Teoría atómica de Dalton

Teoría atómica de Dalton[editar]

Durante el siglo XVIII y los primeros años del siglo XIX, en su afán por conocer e interpretar la naturaleza, los científicos estudiaron intensamente las reacciones químicas mediante numerosos experimentos. Estos estudios permitieron hallar relaciones muy precisas entre las masas de las sustancias sólidas o entre los volúmenes de los gases que intervienen en las reacciones químicas. Las relaciones encontradas se conocen como leyes de la química. Entre las leyes fundamentales de la Química, hay algunas que establecen las relaciones entre masas, llamadas leyes gravimétricas y otras que relacionan volúmenes, denominadas leyes volumétricas. John Dalton desarrolló su modelo atómico, en la que proponía que cada elemento químico estaba compuesto por átomos iguales y exclusivos, y que aunque eran indivisibles e indestructibles, se podían asociar para formar estructuras más complejas (los compuestos químicos). Esta teoría tuvo diversos precedentes.

El primero fue la ley de conservación de la masa, formulada por Antoine Lavoisier en 1789, que afirma que la masa total en una reacción química permanece constante. Esta ley le sugirió a Dalton la idea de que la materia era indestructible.

El segundo fue la ley de las proporciones definidas. Enunciada por el químico francés Joseph Louis Proust en 1799, afirma que, en un compuesto, los elementos que lo conforman se combinan en proporciones de masa definidas y características del compuesto.

Dalton estudió y amplió el trabajo de Proust para desarrollar la ley de las proporciones múltiples: cuando dos elementos se combinan para originar diferentes compuestos, dada una cantidad fija de uno de ellos, las diferentes cantidades del otro se combinan con dicha cantidad fija para dar como producto los compuestos, están en relación de números enteros sencillos.

En 1803, Dalton publicó su primera lista de pesos atómicos relativos para cierta cantidad de sustancias. Esto, unido a su rudimentario material, hizo que su tabla fuese muy poco precisa. Por ejemplo, creía que los átomos de oxígeno eran 5,5 veces más pesados que los átomos de hidrógeno, porque en el agua midió 5,5 gramos de oxígeno por cada gramo de hidrógeno y creía que la fórmula del agua, en estado gaseoso, era HO (en realidad, un átomo de oxígeno es 16 veces más pesado que un átomo de hidrógeno).

La ley de Avogadro permitió deducir la naturaleza diatómica de numerosos gases, estudiando los volúmenes en los que reaccionaban. Por ejemplo: el hecho de que dos litros de hidrógeno reaccionasen con un litro de oxígeno para producir dos litros de vapor de agua (a presión y temperatura constantes), significaba que una única molécula de oxígeno se divide en dos para formar dos partículas de agua. De esta forma, Avogadro podía calcular estimaciones más exactas de la masa atómica del oxígeno y de otros elementos, y estableció la distinción entre moléculas y átomos.

Ya en 1784, el botánico escocés Robert Brown, había observado que las partículas de polvo que flotaban en el agua se movían al azar sin ninguna razón aparente. En 1905, Albert Einstein tenía la teoría de que este movimiento browniano lo causaban las moléculas de agua que "bombardeaban" constantemente las partículas, y desarrolló un modelo matemático hipotético para describirlo. El físico francés Jean Perrin demostró experimentalmente este modelo en 1911, proporcionando además la validación a la teoría de partículas (y por extensión, a la teoría atómica).

La teoría atómica moderna es una teoría que explica el comportamiento de los átomos. Pero no es una teoría que se haya construido rápidamente, ya que tiene más de dos siglos de historia, pasando por los filósofos griegos y llegando a los experimentos de alta tecnología. ¿Quieres conocerla?

Principio de la teoría atómica moderna

Toda la materia está hecha de átomos, que no pueden ser destruidos ni creados.

Los átomos están hechos de electrones, protones y neutrones, no es indivisible pero sí es la partícula más pequeña que toma parte en las reacciones químicas.

Los átomos de un elementos pueden tener masas variables, eso se llama isótopos.

Los átomos de diferentes elementos pueden tener el mismo número de masa. Se llaman isobaras.

El origen de la teoría atómica

Teoria-atomica-moderna-1_0.jpg ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK

Se dice que fue Leucippus y Democritus quienes plantearon por primera vez la idea de que todo está hecho de pequeñas partículas, conocidas como átomos, en el siglo 5 antes de Cristo. Esta idea fue apoyada por algunos, pero firmemente destituida por otros como Aristóteles.

Durante la Edad Media y el reinado católico, la vida se vio muy influida por las ideas de Aristóteles, por lo que el tema de los átomos no se volvió a tocar. Sin embargo, la concepción del átomo siguió viva y volvió a tener asidero durante el Renacimiento.

Historia de la teoría atómica moderna

La teoría atómica moderna comienza con John Dalton, un químico y meteorólogo inglés que en el año 1808 publicó un libro que explica su teoría de los átomos bajos algunos principios: los elementos químicos se componen de átomos, y estos a su vez son idénticos en peso, aunque los de diferentes elementos tienen diferente peso.

Aunque estas ideas no eran nuevas, su importancia vino al descubrir una forma de obtener el peso atómico, y también fue el primero en proponer símbolos estándar para los elementos.

Teoria-atomica-moderna-2_0.jpg ISTOCKPHOTO/THINKSTOCK

Su trabajo se centraba en la estructura química de los átomos para unirse, y no tanto en la estructura interna de los mismos.

Sin embargo, la teoría moderna sobre la estructura física de los átomos se inició con el descubrimiento del electrón en 1897 por J.J. Thomson. Si bien el electrón ya había sido utilizado como palabra para definir cualquier cosa con corriente eléctrica, él fue el primero en decir que eso es una parte importante del átomo.

Él también intentó mostrar dónde están los electrones en el átomo, diciendo que el átomo era una esfera cargada positivamente y rodeada de electrones cargados negativamente. Los experimentos en 1991 de Ernest Rutherford con rayos alfa llevaron a plantear al átomo con un núcleo pequeño cargado de electrones en órbita, y este modelo se acepta hoy en día.

En 1913, Niels Bohr, un físico danés, propuso que los electrones sólo se movían en capas orbitales restringidas y sucesivas, y que las órbitas exteriores y de mayor energía determinan las propiedades químicas de los elementos. Además explicó

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