Els models atòmics són representacions teòriques que els científics han desenvolupat al llarg del temps per intentar entendre lestructura i el comportament dels àtoms, que són les unitats fonamentals que componen la matèria. És gràcies a aquests models atòmics que es té un gran coneixement sobre la ciència. Tot i això, moltes persones no saben bé què són els models atòmics.
Per això, en aquest article explicarem què són els models atòmics, per a què serveixen, com es van originar i és una gran utilitat.
Què són els models atòmics
Les diferents representacions gràfiques de l'estructura i la funció atòmica s'anomenen models atòmics. El model atòmic es va desenvolupar al llarg de la història humana a partir d'idees sobre la composició de la matèria utilitzada a cada època.
Un àtom és la unitat més petita d'un element químic que en manté les propietats distintives. Al llarg de la història, diversos científics i filòsofs han proposat diferents models atòmics, cadascun basat en la informació i el coneixement disponible a la seva època. Un dels primers models va ser el proposat pel filòsof grec Demòcrit, que va suggerir que la matèria estava composta per partícules indivisibles anomenades «àtoms», que en grec significa «indivisible».
Model atòmic de Demòcrit
La «Teoria atòmica còsmica» va ser cofundada pel filòsof grec Demòcrit i el seu mentor Leucipo. Aleshores, el coneixement no s'adquiria a través de l'experimentació, sinó a través del raonament lògic, la presentació basada en el pensament i la discussió.
Demòcrit va proposar que el món està compost de partícules molt petites i indivisibles, eternament existents, homogènies i incompressibles, que difereixen només en forma i mida, més que en la seva funció interna.
Segons Demòcrit, les propietats de la matèria estan determinades per la manera com s'ajunten els àtoms. Filòsofs posteriors, com Epicur, van afegir a la teoria el moviment aleatori dels àtoms.
Model atòmic de Dalton
El primer model atòmic amb base científica va néixer al camp de la química, proposat per John Dalton al seu “Postulat atòmic”. Em pensava que tot està fet d'àtoms, indivisibles i indestructibles, fins i tot a través de reaccions químiques.
Dalton va proposar que els àtoms d'un mateix element químic són iguals entre ells, tenint la mateixa massa i les mateixes propietats. D'altra banda, va idear el concepte de pes atòmic relatiu (el pes de cada element relatiu al pes de l'hidrogen), comparant la massa de cada element amb la massa de l'hidrogen. També va proposar que els àtoms podrien combinar-se entre si per formar compostos, cosa que està relacionada amb les partícules subatòmiques. Pots llegir més sobre aquest model a l'article sobre el model atòmic de Dalton.
La teoria de Dalton tenia alguns defectes. Va afirmar que els compostos es formen fent servir la menor quantitat possible d'àtoms d'elements. Per exemple, segons Dalton, la molècula daigua seria H2O, no H2O, que és la fórmula correcta. D'altra banda, diu que els elements gasosos són sempre monoatòmics, cosa que sabem que no és certa.
Model de Lewis de l'àtom
També conegut com el «model atòmic cúbic», en què Lewis va proposar una estructura atòmica distribuïda en forma de cub, amb vuit vèrtexs sent electrons. Això va conduir al progrés en l'estudi de la valència atòmica i l'enllaç químic, especialment després d'una actualització el 1919 per part d'Irving Langmuir, qui va proposar «l'àtom d'octet cúbic».
Aquests estudis van ser la base del que avui es coneix com a diagrames de Lewis, que són eines molt útils per explicar els enllaços covalents. No obstant això, per a una comprensió més profunda sobre les interaccions atòmiques, podeu consultar l'article sobre les branques de la física.
Model Atòmic de Thomson
A la darrera part del segle XIX, el científic JJ Thomson va realitzar experiments amb raigs catòdics i va proposar un model on l'àtom era una esfera carregada positivament, similar a una bola de massa, i els electrons, de càrrega negativa, es trobaven dispersos al seu interior, com passes en un budí. Aquest model va ser conegut com el «model del budí de panses» i va ser el primer suggeriment d'una estructura interna de l'àtom. Per a més informació pots consultar el model atòmic de Thomson.
Model Atòmic de Rutherford
El model de Rutherford va sorgir a principis del segle XX. Mitjançant un famós experiment, Rutherford va bombardejar làmines d'or amb partícules alfa i va descobrir que la majoria de les partícules passaven a través de la làmina, però unes poques eren desviades significativament. Això va portar a Rutherford a proposar que l'àtom tenia un nucli petit, dens i carregat positivament al centre, mentre que els electrons giraven al voltant d'aquest nucli a distància considerable, com a planetes al voltant del sol. model atòmic de Rutherford.
Model Atòmic de Bohr
Basant-se en el model de Rutherford, Niels Bohr va proposar, el 1913, que els electrons es movien en òrbites circulars al voltant del nucli. Aquestes òrbites estaven quantitzades, cosa que significa que només certes òrbites eren permeses, mentre que altres no ho eren. Bohr també va establir que els electrons podien saltar entre diferents òrbites emetent o absorbint energia en forma de fotons, explicant així l'emissió i absorció de llum pels àtoms. Pots aprendre més sobre això a l'article sobre del model atòmic de Bohr.
Model atòmic de Sommerfeld (1916 dC)
El model de Sommerfeld es va basar en part en els postulats de la relativitat d'Albert Einstein. Aquest model va ser proposat per Arnold Sommerfield en un intent de compensar els defectes del model de Bohr.
Es basa, en part, en els postulats de la relativitat d'Albert Einstein. Les seves modificacions van incloure confirmar que l'òrbita de l'electró és circular o el·líptica, que l'electró té un petit corrent elèctric i que hi ha dos o més subnivells a partir del segon nivell d'energia.
Model atòmic de Schrödinger
Sobre la base del treball de Bohr i Sommerfeld, Erwin Schrödinger va proposar tractar els electrons com a ones de matèria, cosa que va permetre una interpretació probabilística posterior de la funció d'ona (que descriu la magnitud de la probabilitat de trobar una persona). Espai), de Max Born.
Això vol dir que, gràcies al principi d'incertesa de Heisenberg, és possible estudiar probabilísticament la posició de l'electró o el seu moment, però no tots dos. Aquest és el model atòmic actual a principis de la dècada del 2000, amb algunes addicions fetes més tard. S'anomena el «model d'ona quàntica».
Model Atòmic Quàntic
El model quàntic, desenvolupat al llarg del segle XX, és el més complex i actual. Es basa en la teoria de la mecànica quàntica i descriu l'àtom com un núvol de probabilitat on els electrons no segueixen òrbites precises, sinó que es troben a regions de l'espai amb més probabilitat de ser trobats. Aquest model ha permès una comprensió més profunda dels electrons i el seu comportament i ha obert la porta a avenços en la química i la física moderna.
Espero que amb aquesta informació pugueu conèixer més sobre què són els models atòmics i quins tipus de models han existit al llarg d'història.
