Aire, agua, tierra y fuego han sido los materiales que, desde la edad de piedra, el ser humano a reconocido y utilizado. No fue hasta el inicio de la ciencia moderna, con la escuela Jónica, en la antigua Grecia, que el ser humano no se planteó cual era la composición básica de todo lo que lo rodeaba.
Fue
Leucipo
de Mileto(1),
maestro de Demócrito,
quien en el siglo V e.a.(2)
fundó la escuela atomista, la cual afirmaba que la realidad estaba
formada por partículas infinitas, indivisibles, de formas variadas y
siempre en movimiento llamadas átomos, que
significa
“indivisible” («ἄτομον»
- «sin partes»).
Afirmaban
que la materia estaba formada por partículas materiales
indestructibles, desprovistas de cualidades y que no se distinguen
las unas de las otras más que por la forma y dimensión(3).
Siempre
su asocia la idea de la primera teoría atómica a John
Dalton
(4)
y, no sin razón. Pero a decir verdad fué Mijail
Vasílievich Lomonósov
quien, en unos artículos escritos entre 1743 y 1744 ( “Sobre
las partículas físicas intangibles que constituyen las sustancias
naturales”
y “Sobre
la adhesión de los corpúsculos”) recupera este concepto de átomo
y lo plasma de forma evidente en un tercer artículo donde utiliza en
término mónada (acuñado por Leibniz), con el título “Sobre la
adhesión y la posición de las mónadas físicas”.
John
Dalton
(4),
alimentandose
de las ideas de Leucipo
de Mileto y,
conocedor
de los trabajos de Lomonósov,
propone de nuevo una teoría atómica pero, esta vez, con bases
científicas. Esta
ley fué formulada para explicar porqué ciertas reacciones químicas
se daban solamente, en proporciones constantes (la denominada Ley de
las proporciones constantes(5)
). Dalton
explicó su teoría en base a seis enunciados simples:
- La materia está formada por partículas muy pequeñas llamadas átomos, que son indivisibles y no se pueden destruir.
- Los átomos de un mismo elemento son iguales entre sí, tienen su propio peso y cualidades propias. Los átomos de diferentes elementos tienen pesos diferentes. Comparando los pesos de los elementos con los del hidrógeno tomado como la unidad propuso el concepto de peso atómico relativo .
- Los átomos permanecen sin división, aún cuando se combinen en las reacciones químicas.
- Los átomos, al combinarse para formar compuestos guardan relaciones simples.
- Los átomos de elementos diferentes se pueden combinar en proporciones distintas y formar más de un compuesto.
- Los compuestos químicos se forman al unirse átomos de dos o más elementos distintos.
Dados
los conocimientos actuales, el modelo atómico de Dalton puede
parecernos insuficiente e, incluso, un poco infantil, pero constituyó
el primer intento basado en evidencias y pruebas científicas de
explicar como y porqué estaba constituida la materia. Eso sin contar
que serviría de base para todos los modelos posteriores que, sin
duda, han resultado cruciales en el avance científico y técnico de
la actualidad.
Varios átomos y moléculas representados en A New System of Chemical Philosophy (1808 de John Dalton )
A finales del siglo XIX hay dos descubrimientos clave en el avance de nuestro conocimiento de la composición de la materia. Por un lado, en 1896, Henri Becquerel(6) descubriría la radiactividad trabajando con sales de uranio. Descubrió que al colocar sales de uranio sobre una placa fotográfica en una zona oscura, esta se ennegrecía, debido a que la radiación emitida por el uranio atravesaba elementos opacos a la luz ordinaria.
Al
año siguiente, Joseph John Thomson(8),
descubriría el electrón. Determinó que la materia estaba
constituida por una parte positiva y otra negativa. Y en 1898(7),
el matrimonio Curie descubrirá el Polonio y el Radio.
Con
toda esta serie de eventos, el propio Joseph
John Thomson, en
1903,
propondrá su propio modelo atómico, en el que se incluyen por
primera vez la polaridad de cargas, existiendo una carga positiva y
otra carga negativa.
Su modelo es popularmente conocido como el “modelo del puding de
pasas” ya que propone que el átomo es una esfera de carga
positiva, con los electrónes “incrustados”
por toda su superficie, de forma uniforme, de forma similar a como
veríamos las pasas en un punding.
Modelo atómico de Thomson
Pero este modelo, que aunaba las virtudes del modelo de Dalton, con los resultados obtenidos con los tubos de rayos catódicos (la existencia de una carga negativa), chocaba frontalmente con la teoría de la dispersión de Rutherford(9) (también conocida como dispersión de Couloumb - 1909). Esta teoría explicaba la dispersión de partículas eléctricamente cargadas, al acercarse a un centro de dispersión que también estaba cargado eléctricamente (experimento de Rutherford(10)). Con este experimento se llegó a la conclusión de que la carga positiva y la mayor parte de la masa del átomo debía estar concentrada en un pequeño espacio en el centro del átomo.
Un
año después de que Joseph
John Thomson
desarrollara
su teoría atómica,
en
1904, Hantaro
Nagaoka(11)
desarrolló un modelo planetario, en el que consideraba que existia
un centro cargado positivamente, muy masivo, mientras que los
electrónes lo rodeaban orbitando a una distancia y unidos a él por
fuerzas electrostáticas, de forma similar a como veríamos los
anillos con Saturno.
El
propio Nagaoka
desecharía su propia teoría en 1908, pese a que el antes mencionado
experimento
de Rutherford
diera confirmación experimental a su teoría. Nagaoka consideró que
los anillos se repelerían entre sí, dando lugar a un modelo
inestable.
El
propio Rutherford,
en el artículo que escribió, proponiendo la existencia de un núcleo
atómico, cita a Nagaoka,
como base de su teoría. Como veremos más adelante, esta es la base del modelo de Bohr (también conocido como modelo atómico) y que resultaría fundamental para los siguientes modelos actuales.Fuente:
Enamorado de la Ciencia
