Definición de modelo atómico

Con el nombre de modelo atómico se conoce a las diferentes representaciones de cómo se constituyen los átomos y cómo funcionan. Permite, de forma gráfica y simplificada, comprender con mayor profundidad los comportamientos de ellos, sus propiedades y otros datos relevantes.

Este concepto se conforma de dos partes:

• Modelo: del italiano modello, alude a un esquema que se emplea como punto de referencia para algo (o alguien)
• Atómico: vinculado con átomo el cual, a su vez, proviene del griego ἄτομον, átomon (aquello que no puede dividirse, o indivisible)

El funcionamiento de un átomo es un tópico que desde la antigüedad ha despertado el interés de investigadores, pensadores y científicos. Los modelos, entonces, representan diferentes explicaciones, en múltiples lugares y momentos históricos que, sin embargo, tienen algunos puntos en común.

Grecia antigua: Demócrito.

Si bien los modelos atómicos más conocidos datan del siglo XIX en adelante, no son los primeros que se postularon. De hecho, una de las primeras propuestas surge durante el siglo V a. C. Los postulados de aquella época fueron centrales, posteriormente, para nuestra comprensión del mundo y la realidad.

Hacia el siglo V a. C., Demócrito, filósofo griego (460 a.C.-370 a. C.), junto a su maestro Leucipo, dieron forma a algunos enunciados que conformaron uno de los principales paradigmas filosóficos y científicos de la historia.

Estos autores plantearon que el universo se conformaba a partir de ínfimas partículas a las que no era físicamente posible dividir en otras más pequeñas. Por ejemplo, podemos partir una piedra en pedazos sucesivamente, pero hay un punto en que esos fragmentos serán tan pequeños que son imposibles de dividir. Así, los átomos son indivisibles (también se los denominaba indestructibles) y se mueven constantemente.

Las partículas caracterizan a uno u otro elemento: no son iguales las partículas de una gota de agua que las de un pedazo de madera. Otros postulados de este modelo denominado atomismo (o atomismo mecanicista) es que entre uno y otro átomo existen espacios vacíos o, dicho de otra manera, se componen de porciones de espacios vacíos.

A este modelo teórico se lo denominó también “atomismo mecanicista” ya que, con esta teoría, la constitución total del universo se ve determinada por los movimientos de los átomos. Autores como Platón criticaron con dureza los postulados de Demócrito.

A pesar de lo rudimentario de su teoría, hubo reformulaciones y nuevos aportes de pensadores (y aprendices suyos) como Anaxágoras o incluso Epicuro.

Siglo XIX: John Dalton.

A principios del siglo XIX tuvo lugar el segundo modelo atómico postulado. Estuvo a cargo de John Dalton (1766-1844), químico y naturalista inglés, quien afirmaba que los átomos de un elemento son idénticos entre sí, tanto en forma como en propiedades y su masa, incluso.

Esto significa que todos los átomos de un elemento (como un trozo de cristal) serán iguales. Si bien pueden compartir ciertas similitudes con los átomos de otro elemento muy semejantes, nunca pueden llegar a ser 100 % idénticos.

También aseguró que toda materia se compone de átomos, a los que también consideraba que son indivisibles, que están en movimiento constante y que constituyen partículas duras, sólidas.

Otra propuesta interesante de Dalton es que toda reacción química supone una redistribución, o reordenamiento, de átomos. Es decir, en una reacción no se crean nuevos átomos ni estos se destruyen: simplemente, cambian la manera en la que se agrupan.

Un último postulado es que los átomos, al combinarse entre sí con elementos distintos (por ejemplo, en el agua confluyen hidrógeno y oxígeno), lo hacen siempre a través de números enteros. Esto no solo hace más sencillo el proceso de describir cuántos átomos de qué elemento hay en un compuesto, sino que evidencia algunas cuestiones:

• No hay compuestos con medio átomo de un elemento: un átomo es lo mínimo que un elemento pueden contener
• A mayor cantidad de un elemento, la relación entre ambos elementos se mantiene proporcional. Esto significa que en una gota de agua hallamos 2 átomos de hidrógeno y 1 de oxígeno, pero en un vaso de agua, en una pileta o en una botella de 2 litros encontraremos también dos veces más de hidrógeno que de oxígeno.

A pesar de que con su teoría intentó describir con precisión cómo se constituían los átomos, y algunas de sus características esenciales, luego se comprobó que algunos átomos de determinados elementos sí pueden tener diferente masa, por ejemplo.

Siglo XX: Gilbert Lewis.

El modelo atómico de Gilbert Lewis (1875-1946) es conocido como Modelo del átomo cúbico.

Su propuesta, que vio la luz hacia la década del «20, es una representación gráfica de cómo los átomos se estructuran. Los dispone en estructura de cubo, en cuyos vértices o puntas se ubican los electrones.

Esta teoría ilumina respecto de las valencias y los enlaces, algo que hasta el momento los demás modelos no habían explorado. Gracias a su propuesta, se comprende que los enlaces covalentes surgen de representaciones en que dos cubos comparten un lado; los enlaces iónicos transfieren electrones sin compartir ningún lado. Hay enlaces dobles, también, donde dos átomos presentan una cara en común y, por lo tanto, comparten 4 electrones.

Otros modelos: Thomson y Rutherford.

Finalmente, otras dos propuestas significativas para la ciencia son el modelo de J.J. Thomson (1856-1940) y el de Lord Ernest Rutherford (1871-1937).

Thomson, un científico inglés, propone a principios del siglo XX que cada átomo era una bola de electricidad positiva en la cual existían múltiples electrones con una mínima cantidad (cada uno) de carga negativa. Esto se representó mediante la conocida metáfora del pudín de pasas:

• El pudín, o budín, era el átomo, que tenía carga positiva
• Dentro de él existían múltiples pasas, con cargas negativas

Esto, dicho de otra manera, resultó en que se comprendiera que el átomo poseía una carga neutra: la carga positiva del átomo se equilibraba con la carga negativa de los electrones.

Otra particularidad de su teoría es que se evidencia que los átomos, en efecto, sí son divisibles: su componente más pequeño es el electrón (partículas con carga negativa).

Por su parte, Rutherford es conocido por descubrir que el átomo tiene un núcleo. Esto lo logró tras múltiples experimentos que tuvieron lugar en la primera década del XX. El más importante es el famoso experimento de la lámina de oro: Rutherford y sus aprendices dispararon, contra una muy fina lámina de oro, partículas positivas de un material con radio (es decir, radioactivo). La hipótesis inicial era que los rayos atravesarían el oro dado que, si la lámina tenía una carga positiva (como el modelo del pudín asevera) y espacios vacíos, el rayo simplemente pasaría a través de ella. Hasta ese entonces, seguía considerándose que el átomo tenía primordialmente espacios vacíos, algo que los modelos atómicos anteriores también habían propuesto.

Lo que ocurrió fue que algunos rayos atravesaron la lámina; sin embargo, otros se desviaron alrededor de 90° y más, algo inconcebible si el átomo englobaba espacios vacíos. El impacto de este descubrimiento es comparable con disparar una bala contra una hoja de papel y que esta rebote.

De este modo, se comprobó que, si bien la mayor parte de un átomo puede contener espacios vacíos, sí contiene un núcleo que puede provocar que algunas partículas alfa positivas se desvíen. La idea de un núcleo atómico era, hasta entonces, impensada, ya que va contra el postulado histórico de la indivisibilidad del átomo.

Importancia de los modelos atómicos.

La utilidad de estos modelos radica en que permite simplificar, en representaciones más comprensibles, el funcionamiento de una partícula tan pequeña y compleja como lo es el átomo. Al construir una representación artificial es posible trabajar sobre esa teoría con mayor solidez, ponerla a prueba y comprobar si efectivamente puede verificarse este modelo o no.

Los modelos que desde la antigüedad y que hasta la fecha se han propuesto son elementales dado que, en un momento particular, permitieron abordar algunos conceptos científicos desde perspectivas que hasta entonces no se habían considerado. Son, además, la base de la comprensión del universo, de la materia y permiten habilitar el pensamiento crítico de una manera creativa.

Citar este artículo

Fernández, A. M. (28 de septiembre de 2022). Definición de modelo atómico. Historia, autores y rasgos relevantes. Definicion.com. https://definicion.com/modelo-atomico/