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La estructura de la materia ha sido objeto de análisis y reflexión desde los albores de la civilización moderna, la palabra átomo viene de la palabra griega de igual sonido y que significaba indivisible. Es decir, la unidad mínima de la materia, masa o como lo dijeran los griegos.
El significado actual de átomo lo adquiere en el siglo XIX y en el siglo pasado se descubrió que había partículas subatómicas y se comenzó a elaborar la estructura del átomo o interrelación de los tipos de partículas elementales más pequeñas que lo componen.
Dada la importancia que tiene la secuencia de los diferentes modelos atómicos desarrollados a continuación se comentan muy brevemente los más importantes:
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450 a.c. - Modelo atómico de Demócrito.
Fue un desarrollo filosófico al postular la imposibilidad de la división infinita de la materia y la consecuente necesidad de la existencia de una unidad mínima de la cual estarían compuestas todas las sustancias.
Interesante el que puedan haber acertado plenamente, lo único que lo llamaron átomo en lugar de globus.
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1808 - Modelo atómico de Dalton.
Apuntaba ya al átomo moderno pero como una sola partícula, si bien al principio no estaba muy claro si sería un átomo o una molécula.
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1897 - Modelo atómico de Thomson.
Se añade la división del átomo entre cargas positivas y negativas tipo pastel de frutas o sopa de ajo con fuerzas de atracción eléctricas.
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1911 - Modelo atómico de Rutherford.
Separa el núcleo con carga positiva de los electrones con carga negativa. Los electrones estarían en órbitas circulares o elípticas alrededor del núcleo. El electrón se añadió al modelo en 1920 de forma teórica y fue descubierto experimentalmente en 1932.
Este es el modelo visual que todos tenemos, pero tenía dos problemas:
- Contradecía las leyes de Maxwell del electromagnetismo por las que las partículas cargadas en movimiento deberían emitir fotones continuamente y por ello los electrones deberían perder energía y caer al núcleo del átomo.
- No explicaba los espectros atómicos.
Órbita fija del modelo atómico
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1913 - Modelo atómico de Bohr.
Bohr introduce mejoras sustanciales al modelo de Rutherford al incorporar aspectos energéticos derivados de la energía de Planck y del efecto fotoeléctrico de Einstein.
Aunque una descripción detallada es compleja, las siguientes características son relevantes en relación al modelo que va a introducir la Mecánica Global son :
- Los electrones se sitúan en órbitas circulares estables; es decir, donde no emiten energía y no todas están permitidas.
- Las órbitas permitidas tienen un momento angular que es un múltiplo exacto de de hbar (constante de Planck dividido por 2π)
- Los electrones emiten o absorben un fotón o cuanto al cambiar de órbitas que coincide con la diferencia de energía de las órbitas y no necesitan pasar por estados intermedios.
- Las órbitas de los electrones siguen las reglas de la Mecánica Clásica pero no así los cambios de órbita.
Al margen del gran acierto de este modelo en muchos aspectos, el problema de Bohr y de toda la Mecánica Cuántica es que se van añadiendo supuestos pero sin explicar las razones que los justifican, únicamente que funcionan y explican mejor la realidad; lo cual, no estando nada mal, no ayuda mucho a la comprensión de la realidad.
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1916 - Modelo atómico de Sommerfeld.
Se incluyen subniveles dentro de la estructura del átomo de Bohr, se descartan las órbitas circulares y se incorpora en cierta medida la Teoría de la Relatividad de Einstein.
También configura los electrones como corriente eléctrica y no explica por qué las órbitas han de ser elípticas, yo creo que son elipsoides pero no elípticas y que lleva razón en que el electrón es un tipo especial de onda electromagnética.
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1926 - Modelo de Schrödinger o modelo actual según Wikipedia.
Este modelo cambia la filosofía de las órbitas seguramente por las nuevas aportaciones de De Broglie sobre la naturaleza ondulatoria de la masa en 1924 y describe a los electrones con funciones de onda, que nos permiten obtener la probabilidad de que el electrón se encuentre en un determinado punto del espacio. De esta forma se obtienen orbitales de densidad espacial de probabilidad de encontrar un electrón.
Ele modelo se ajusta mucho mejor a las observaciones pero al abandona la visión anterior de forma de la órbitas, por un lado se aleja de una explicación intuitiva de las causas de esas órbitas tan caprichosas y, por otro, se adentra en el mundo de las probabilidades y de la abstracción matemática que en grandes dosis podría llegar a ser muy perjudicial o negativa.
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2008 - Modelo de átomo propuesto por la Teoría del Todo de la Teoría de la Equivalencia Global.
En este libro en línea la Mecánica Global propone en la página siguiente un posible modelo atómico en un intento de seguir avanzando en el conocimiento de una realidad tan bonita como compleja.
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