MODELOS ATÓMICOS

Desde la Antigüedad, el ser humano se ha cuestionado de qué estaba hecha la materia.

Unos 400 años antes de Cristo, el filósofo griego Demócrito consideró que la materia estaba constituida por pequeñísimas partículas que no podían ser divididas en otras más pequeñas. Por ello, llamó a estas partículas átomos, que en griego quiere decir "indivisible". Demócrito atribuyó a los átomos las cualidades de ser eternos, inmutables e indivisibles.

Sin embargo las ideas de Demócrito sobre la materia no fueron aceptadas por los filósofos de su época y hubieron de transcurrir cerca de 2200 años para que la idea de los átomos fuera tomada de nuevo en consideración.

A continuación un esquema de los modelos atómicos:

Año	Científico	Descubrimientos experimentales	Modelo atómico
1808	John Dalton	Durante el s.XVIII y principios del XIX algunos científicos habían investigado distintos aspectos de las reacciones químicas, obteniendo las llamadasleyes clásicas de la Química.	La imagen del átomo expuesta por Dalton en su teoría atómica, para explicar estas leyes, es la de minúsculas partículas esféricas, indivisibles e inmutables, iguales entre sí en cada elemento químico.
1897	J.J. Thomson	Demostró que dentro de los átomos hay unas partículas diminutas, con carga eléctrica negativa, a las que se llamó electrones.	De este descubrimiento dedujo que el átomo debía de ser una esfera de materia cargada positivamente, en cuyo interior estaban incrustados los electrones. (Modelo atómico de Thomson.)
1911	E. Rutherford	Demostró que los átomos no eran macizos, como se creía, sino que están vacíos en su mayor parte y en su centro hay un diminuto núcleo.	Dedujo que el átomo debía estar formado por una corteza con los electrones girando alrededor de un núcleo central cargado positivamente. (Modelo atómico de Rutherford.)
1913	Niels Bohr	Espectros atómicos discontinuos originados por la radiación emitida por los átomos excitados de los elementos en estado gaseoso.	Propuso un nuevo modelo atómico, según el cual los electrones giran alrededor del núcleo en unos niveles bien definidos. (Modelo atómico de Bohr.)

MODELO ATÓMICO ACTUAL

El modelo atómico actual fue desarrollado durante la década 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.

De este modelo sólo diremos que no se habla de órbitas, sino de orbitales. Un orbital es una región del espacio en la que la probabilidad de encontrar al electrón es máxima.De cualquier modo, el modelo atómico mecano-cuántico encaja muy bien con las observaciones experimentales.

Los orbitales atómicos tienen distintas formas geométricas.
En la simulación que tienes a la derecha puedes elegir entre distintos tipos de orbitales y observar su forma geométrica, se simula mediante una nube de puntos, siendo la máxima probabilidad de encontrar al electrón en la zona en que la densidad de la nube electrónica es máxima.

El modelo de la nube de electrones formulo ecuaciones que le permitieron calcular la distribución de los electrones basándose en el estudio de Bohr, lo que dio origen a los números cuánticos y al modelo atómico actual.

¿QUÉ SON LOS NÚMEROS CUÁNTICOS?

La propuesta de Schrodinger , considerado como el 5° modelo atómico , radica en describir las características de todos los electrones de un átomo , y para ello uso lo que conocemos como números cuánticos .

Los números cuánticos se denominan con las letras n, m, l y s y nos indican la posición y la energía del electrón. Ningún electrón de un mismo átomo puede tener los mismos números cuánticos.

El significado de los números cuánticos es :

n = número cuántico principal, que indica el nivel de energía donde se encuentra el electrón, asume valores enteros positivos, del 1 al 7 .

l = número cuántico secundario, que indica el orbital en el que se encuentra el electrón , puede ser s , p , d y f (0 , 1 , 2 y 3 ).

m = número cuántico magnético , representa la orientación de los orbitales en el espacio, o el tipo de orbital , dentro de un orbital especifico. Asume valores del número cuántico secundario negativo (-l) pasando por cero, hasta el número cuántico positivo (+l) .

s = número cuántico de spin, que describe la orientación del giro del electrón. Este número tiene en cuenta la rotación del electrón alrededor de su propio eje a medida que se mueve rodeando al núcleo. Asume únicamente dos valores +1/2 y -

Los números cuánticos sirven a su vez para entender la información que aporta la configuración electrónica

De esta forma se pueden obtener los números cuánticos de los electrones de los niveles superiores. Para mayor facilidad se presentará una tabla para asignar los números cuánticos correctos, conociendo la configuración electrónica y la localización exacta del electrón. 

Número cuántico principal "n"

Indica los niveles son 1,2,3,4,5,6 y 7; en cada nivel hay 2n2 electrones:

Nivel 1 = 2e

Nivel 2 = 4e

Nivel 3 = 18e

Nivel 4 = 32e

Nivel 5 = 50e

Número cuántico secundario "l"
Indica el subnivel en que se encuentran los electrones.
Los subniveles son: s,p,d y f.
En cada subnivel cabe una cantidad específica de electrones.

s - 2e                          sharp

p - 6e                          principal

d - 10e                        difuse

f  -14e                         fundamental

Número cuántico magnético "m"
Indica el orbital del electrón.
Orbital: es la región del átomo donde es más probable encontrar el electrón, en cada orbital solo caben dos electrones orbitales que hay en cada subnivel de energía.

s - 1

p - 3

d - 5

f  - 7

Número cuántico SPIN "s"
Indica el giro de un electrón sobre su propio eje; si el giro está a favor de las manecillas del reloj es positivo, si va en contra de las manecillas del reloj es negativo.
Se representa como:
                   
                                                1/2     ó      -1/2

A causa de todos estos descubrimientos existen un principio y una regla que tiene mucho que ver.