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Modelos atómicos

Título Actividad:

Modelos Atómicos

Principios a explicar:
Conocer los diferentes modelos atómicos que propusieron diversos científicos.

Material:
1 Barra de Plastilina
20 Grajeas (también puedes usar pasas, estrellas o sopa de letras, etc.)
2 canicas
1 pedazo de cartón de 20x20 cm.
2 globos

Marco Teórico:
Aún en la actualidad es imposible saber con total certeza como es el interior del átomo. Es por esto que siempre que tratamos de explicar su funcionamiento lo hacemos a través de modelos que concuerdan con las pruebas que nos dan los experimentos.
Gracias a los modelos podemos darnos una idea de cómo son las cosas en nuestro entorno, mas aun si no podemos verlas. Algunos científicos se dieron a la tarea de buscar modelos que representaran la estructura del átomo partiendo de ideas muy sencillas.
A continuación te invitamos a construir representaciones de los principales modelos atómicos.

Procedimiento:
Antes que nada te hablaremos un poco de cada modelo, para después construirlo. Luego te dejaremos algunas preguntas interesantes cuyas respuestas podrás encontrar en otros talleres de Quark.

Dalton
En 1805, después de más de 2000 años, John Dalton retomó las ideas de Demócrito y propuso la existencia del átomo como la partícula más pequeña de cada elemento químico, misma que era indivisible y responsable de sus características.

  1. Dado que este es el único modelo que plantea un átomo indivisible, lo único que hay que hacer para representarlo es construir una pelotita de plastilina.

¿Crees que, si el átomo fuera indivisible, sería posible que los átomos se enlazaran entre sí? ¿Por qué?

Thomson
92 años después del trabajo de Dalton, Joseph John Thomson realizó experimentos que lo llevaron a descubrir la existencia del electrón. Esto lo llevó a ser el primero en proponer una estructura para el átomo.
La estructura consistía en una esfera hecha de carga positiva que atraía a los electrones y los tenía distribuidos uniformemente, a esto se le llamó el modelo del budín de pasas ya que los electrones parecían pasas en un budín.

  1. Moldea una esfera de plastilina.
  2. Distribuye las grajeas sobre toda la esfera de plastilina.

¿Por qué crees que las grajeas deban estar distribuidas y no juntas en un lugar?

Datos Curiosos:
-Aunque hacía mucho tiempo que se había descubierto la electricidad, fue hasta que Thomson descubrió el electrón que pudimos explicar en su totalidad muchos fenómenos, desde la acumulación de carga estática hasta la atracción de cargas diferentes y la repulsión de cargas iguales.
-Muchos de los principales involucrados en el desarrollo de modelos atómicos estuvieron vinculados por sus estudios: Thomson fue maestro de Rutherford, ambos lo fueron de Bohr, mientras que este último fue maestro de Pauli y Heisemberg.
Rutherford-Bohr
En 1911 Ernest Rutherford, descubrió que la carga positiva del átomo se encontraba concentrada en un pequeño y pesado núcleo.
Con esto propuso un modelo atómico de sistema solar, en el que los electrones (como los planetas) giran alrededor del núcleo (Sol); todo debido a la atracción eléctrica entre cargas negativas y positivas.
Dos años después Niels Bohr complementó el modelo al señalar que los electrones no podrían girar en cualquier órbita alrededor del núcleo, sino que sólo podían estar en ciertos niveles de energía. Más adelante haremos otro juego para profundizar en la idea de Bohr.

  1. Haz una pequeña esfera de plastilina que pondrás en el centro del cartón.
  2. A su alrededor, usando más plastilina, construye carriles en donde se puedan mover las canicas. Los carriles deberán construir círculos cerrados para representar niveles de energía.
  3. Coloca las canicas en los carriles mueve el cartón para que, cómo electrones, orbiten el núcleo. Nota que cuando ganan suficiente velocidad, energía, brincan a un nivel exterior.

¿Cómo crees que se le pueda dar más energía al electrón? ¿Qué crees que deba pasar para que un electrón salte hacia un nivel de menor energía?

Nube
En la década de 1920 muchos científicos se dedicaron a profundizar el estudio del átomo, varios de ellos (Louis DeBroglie, Wolfang Pauli, Edwin Schrödinger, Werner Heisemberg y Max Born entre otros) lograron ofrecernos un mejor modelo.
Si bien se mantiene firme la idea de un pequeño núcleo positivo en el centro del átomo, ahora sabemos que estaba formado por pesadas partículas positivas (protones) y neutras (neutrones). Afuera los electrones se distribuyen en niveles de energía, que no necesariamente son esféricos, y en los que no podemos decir exactamente donde se encuentran; formando una nube donde es probable encontrarlos.

  1. Infla tus dos globos y amárralos entre sí.
  2. Piensa en la superficie de los globos como en los lugares donde podría estar un electrón en el primer nivel de energía. Claro está que en el átomo no hay nada que marque ese lugar. Niveles exteriores tendrán mayores tamaños y diferentes formas.
  3. El núcleo se encuentra en el punto donde se amarran los globos.

Si los protones tienen cargas iguales que los hacen repelerse entre sí ¿Cómo es posible que estén juntos en un pequeño núcleo? ¿Por qué crees que no sea posible saber exactamente donde está el electrón en el átomo?

Diseño: Grupo Quark, Felipe Pérez y Miguel García
 

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