Química febrero
Modelo atómico de Rutherford
El físico Ernest Rutherford estudió los componentes de la radiación que ocurre espontáneamente en la naturaleza y les dio el nombre de partículas a (+) y b (-) y y (neutra). En 1900, Rutherford, con la colaboración de Geiger y Marsden, realizó un experimento que sirvió para determinar cómo estaban distribuidas las partículas eléctricas en el interior del átomo. El experimento era sencillo: Bombardearon una placa de oro muy delgada con partículas alfa (a) procedentes de una fuente radiactiva y colocaron una pantalla de sulfuro de zinc (ZnS) fluorescente por detrás de la placa de oro para observar la dispersión de las partículas alfa en ella. Lo anterior demostró que la dispersión de las partículas alfa era ocasionada por la repulsión de centros con carga positiva en la placa de oro. Este experimento también se realizó con placas de diferentes metales, pudiéndose concluir que cada átomo contenía, en el centro, una mayor concentración de masa con carga positiva a la que denominó núcleo atómico. La mayoría de las partículas alfa atravesaban las placas metálicas sin desviarse, porque los átomos están constituidos, en su mayoría, por espacios vacios y por electrones. Las partículas que se desvían son las que llegan a las cercanías de los núcleos del metal. En 1932, durante los experimentos sugeridos por Rutherford, el físico inglés James Chadwick descubrió una partícula que tenía la misma masa del protón, pero no poseía carga eléctrica; debido a esto, la denominó neutrón. El experimento de dispersión de Rutherford, en 1900, permitió describir el núcleo del átomo; en 1920, este científico desintegró núcleos de átomos de nitrógeno donde encontró "núcleos de hidrógeno" a los que llamó protones. Protón: + 6.
Modelo atómico de Thomson
El modelo atómico de Dalton se mantuvo por mucho tiempo, y la mayoría de los científicos del siglo XIX pensaban que el átomo era una pequeña esfera sólida que no podía dividirse en partes menores. Sin embargo, esta teoría tuvo que ser modificada a medida que se hicieron nuevos experimentos y descubrimientos a finales del siglo XIX y comienzos del siglo XX, veamos. En 1897, el físico británico Joseph John Thomson descubrió que el modelo atómico propuesto por Dalton era incorrecto. Thomson realizó experimentos con tubos al vacío de los cuales se extrajo todo el gas que contenían; en cada extremo del tubo, colocó un electrodo conectado a una terminal metálica fuera del tubo a través de la cual se hacía pasar una fuente de alto voltaje. Thomson descubrió que los rayos eran desviados hacia una placa con carga positiva (el ánodo) y que se alejaban de una placa con carga negativa (el cátodo), concluyendo que dichos rayos estaban constituidos por partículas con carga negativa: Los electrones. Thomson supuso el átomo como una masa homogénea cargada positivamente en la que se encuentran incrustados los electrones. Tubo de rayos catódicos diseñado por Sir William Crookes en 1879. Este aparato permitió a J.J Thomson descubrir el electrón en 1897.
Los griegos y Dalton o teoría atómica clásica
La primera teoría atómica tiene su origen entre los siglos V y IV a.C y proviene de los filósofos Demócrito y Leucipo. Estos pensadores consideraban que todas las cosas estaban compuestas por partículas indivisibles y pequeñísimas a las que llamaron átomos; sobre ellos no hay influencia alguna que pueda cambiarlos, por lo tanto, no sufren alteración. En 1803, el químico inglés John Dalton propone una teoría sobre la constitución de la materia. Según él, la materia se podía dividir en dos grandes grupos: Los elementos y los compuestos. Los elementos estarían constituidos por unidades fundamentales que, en honor a Demócrito, Dalton siguió llamando átomos. Los compuestos estarían conformados por moléculas cuya estructura viene dada por la unión de átomos en proporciones definidas y constantes. La teoría de Dalton seguía considerando el hecho de que los átomos eran partículas indivisibles. Las ideas básicas de la teoría de Dalton, publicadas en 1808, pueden resumirse en los siguientes puntos: 1. La materia es discontinua: Está formada por partículas muy pequeñas, indivisibles e indestructibles, llamadas átomos, que se hallan en continuo movimiento, no presentan cambio alguno y conservan sus características durante las reacciones y procesos químicos. 2. Los átomos de un mismo elemento son todos iguales, lo mismo que sus propiedades tanto físicas como químicas. 3. Los átomos de diferentes elementos son distintos y presentan propiedades físicas y químicas diferentes. 4. Los compuestos químicos se obtienen al combinar átomos de dos o más elementos en una proporción numérica simple. 5. En las reacciones químicas se realiza la separación y unión de átomos. En estas reacciones, ningún átomo se crea o se destruye, y ningún átomo de un elemento se convierte en átomo de otro. Aunque con el paso del tiempo, la teoría atómica de Dalton fue insuficiente para comprender y explicar ciertos fenómenos experimentales, como el comportamiento de los gases, significó un avance cualitativo importante en el camino de la compresión de la estructura de la materia. Además de sus postulados, Dalton empleó diferentes símbolos para representar los átomos y los compuestos. El modelo atómico propuesto era estático, pues suponía que los electrones estaban en reposo dentro del átomo y que el conjunto era electricamente neutro. Con este modelo se podían explicar los fenómenos atómicos conocidos en aquella época.
Descubrimiento de la radioactividad
La radioactividad fue descubierta, accidentalmente, por el francés Henri Bequerel en 1896. Este científico se interesó en la capacidad que tenían algunos materiales de resplandecer con luz característica propia (flourecencia) al ser expuestos a la luz del sol. Becquerel pensó que estos materiales emitían rayos X. Para comprobar su hipótesis, el científico envolvió una placa fotográfica en un papel negro; luego, colocó encima un trozo de cierto compuesto de uranio y lo expuso a la luz del sol. Al revelar la placa fotográfica, ésta presentaba una impresión bien clara del trozo del compuesto. Becquerel observó que, aunque el compuesto de uranio no fuera expuesto a la luz solar, también dejaba impresiones en la placa. De esta manera, el científico concluyó que el compuesto de uranio emitía radiación en todo momento. Marie Slodowska Curie, una química de origen polaco, continuó con los experimentos de Becquerel; dio nombre de radiactividad a este fenómeno natural y determinó que no era todo el compuesto de uranio el que emitía esta radiación, sino específicamente el átomo de uranio. Cuando un haz de dicha radiación se hacía pasar por un campo magnético, una parte se desviaba ligeramente en un sentido; otra se desviaba fuertemente en sentido contrario y otra parte no se afectaba. El descubrimiento de la radiactividad permitió el desarrollo de varios experimentos que contribuyeron a la modificación del modelo atómico propuesto por Thomson. Premio Nobel.
Modelos atómicos
La teoría atómica se basa en la suposición de que la materia no es continua sino que está formada por partículas distintas. Esta teoría describe una parte de nuestro mundo material a la que no es posible acceder por observación directa, sin embargo, permite explicar las propiedades de las diversas sustancias por medio de modelos que han ideado los científicos e investigadores a lo largo de la evolución de la química como ciencia. El modelo atómico ha pasado por distintas concepciones; cada una de ellas explicó, en su momento, todos los datos experimentales de los cuales se disponía, pero con el tiempo fue necesario modificarlos para adaptarlos a los nuevos datos y necesidades de las investigaciones. Cada modelo se apoya en los anteriores, conservando determinados aspectos y modificando otros.
