TEMA: BIOLOGÍA DE LA CÉLULA
ESTRUCTURA ATÓMICA
SÍNTESIS DEL TEMA
El átomo se define como la unidad pequeña de un elemento que retiene todas las propiedades de dicho elemento; es electricamente neutro, de forma esférica y esta compuesto de electrones, protones y neutrones.
Núcleo
El núcleo del átomo es una agregación dinámica de partículas elementales, fuertemente cohesionadas y que genéricamente se denominan nucleones. Estas partículas son los protones, cada uno de ellos con una unidad elemental de carga positiva y los neutrones, de masa ligeramente superior a la de los protones pero eléctricamente neutros.
La corteza electrónica
Según el modelo de Bohr (apro.1913), los electrones giran alrededor del núcleo en ciertas órbitas permitidas en las cuales el movimiento resulta estable. A cada una de estas órbitas o capas le corresponde un nivel de energía y cuanto más alejada esté del núcleo, mayor será dicha energía. El número máximo de electrones por capa es 2n2, siendo "n" el número de la órbita o capa (1,...), también llamado número cuántico principal. Así, por ejemplo, en la capa 2, el número máximo de electrones permitidos es 8.
MODELOS ATÓMICOS
MODELO ATÓMICO DE DALTON
El modelo atómico de Dalton, surgido en el contexto de la química, fue el primer modelo atómico con bases científicas, fue formulado en 1808 por John Dalton.
El modelo atómico de Dalton explicaba por qué las sustancias se combinaban químicamente entre sí sólo en ciertas proporciones.
Además el modelo aclaraba que aún existiendo una gran variedad de sustancias diferentes, estas podían ser explicadas en términos de una cantidad más bien pequeña de constituyentes elementales o elementos.
En esencia, el modelo explicaba la mayor parte de la química orgánica del siglo XIX, reduciendo una serie de hechos complejos a una teoría combinatoria realmente simple.
MODELO ATÓMICO DE THOMSON
El modelo atómico de Thomson, también conocido como el "budin de pasas", es una teoría sobre la estructura atómica propuesta en 1904 por Joseph John Thomson, descubridor del electrón[1] en 1897, mucho antes del descubrimiento del protón y del neutrón. En dicho modelo, el átomo está compuesto por electrones de carga negativa en un átomo positivo, como pasas en un budín. Se pensaba que los electrones se distribuían uniformemente alrededor del átomo. En otras ocasiones, en lugar de una sopa de carga positiva se postulaba con una nube de carga positiva. En 1906 Thomson recibió el premio Nobel de Física por sus investigaciones en la conducción eléctrica en gases.
MODELO ATÓMICO DE RUTHERFORD
Este modelo se agradece al experimento de Rutherford, por medio del cual el señor Ernest Rutherford en el año 1911 dice que el átomo tiene una parte p ositiva, el núcleo, el cual poseía los Protones (cargas positivas) y Neutrones (Cargas Neutras), llamado Núcleo, el cual contiene toda la masa del átomo, y los electrones giraban alrededor de este núcleo en orbitas circulares y elípticas.
De este modelo atómico se puede concluir que:
Todos los núcleos de los átomos de un elemento dado tienen la misma carga eléctrica.
La carga nuclear es un múltiplo entero de valor de la carga del electrón.
La carga nuclear de un átomo es igual al número atómico químico, el cual determina su posición en la tabla periódica.
Pero también presentaba varios problemas:
MODELO ATÓMICO DE BOHR
En el año de 1913 el físico inglés N. Bohr se buscaba una explicación razonable para la cual el modelo de Rutherford presentaba errores teniendo en cuenta la física clásica. Fue en el momento en el que leyó el segundo postulado de Planck para la radiación de un cuerpo negro la cual enuncia “un oscilador solo emite energía cuando pasa de un estado de mayor energía a otro de menor energía” y creyó que la frecuencia del movimiento circular del electrón alrededor del núcleo era análoga a la frecuencia del oscilador de Planck.
Concluyo que “El átomo sólo emite radiación electromagnética cuando uno de sus electrones pasa de un estado de mayor energía a uno de menor energía”. De esto saco los siguientes postulados.
El átomo de hidrógeno está constituido por un núcleo con carga +, y un electrón ligado a él mediante fuerzas electrostáticas.
Existe, para el átomo, un conjunto discreto de estados energéticos en los cuales el electrón puede moverse sin emitir la radiación electromagnética. Estos estados se denominan estados estacionarios y en ellos la energía es constante.
En los estados estacionarios el momento angular del electrón (L) es igual a un múltiplo entero n de la constante de Planck h dividida por 2π:
Donde n= 1, 2, 3… es el número cuántico principal.
Así, el electrón solamente puede ubicarse en ciertas órbitas cuyos radios están determinados por la condición anterior.
MODELO ATÓMICO DE SOMMERFELD
En el año de 1916, con la ayuda de la relatividad de Albert Einstein, hizo las siguientes modificaciones al modelo de Bohr:
Los electrones se mueven alrededor del nucleo en orbitas circulares.
A partir del segundo nivel energetico existen 2 o mas subniveles.
El electron es una corriente electrica minuscula.
Sommerfeld introdujo un parlamento llamado numero azimutal, que designo con la letra "l".
MODELO ATÓMICO DE SCHRÖDINGER
En el año de 1926, Schrödinger, partiendo de ideas de Plank y Luis Broglie y las matematicas de William Rowam Hamilton, desarrollo un modelo matematico en donde aparecen tres parlamentos: n, l y m. No manejo trayectorias determinadas para los electrones, solo la probabilidad de que se hallen en una zona explica parcialmente los aspectos de emision de todos los elementos.
ARTICULO DE REVISTA
RESUMEN: La enseñanza de la estructura atómica actualmente es muy descriptiva (memorística) y carece de las interpretaciones basadas en la filosofía de la ciencia. El objetivo de este trabajo es comparar las respuestas de los estudiantes de cursos básicos y de la Licenciatura en Química, en las siguientes preguntas: (a) A su juicio ¿qué fue lo más importante de los experimentos de Bohr?; (b) Si los experimentos de Bohr cambiaron el modelo postulado por Rutherford, ¿cree Ud. que Rutherford se había equivocado al llevar a cabo sus experimentos? El estudio está basado en 171 estudiantes de cursos básicos y 94 de la especialidad ( Lic. en Química), estos últimos divididos en tres grupos: un control y dos experimentales. A los grupos experimentales se les suministró información con respecto a los trabajos originales de Thomson, Rutherford y Bohr, y su discusión basada en la filosofía de la ciencia. Los resultados muestran que las respuestas de los estudiantes de cursos básicos y del grupo control no presentan muchas diferencias. Esto nos permite inferir que los estudiantes conceptualizan los experimentos de Thomson, Rutherford y Bohr, de una manera muy diferente con respecto a como estos experimentos fueron interpretados en la filosofía de la ciencia. Con respecto a los grupos experimentales se observó una mayor comprensión del significado de los modelos atómicos. Se concluye que los estudiantes de la especialidad siguen mostrando inconsistencia en sus respuestas de forma similar a los de los cursos básicos. Se concluye que los conocimientos adquiridos previamente (textos tradicionales) y la forma de impartirlos, influye mucho en la conceptualización de los estudiantes. No relacionan, separan y siguen sin interpretar una serie de hechos que han venido a conformar nuestro conocimiento de la ciencia.
TÍTULO: Conceptualización de la estructura atómica en estudiantes de cursos básicos y de la Licenciatura en Química.
AUTORES: María Rodríguez de A., Mansoor Niaz
CITA BIBLIOGRAFICA: María Rodríguez de A., Mansoor Niaz, Conceptualización de la estructura atómica en estudiantes de cursos básicos y de la Licenciatura en Química. En Bistua Revista de la facultad de ciencias báscias de la Universidad de Pamplona ( En línea).
