Estructura interna de la materia

¿CÓMO SE ORGANIZA LA MATERIA?

Desde hace tiempos remotos, la interrogante acerca de cómo se organiza la materia en nuestro planeta y universo ha despertado el interés de filósofos y pensadores, y en épocas más contemporáneas, de los científicos. En un comienzo se pensó de manera común que los dioses habían diseñado toda forma de materia de manera continua, es decir, que ésta podía ser dividida de manera indefinida a través del tiempo sin alterar sus características con las que había sido creada. No fue hasta el siglo V a.C. en la Antigua Grecia que esta idea fue cuestionada y refutada por dos filósofos que se mencionan a continuación.

LA MATERIA SEGÚN LEUCIPO, DEMÓCRITO Y EL CONCEPTO DE ÁTOMO

El filósofo griego Leucipo, y luego su discípulo Demócrito, quien formalizó las ideas de su maestro, plantearon que la materia estaba formada por pequeñas unidades discretas, las cuáles podían ser cuantificadas de manera hipotética hasta un punto máximo, donde luego no podían continuar dividiéndose. A estas unidades terminales les llamaron átomos (del griego “a-”: sin “-thomos”: división). Si bien los trabajos de ambos filósofos no contaban con un respaldo experimental, ellos llegaron a conclusiones interesantes a través del pensamiento inductivo, de las cuales se destaca que:

Los átomos son unidades constantes, “eternas” e invisibles, que no pueden ver alterada su condición por ningún mecanismo, siendo por ende las unidades básicas y elementales de la materia.

Los átomos se diferencian entre sí solos por su forma y tamaño, pero comparten sus propiedades internas que los caracterizan y definen como átomos (ya que han sido creados como constituyentes de la materia a partir de un todo).

Las diferencias y diversidad de formas y modelos existentes en los cuerpos (es decir, en la materia) que podemos ver y tocar en nuestra realidad están definidas por la cantidad de átomos que se pueden hallar en un cuerpo, y en cómo esos átomos se relacionan entre sí. Es decir, la cantidad, forma y tamaño de los átomos definen las características de la materia en un cuerpo determinado.

IMPORTANCIA DE LA IDEA CLÁSICA DE ÁTOMO

En la actualidad se sabe que el átomo no es la unidad más pequeña que define la materia: un átomo puede ser dividido en subunidades más pequeñas como los electrones, protones y neutrones, por medio de técnicas experimentales desarrolladas en el siglo XX, pero aún así el concepto clásico de átomo se mantiene vigente al ser el primer intento explicativo de la composición y organización de la materia, el cual sentó las bases para posteriores razonamientos, como los realizados por John Dalton quien tomó directamente los escritos de Leucipo y Demócrito para sus postulados, o los experimentos formales de Joseph Thomson, Ernest Rutherford y posteriores que consideraron la idea de indivisibilidad del átomo como supuesto inicial y que más tarde pudo ser modificado por ensayos experimentales.

MODELOS DE LA ESTRUCTURA INTERNA DE LA MATERIA

JOHN DALTON

Formuló la teoría atómica por primera vez, y la utilizó para explicar por qué los átomos reaccionan en proporciones simples de números enteros, formulando la ley de las proporciones múltiples Tuvo  en cuenta la teoría de los griegos y la postulo  en la teoría de el: toda la materia está constituida por átomos  que son pequeñas partículas de los elementos que no se crean ni se destruye los átomos de un elemento no pueden transformarse en átomos de otros elementos   los átomos son iguales en masa y otros en propiedades y son diferentes átomos a los de otro elemento los compuestos resultan de la combinación química de una proporción especifica de átomos diferentes

ERNEST RUTHERFORD

Mediante sus experimentos descubrió y clasificó las emisiones radiactivas en: rayos alfa, beta y gama. Sugirió un nuevo modelo atómico y postuló a partir de su descubrimiento que los electrones ocupan la mayor parte del volumen del átomo, mientras que la mayoría de la masa está concentrada en el núcleo pequeño cargado positiva mente. Reconoció que, dentro del átomo, existe un gran espacio vacío.

J. J. THOMSON

Químico inglés, quien, a través de un experimento con campos eléctricos y magnéticos, comprobó la existencia de los electrones llegando a la conclusión que se trataba de partículas con carga negativa. Así, propuso un nuevo modelo atómico en el cual plantea que el átomo está formado por electrones incrustados en un mar de cargas positivas.

NIELS BöHR

Demostró que los electrones de los átomos de hidrógeno existen sólo en órbitas (niveles de energía) esféricas. Postuló una nueva teoría atómica de la materia y concluyó que los electrones giran alrededor del núcleo siguiendo órbitas circulares bien definidas. Cada una de las órbitas posee un valor característico de energía llamado nivel de energía, el cual es designado por (n) y puede tomar valores como n1,n2,n3,… etc. o K,L,M,N,O,P. En cada nivel de energía, sólo puede existir cierto número de electrones. Cuando un electrón pasa de un nivel a otro superior, debe absorber la cantidad de energía que corresponde a la diferencia entre los dos niveles. De la misma forma, si el electrón desciende a un nivel de energía inferior debe liberar la cantidad de energía equivalente a la diferencia entre los dos niveles

ARNOLD SOMMERFELD

Físico alemán, quien propuso una nueva versión del modelo atómico a partir del modelo propuesto por Böhr. Según Sommerfeld, cuando una partícula (electrón) con una energía dada se encuentra en una órbita, se mueve circularmente, pero también puede hacerlo con la misma energía y en perfecto equilibrio en una órbita elíptica. Esto sugiere que no solamente existían los niveles de energía, sino que además había una secuencia de valores intermedios a los que denominó subniveles de energía. Así, propuso un nuevo modelo de la estructura atómica, en el cual los electrones ocupan órbitas circulares y elípticas a partir del segundo nivel de energía

LOUIS DE BROGLIE

Comparó las propiedades del fotón y del electrón, planteó que el electrón se comporta unas veces como partícula y otras veces como onda.

ERWIN SCHRöDINGER

Científico austriaco, quien describió el movimiento de los electrones en los átomos mediante una ecuación matemática que combinaba la naturaleza de partícula del electrón, sus propiedades ondulatorias y las relaciones cuánticas en una relación de probabilidad. Este nuevo modelo considera que los electrones tienen un comportamiento tanto de onda como de partícula, y que un electrón no se mueve en órbitas como lo propone Böhr sino en una zona de alta densidad electrónica llamada nube electrónica. El recorrido del electrón se llamó orbital electrónico.

WERNER HEISENBERG

Sintetiza el modelo de Sommerfeld y Schrödinger y plantea, además, que es imposible determinar simultáneamente, con una precisión absoluta, la posición y velocidad de una partícula tan pequeña como el electrón. Propone así el principio de incertidumbre

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