7.1 Modelos atómicos

Scienza Educación

13 Jul 202009:40

Summary

TLDREste vídeo explica la evolución de los modelos atómicos desde la física clásica hasta la moderna. Se menciona a Demócrito, quien postuló la existencia de átomos indivisibles. Seguidamente, se presentan modelos atómicos como los de Dalton, Thomson, Rutherford y Bohr, culminando con el modelo de Schrödinger que incorpora órbitas elípticas y niveles de energía, adaptándose a la mecánica de Einstein. Cada modelo busca explicar las propiedades y comportamientos de los átomos y sus componentes subatómicos.

Takeaways

📚 La física se divide en física clásica y física moderna; la clásica estudia fenómenos a bajas velocidades y grandes escalas, mientras que la moderna estudia fenómenos a velocidades cercanas a la luz y escalas atómicas.
⚛️ La materia está formada por átomos, que a su vez están compuestos por protones (carga positiva), electrones (carga negativa) y neutrones (sin carga).
🔬 Los átomos tienen dos partes: el núcleo, donde se concentran protones y neutrones, y la corteza, donde los electrones giran alrededor del núcleo.
👴 Demócrito fue el primero en proponer la idea de los átomos, afirmando que eran indivisibles y específicos para cada tipo de material.
🔬 John Dalton propuso en 1808 que los átomos son indivisibles, tienen la misma masa y propiedades en un mismo elemento, y se combinan en proporciones simples para formar compuestos.
🧁 Joseph John Thomson, en 1897, propuso el modelo del 'budín de pasas', donde los electrones están incrustados en una esfera de carga positiva, lo que hace al átomo eléctricamente neutro.
💡 Ernest Rutherford, en 1911, descubrió que el átomo tiene un núcleo central con protones y una corteza de electrones girando a gran velocidad.
🔄 Niels Bohr, en 1913, introdujo la idea de niveles de energía en los átomos, donde los electrones absorben o emiten energía al cambiar de nivel.
🏅 A pesar de sus limitaciones, el modelo de Bohr fue premiado con el Nobel en 1922 por su explicación del espectro de emisión del átomo de hidrógeno.
🌀 Arnold Sommerfeld, en 1916, perfeccionó el modelo de Bohr al añadir órbitas elípticas y subniveles de energía, adaptándolo a la mecánica relativista.

Q & A

¿Cuál es la diferencia principal entre la física clásica y la física moderna?
-La física clásica estudia fenómenos que ocurren a velocidades relativamente pequeñas comparadas con la velocidad de la luz y en escalas superiores al tamaño de átomos y moléculas. La física moderna, por otro lado, se centra en fenómenos que se producen a la velocidad de la luz o cercanas a esta y en escalas atómicas o menores.
¿Qué son los protones, neutrones y electrones en el contexto de un átomo?
-Los protones son partículas con carga positiva, los neutrones no tienen carga (son neutros) y los electrones son partículas con carga negativa. Los protones y neutrones se encuentran en el núcleo del átomo, mientras que los electrones giran alrededor de este en órbitas.
¿Por qué el concepto del átomo de Demócrito tardó más de 2.000 años en ser tomado en cuenta en la investigación científica?
-La teoría de Demócrito sobre los átomos, que postulaba que la materia estaba formada por pequeñas partículas indivisibles, no tuvo suficiente evidencia experimental en su época y fue ignorada durante siglos hasta que la ciencia avanzó lo suficiente para retomarla.
¿En qué consistía el modelo atómico de John Dalton?
-El modelo de John Dalton proponía que la materia está formada por átomos indivisibles e indestructibles. También postuló que los átomos de un mismo elemento son idénticos en masa y propiedades, y que los átomos de diferentes elementos tienen masas y propiedades distintas.
¿Qué es el 'modelo del budín de pasas' de Joseph John Thomson?
-El modelo de Thomson planteaba que el átomo está formado por electrones de carga negativa incrustados en una esfera de carga positiva. Este modelo es conocido como el 'modelo del budín de pasas', donde las cargas negativas se distribuyen uniformemente en la esfera positiva.
¿Qué observación clave surgió del experimento de la lámina de oro de Ernest Rutherford?
-El experimento de Rutherford demostró que el átomo tiene un núcleo pequeño y denso en su centro, donde se concentra la mayor parte de su masa y que contiene protones de carga positiva. Los electrones giran alrededor del núcleo en la corteza atómica.
¿Cómo resolvió el modelo de Niels Bohr la inestabilidad física del modelo de Rutherford?
-El modelo de Bohr introdujo la idea de niveles de energía, donde los electrones giran en órbitas circulares estables sin emitir energía. Solo cuando un electrón cambia de órbita, absorbe o emite energía en forma de radiación electromagnética.
¿Cómo explica el modelo de Bohr el espectro de emisión del átomo de hidrógeno?
-El modelo de Bohr explica que cuando un electrón pasa de un nivel de energía superior a uno inferior, la energía se emite en forma de fotones, lo que da lugar a las líneas espectrales observadas en el espectro de emisión del hidrógeno.
¿Qué aportó Arnold Sommerfeld al modelo atómico de Bohr?
-Sommerfeld perfeccionó el modelo de Bohr al incluir órbitas elípticas además de las circulares y al introducir los números cuánticos para describir los niveles de energía y subniveles, adaptando el modelo a la mecánica relativista.
¿Qué son los números cuánticos y cómo se relacionan con los orbitales atómicos?
-Los números cuánticos describen las propiedades de los electrones en los átomos. El número cuántico principal (n) define el nivel de energía, mientras que el número cuántico secundario (l) define el tipo de orbital (s, p, d, f). Estos números determinan la forma y energía de los orbitales.