átomos que poseen más de un electrón. Al modelo de Bohr se le fueron introduciendo mejoras, pero la idea de un átomo compuesto por orbitas alrededor de un núcleo central puede considerarse demasiado sencilla, no fue posible interpretar.

Modelo atómico de Rutherford

Sir Ernest Rutherford (1871-1937), famoso hombre de ciencia inglés que obtuvo el premio Nóbel de química en 1919, realizó en 1911 una experiencia que supuso en paso adelante muy importante en el conocimiento del átomo.
La experiencia de Rutherford consistió en bombardear con partículas alfa una finísima lámina de oro. Las partículas alfa atravesaban la lámina de oro y eran recogidas sobre una pantalla de sulfuro de cinc. La importancia del experimento estuvo en que mientras la mayoría de partículas atravesaban la lámina sin desviarse o siendo desviadas solamente en pequeños ángulos, unas cuantas partículas eran dispersadas a ángulos grandes hasta 180°.
El hecho de que sólo unas pocas radiaciones sufriesen desviaciones hizo suponer que las cargas positivas que las desviaban estaban concentradas dentro de los átomos ocupando un espacio muy poco en comparación a todo el tamaño atómico; esta parte del átomo con electricidad positiva fue llamado núcleo. Con este experimento Rutherford poseía información sobre el tamaño, masa y carga del núcleo, pero no tenía información alguna acerca de la distribución o posición de los electrones.
Este modelo fue satisfactorio hasta que se observó que estaba en contradicción con una información ya conocida en aquel momento: de acuerdo con las leyes del electromagnetismo, un electrón o todo objeto eléctricamente cargado que es acelerado o cuya dirección lineal es modificada emite o absorbe radiación electromagnética.
Con las informaciones que disponía y de las obtenidas de su experiencia, Rutherford propuso en el 1.911 este modelo de átomo:
1. El átomo esta constituido por una zona central, a la que se le llama núcleo, en la que se encuentra concentrada toda la carga positiva y casi toda la masa del núcleo.
2. Hay otra zona exterior del átomo, la corteza, en la que se encuentra toda la carga negativa y cuya masa es muy pequeña en comparación con la del átomo. La corteza esta formada por los electrones que tenga el átomo.
3. Los electrones se están moviendo a gran velocidad en tomo al núcleo.
4. El tamaño del núcleo es muy pequeño en comparación con el del átomo (unas 100.000 veces menor)