Bioremediacion

ESTRUCTURA DEL ÁTOMO.

MODELOS DE RUTHERFORD Y DE BOHR-SOMMERFELD

De todas las partículas subatómicas elementales, hay tres que interesan fundamentalmente, pues son

necesarias para construir un modelo atómico satisfactorio. Se las denomina partículas fundamentales y son:

• Electrón.

• Protón.

• Neutrón.

El electrón se descubre mediante el estudio de los rayos catódicos, cuyas primera consecuencias

permiten deducir que dichos rayos estaban constituidos por haces de partículas muy pequeñas, dotadas de

gran velocidad y carga negativa llegando a establecerse una relación carga / masa para las partículas

constituyentes de los rayos catódicos, cuyo valor fue 1’759·10−11 C/kg, A propuesta del físico ingles Stoney,

se dio a estas partículas el nombre de electrones. Posteriores estudios permitieron establecer la carga eléctrica

que poseen, obteniéndose un valor de 1’602·10−19 C. De este valor de la carga y de la relación carga / masa, se

deduce la masa del electrón, que resulta ser de 9’1·10−31 kg, unas 1837 veces menor que la masa del

hidrógeno.

El protón se descubre mediante el estudio de los denominados rayos canales, las primeras

consecuencias permiten establecer que dichos rayos están constituidos por haces de partículas muy pequeñas

cargadas positivamente, cuya carga es siempre igual o múltiplo de la del electrón. A propuesta de Rutherford

se las denominó protones. Carga del protón 1’602·10−19 C, masa 1831×9’1·10−31 kg = 1’67·10−27 kg.

Puesto que los átomos son neutros, se concluye que ambas partículas son partes integrantes de los

átomos, existiendo en cada una el mismo número de protones que de electrones

Para poder explicar el hecho de que los núcleos atómicos no se desintegrasen a pesar de la enorme

repulsión electrostática a que se encuentran sometidos los protones que lo forman, Rutherford, postulo la

existencia de una partícula neutra como constituyente esencial de los núcleos atómicos. Se la denomino

neutrón. Debido a su carácter neutro y, por tanto, imposible de detectar mediante la acción de campos

eléctricos y magnéticos, la comprobación experimental de la existencia del neutrón presentó serias

dificultades. Fueron observadas por primera vez por el físico ingles Chadwick al estudiar la reacción que se

produce cuando se bombardean átomos de berilio con partículas α, proceso en el que se origina carbono y se

desprenden neutrones:

Be C 1n

0

12

6

42

94

+ → +

La masa del neutrón es ligeramente superior a la del protón, 1’675·10−27 Kg

A diferencia del protón y del electrón, los neutrones no son estables; su vida media es del orden de

unos 12’8 minutos y se desintegran dando origen a un protón y a un electrón.

Modelo atómico de Rutherford

El establece dos zonas ó partes dentro del átomo claramente diferenciadas:

- El núcleo, constituido por protones y neutrones, responsable de la masa material y de la carga positiva

de átomo. En general el número de neutrones presentes en un núcleo atómico no siempre coincide con

el de protones; siendo casi igual en los átomos ligeros y muy superior en los pesados.

La masa material de un átomo, viene dada por el número de protones y neutrones. Este número

denominado número másico A, caracteriza a un mismo elemento o isótopo.

- La corteza, constituida por electrones, donde radica la carga eléctrica negativa del átomo. Por ser el

átomo eléctricamente neutro y tener el protón y el electrón cargas de igual valor, hemos de concluir que

el número de electrones de la corteza ha de ser igual al número de protones del núcleo.

De este número, llamado número atómico Z, depende la naturaleza del átomo y, por tanto, todas sus

propiedades químicas y gran parte de las físicas del elemento al que pertenece. Según esto podemos

concluir que elemento químico será toda sustancia química constituida por átomos que tienen todos el

mismo número atómico. Isótopos serán atamos de un mismo elemento químico que se diferencian en el

número másico, es decir, él numero de neutrones de sus núcleos serán distintos.

Crítica al modelo atómico de Rutherford.

- Rutherford supone que los electrones han de girar alrededor del núcleo en órbitas circulares o elípticas,

a fin de que la fuerza centrífuga contrarreste a la atracción nuclear (modelo planetario). Esta suposición

encierra una dificultad de base: si el electrón o electrones están sometidos a una aceleración

(aceleración radial) deberían emitir energía en forma de ondas electromagnéticas y, de hecho, se sabe

que esto no sucede. Por otra parte, sí el electrón emitiera energía lo haría a costa de su propia energía

cinética, lo que se traduciría en un acercamiento progresivo al núcleo y, en consecuencia un átomo

inestable.

- Supone nula la masa del electrón o, dicho de otra manera, considera infinita la masa de núcleo respecto

a la de la corteza.

- No considera la posible interacción de los electrones en la corteza.

- No explica satisfactoriamente los espectros.

Espectros atómicos.

Los espectros pueden ser:

a) De emisión

b) De absorción

- Espectros de emisión, se denominan así a los producidos por radiaciones emitidas por cuerpos

incandescentes.

- Espectros de absorción, son los debidos a la absorción parcial de las radiaciones emitidas por un foco

luminoso cuando la luz producida por el atraviesa una sustancia en estado gaseoso, ya que todo gas o

vapor absorbe, a cualquier temperatura, las mismas radiaciones que es capaz de emitir si estuviera

incandescente.

El hecho experimental de que cada elemento químico posea su espectro característico permite suponer, que

las longitudes de onda de las radiaciones emitidas por él estén relacionadas entre sí mediante alguna expresión

matemática, lo que, en definitiva, vendría a demostrar que en el átomo solamente son posibles unos ciertos

estados energéticos.

Balmer, estudiando el espectro del hidrogeno, encontró que la longitud de onda de las radiaciones

correspondientes a las rayas observadas (expresadas en cm) venia dada por la expresión:







=  −

λ n 2

1

4

1 · R 1 ó 

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